Microplastiche

Cosa sono le microplastiche?

Oggi la plastica è un materiale indispensabile per l’uomo e l’inquinamento da essa provocato è ormai esteso a livello globale, così come lo è l’impatto che provoca su tutti gli organismi quando, frammentandosi in microscopiche particelle (microplastiche), è soggetta ad ingestione da parte di questi ultimi.

Le microplastiche hanno incominciato ad accumularsi solo negli ultimi quattro decenni. Campionando a spot sulla superficie delle acque marine e sul sedimento della sabbia delle nostre spiagge si possono osservare diverse tipologie di microplastiche:

• dai granuli di plastica di medie dimensioni
• a piccole particelle
• fino ad arrivare a frammenti microscopici derivati dai detriti più grandi.

A differenza dei frammenti più grandi, le microplastiche non sono facilmente visibili ad occhio nudo; anche il pellet di resina (mesoplastica) mescolati con sabbia non sono facilmente riconoscibili.

Nell’ambiente le plastiche di grandi dimensioni sono esposte agli agenti atmosferici, alla luce solare e al degrado meccanico, diventano fragili e scomponendosi in microplastiche secondarie (<5 mm), che includono anche le microfibre dei tessuti sintetici, e nanoplastiche (<100 nm). Le microplastiche primarie sono piccole particelle progettate per essere utilizzate come basi per la produzione di oggetti in plastica di grandi dimensioni, compresi pellet di resina vergine e microsfere (dai cosmetici ai prodotti per la cura personale).

Oggi, le microplastiche sono onnipresenti nell’ambiente, nei fiumi, negli estuari, sui litorali, su tutta la superficie dell’oceano e nell’intera colonna d’acqua, ciò significa che il biota può interagire con loro dalle acque superficiali dell’oceano fino al mare profondo.

La biodisponibilità delle microplastiche dipende dalla loro dimensione, densità, abbondanza, forma e colore. Sono note oltre 1401 specie marine che interagiscono con i detriti di plastica marina in diversi modi, tuttavia, il contatto fisico e l’ingestione sono tra i tipi più comuni di interazione tra biota e plastica.

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Dimensioni delle microplastiche

La maggior parte degli organismi, nell’arco di tutta la vita, si confronta costantemente con particelle inerti di diverse dimensioni, forme e materiali. Le particelle di plastica rappresentano principalmente dei corpi estranei dentro un organismo e, quando non possono essere digerite, vengono rigettate dopo qualche tempo, tuttavia, la loro carica batterica, la composizione chimica e il loro potenziale contaminate le rendono di particolare interesse per la comunità scientifica.

In molti casi, l’aggiunta di sostanze chimiche nella produzione di plastica e gli inquinanti organici sembrano essere la vera minaccia, tanto che, un numero sempre più elevato di studi si sta concentrando sugli effetti fisiologici delle microplastiche sugli animali su scala individuale.

Le particelle più piccole (<100 nm) possono avere un impatto più elevato in caso di ingestione, perché possono depositarsi nei tessuti o anche all’interno delle cellule. Il periodo di ritenzione, ovvero il tempo che la particella spende all’interno del corpo, è cruciale per stimare gli scambi chimici all’interno dell’ospite.

Conseguenze dell’assorbimento delle microplastiche

Sono stati identificati tre tipi di conseguenze da assorbimento di microplastiche nel tratto digestivo o nel sistema respiratorio:

1. penetrazione fisica di particelle di microplastica nelle strutture cellulari
2. lisciviazione di additivi chimici o inquinanti organici (POP) persistenti nel corpo
3. infezione microbiotica e batterica del microbiota causata dall’ingestione delle plastiche superficiali.

Come arriva la plastica in mare?

Del totale della plastica trovata nell’ambiente oceanico:

• circa l’80% è rappresentato da fonti terrestri perché perso durante il trasporto marittimo, o per deflusso dalla lavorazione
• circa il 18% è attribuito al settore della pesca.

Materie plastiche e ambiente marino

La domanda globale annuale di plastica è costantemente aumentata negli ultimi anni e attualmente ammonta a circa 245 milioni di tonnellate per due motivazioni fondamentali legate alle sue caratteristiche:

1. Il fatto di essere un materiale versatile, leggero, forte e potenzialmente trasparente la rende ideale per un’ampia varietà di applicazioni.
2. Il basso costo e le eccellenti proprietà fisiche, come la barriera all’ossigeno / all’umidità, la bioinerzia e la sua leggerezza la rendono un materiale da imballaggio eccellente.

Avviene così che materiali convenzionali come vetro, metallo e carta vengono sostituiti da imballaggi in plastica economici equivalenti o dal design superiore. Quasi un terzo della produzione di resina plastica è pertanto convertita in materiale di imballaggio di consumo che include articoli monouso usa e getta che si incontrano comunemente come detriti sulla spiaggia.

Dei 75–80 milioni di tonnellate di imballaggi di plastica usata a livello globale ogni anno ancora non si conosce quanto di questa quantità finisca negli oceani. La pesca estensiva, gli usi ricreativi e marittimi dell’oceano, oltre al cambiamento dei dati demografici che spingono sempre più popolazioni a migrare verso le regioni costiere, favoriscono lo sversamento sempre più massiccio di materie plastiche negli oceani.

Degrado delle materie plastiche in mare

La degradazione è un cambiamento chimico che riduce drasticamente il peso molecolare medio del polimero. Le materie plastiche ampiamente degradate diventano fragili abbastanza da ridursi in frammenti polverosi durante la manipolazione. Anche questi frammenti, spesso non visibili ad occhio nudo, possono subire ulteriore degrado, generalmente tramite biodegradazione ad opera di microrganismi. Il degrado è generalmente classificato secondo l’agente causante:

1. Biodegradazione – azione degli organismi viventi, di solito microbi.
2. Fotodegradazione – azione della luce (solitamente forte esposizione a luce solare).
3. Degrado termo-ossidativo – degradazione ossidativa lenta a temperature moderate.
4. Degrado termico* – azione delle alte temperature.
5. Idrolisi – reazione con acqua.

*Nessun meccanismo di degradazione ambientale.

Altri tipi di i processi di degradazione sono più lenti rispetto all’ossidazione indotta dalla luce. L’idrolisi, di solito, non è un meccanismo significativo in acqua di mare, mentre per tutti i biomateriali, compresa la plastica, inevitabilmente biodegrada nell’ambiente marino, la velocità di questo processo, anche nel sedimento bentonico (il fondale), è di diversi ordini di grandezza più lenta rispetto alla degradazione
ossidativa.

La degradazione indotta dalle radiazioni solari UV è un meccanismo molto efficiente verso la plastica esposta all’aria o appoggiata sulla superficie della spiaggia, ma, quando lo stesso materiale plastico viene esposto alla luce solare in corrispondenza della stessa posizione e galleggia nell’acqua di mare, il degrado è fortemente ritardato.

Il ritardo del degrado delle materie plastiche esposte agli elementi mentre galleggia nell’acqua di mare è principalmente il risultato delle temperatura relative più basse e della più bassa concentrazione d’ossigeno nell’ambiente acquatico. La discrepanza nei tassi di degrado (tra le esposizioni aeree e quelle galleggianti) è ulteriormente aggravata da effetti di incrostazione. Infatti, le materie plastiche
galleggianti vengono presto ricoperte da incrostazioni, prima con lo sviluppo sulla superficie di un biofilm seguito da una patina di alghe e poi da una colonia di invertebrati.

La sequenza e la cinetica della formazione del biofilm, tuttavia, dipendono fortemente dalle condizioni dell’acqua così come dal periodo stagionale durante il quale i detriti di plastica rimangono esposti. Essi vengono progressivamente incrostati con sostanze contaminanti aumentando di densità e quando questa supera quella dell’acqua di mare i detriti possono affondare sotto la superficie dell’acqua.
Il discioglimento e la disincrostazione nella colonna d’acqua a causa di altri contaminanti e degli organismi può ridurne la densità causando il ritorno dei detriti in superficie.