Inquinamento/Microplastiche

Le microplastiche sono frammenti di ogni tipo di plastica più piccoli di 5 mm di lunghezza, secondo la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) degli Stati Uniti e l'Agenzia europea per le sostanze chimiche. Causano inquinamento entrando negli ecosistemi naturali da una varietà di fonti, inclusi cosmetici, vestiti, pacchetti del cibo, e processi industriali. ( foto )

Una foto di una microplastica vista al microscopio ottico

Il termine "microplastiche" è stato introdotto nel 2004 dal professor Richard Thompson, un biologo marino dell'Università di Plymouth nel Regno Unito.

Oggigiorno le microplastiche sono comuni. Nel 2014 è stato stimato che ci fossero tra 15 e 51 trilioni di pezzi individuali di microplastiche nell'oceano, con un peso tra 93000 e 236000 tonnellate.

Attualmente sono riconosciute due classificazioni per le microplastiche: le microplastiche primarie e le microplastiche secondarie.

Entrambi i tipi sono noti per persistere nell'ambiente ad alti livelli, in particolar modo negli ecosistemi acquatici, marini (dove causano l'inquinamento marino) e terrestri, ma si possono anche trovare in Antartide e nei sedimenti di acque profonde. Il 35% di tutte le microplastiche nell'oceano deriva da tessuti/vestiti, principalmente a causa dell'erosione di poliestere, acrilici, o vestiti a base di nylon, spesso durante i processi di lavaggio. In ogni caso, le microplastiche sono anche accumulate nell'aria e nell'ecosistema terrestre. Il termine macroplastiche è usato invece per plastiche più grandi come bottiglie di plastica.

Poiché le plastiche hanno la capacità di sopravvivere per lunghi periodi (spesso centinaia o migliaia di anni) nell'ambiente, un ulteriore problema è rappresentato dal fatto che esse possono assorbire metalli pesanti e altri inquinamenti organici persistenti tossici. Le microplastiche consentono anche lo sviluppo di una nicchia microbica distinta all'interno di un ecosistema, che potrebbe compromette la funzione dell'ecosistema promuovendo la crescita di comunità microbiche selettive. Recentemente sono stati segnalati geni resistenti agli antibiotici e l'arricchimento di batteri resistenti agli antibiotici sulle superfici di queste plastiche. Alcuni studi hanno riportato anche la colonizzazione di ceppi batterici patogeni come Vibrio spp. sulle superfici delle microplastiche. Le microplastiche hanno un'alta probabilità di ingestione e accumulo nei corpi di molti organismi. Le sostanze chimiche tossiche provengono sia dagli oceani che dal deflusso e possono biomagnificarsi nella catena alimentare. Nell'ecosistema terrestre le microplastiche hanno dimostrato di ridurre la vitalità degli ecosistemi nel suolo. Il ciclo e il movimento delle microplastiche nell'ambiente non sono pienamente conosciute, ma i ricercatori stanno continuando a studiare il fenomeno. Le indagini sui sedimenti oceanici in Cina (2020) mostrano la presenza di plastica negli strati di deposizione molti più antichi dell'invenzione della plastica, portando a una sospetta sottostima delle microplastiche nelle indagini oceaniche a campione della superficie. Le microplastiche sono anche state trovate in alta montagna, a grandi distanze dalla loro fonte.

Classificazioni

Una foto di microplastiche visibili ad occhio nudo

Microplastiche primarie

Le microplastiche primarie includono ogni tipo di frammenti o particelle che hanno una dimensione di 5.0 mm o meno. Queste includono microfibre dai vestiti, microsfere e pellet di plastica. Derivano da un numero di fonti, compresi i prodotti per la cura personale, quali dentifrici, sciampi, gel per la doccia e fibre da bucato. Il lavaggio di abbigliamento e tessuti sintetici può rilasciare fibre di microplastiche nelle acque reflue. E' stato dimostrato che una sola giacca di poliestere può rilasciare più di 1900 fibre per lavaggio.[1] Tuttavia, approssimativamente il 90% delle microplastiche può essere trattenuto dai depuratori. Le microplastiche non trattenute possono essere rilasciate sulla battigia degli ambienti marini in uno stato per lo più inalterato, dopo essere passate attraverso il sistema di trattamento delle acque reflue. Processi fisici oceanografici possono successivamente agire per trattenere o disperdere ulteriormente le particelle. La contaminazione di microfibra di plastica è diffusa, con fibre trovate sulla battigia di sei continenti, con più fibre vicino alle aree densamente popolate.

Le microplastiche primarie possono anche essere fabbricate appositamente. Solitamente sono usati nelle creme facciali e nei cosmetici o nella tecnologia a getto d'aria. In alcuni casi sono usate in medicina come farmaci. Gli "scrubber" in microplastica, utilizzati nei detergenti e sfoglianti per le mani, hanno sostituito gli ingredienti naturali tradizionali, inclusi pezzi di gusci di mandorla, farina d'avena e pomice. Il processo del getto ad aria prevede la sabbiatura dell'acrilico, lavasciuga in microplastica in melammina o poliestere su macchinari, motori e scavi di barche per rimuovere ruggine e vernice. Poiché questi scrubber sono utilizzati ripetutamente fino a quando non diminuiscono di dimensioni, spesso vengono contaminati da metalli pesanti come cadmio, cromo e piombo. sebbene molte aziende abbiano a ridurre la produzione di microsfere, ce ne sono ancora molte che hanno anche un lungo ciclo di vita di degradazione simile alla plastica normale.

Microplastiche secondarie

Le microplastiche secondarie derivano dalla degradazione di detriti di plastiche più grandi (rifiuti macroscopici) prodotte attraverso processi atmosferici dopo essere entrate nell'ambiente. Tali tipi di microplastiche secondarie includono bottiglie di acqua e bibite, reti da pesca, borse di plastica e bustine del tè. Nel tempo, il culmine della degradazione fisica e biologica, inclusa la fotossidazione causata dall'esposizione alla luce solare può ridurre l'integrità strutturale dei detriti di plastica ad una dimensione che alla fine non è rilevabile ad occhio nudo. Questo processo di degradazione di materiale plastico di grandi dimensioni in pezzi più piccoli è chiamato frammentazione. Si ritiene che le microplastiche potrebbero ulteriormente degradarsi in dimensioni più piccole, sebbene la microplastica più piccola rilevata attualmente negli oceani abbia un diametro di 1,6 micrometri. La prevalenza di microplastiche con forme irregolari suggerisce che la frammentazione sia una fonte chiave.

Fonti

La maggior parte dell'inquinamento delle microplastiche deriva da tessuti, pneumatici e polveri urbane che rappresentano oltre l'80% di tutta la microplastica nell'ambiente. Questo è spesso stabilito attraverso studi acquatici, che includono il prelievo di plancton, analisi di sedimenti sabbiosi e fangosi, l'osservazione del consumo di vertebrati e invertebrati e la valutazione delle interazioni degli inquinanti chimici.

Inoltre, grazie al rilevamento delle prime microplastiche nei sedimenti bentonici superficiali vicino ad un numero di stazioni di ricerca sull'Isola di re Giorgio, è stato dimostrato come il livello di inquinamento rilasciato dalle navi e stazioni di ricerca scientifica erano presumibilmente insignificanti su scala dell'oceano, ma possono essere significative su scala locale.

Secondo un rapporto IUNC del 2017, le microplastiche potrebbero contribuire fino al 30% al Pacific trash vortex inquinando gli oceani del mondo e, in molti paesi sviluppati, rappresentano una fonte di inquinamento marino maggiore rispetto ai pezzi visibili di rifiuti marini più grandi.

Impianti di depurazione

Edificio contenente l'impianto di depurazione nel quartiere Aïre

L'impianti di depurazione rimuovono i contaminanti dalle acque reflue, principalmente domestiche, utilizzando vari processi fisici, chimici e biologici. La maggior parte degli impianti nei paesi sviluppati a fasi di trattamento primarie e secondarie. Nella primaria vengono impiegati processi fisici per rimuovere oli, sabbie e altri grandi solidi utilizzando filtri, chiarificatori e serbatoi di decantazione convenzionali. Il trattamento secondario usa processi biologici che coinvolgono batteri e protozoi per abbattere la materia organica. La fase di trattamento terziario, facoltativo, può comprendere processi per la rimozione dei nutrienti (azoto e fosforo) e la disinfezione.

Le microplastiche sono state rilevate sia nelle fasi di trattamento primario che secondario delle piante. Uno studio del 2016 ha dimostrato che la maggior parte delle microplastiche viene effettivamente rimossa durante la prima fase.

Pneumatici per auto e camion

Pneumatici vecchi che possono causare la formazione di microplastiche inquinanti

L'usura degli pneumatici contribuisce in modo significativo al flusso di (micro)plastica nell'ambiente. Le stime delle emissioni di microplastiche nell'ambiente in Danimarca sono comprese tra 5500 e 14000 tonnellate all'anno. L'emissione pro capite stimata varia da 0,23 a 4,7 kg/anno, con una media globale di 0,81 kg/anno. L'emissione degli pneumatici per anno sono superiori a quelle di altre fonti di microplastiche. Le emissioni e i percorsi dipendono da fattori locali come il tipo di strada o i sistemi fognari. Si stima che il contributo relativo dell'usura degli pneumatici alla quantità totale globale di plastica che finisce nei nostri oceani sia del 5-10%. Anche l'inquinamento dovuto all'usura degli pneumatici entra nella catena alimentare, ma sono necessarie ulteriori ricerche per valutare i rischi per la salute umana.

Industria cosmetica

Alcune aziende hanno sostituito gli ingredienti esfolianti naturali con microplastiche, solitamente sotto forma di "microsfere" o "micro-esfolianti". Questi prodotti sono in genere composti da polietirene, un componente comune della plastica, ma possono anche essere realizzati in polipropilene, polietilene tereftalato e nylon. Si trovano spesso in detergenti per il viso, saponi per le mani e altri prodotti per la cura personale; le perline vengono solitamente lavate nelle acque reflue subito dopo l'uso. Le loro piccole dimensioni non sempre vengono trattenute dagli impianti di depurazione, e finiscono per andare a inquinare gli ambienti acquatici.

Sebbene molte aziende si siano impegnate a eliminare gradualmente l'uso delle microsfere nei loro prodotti, ci sono almeno 80 diversi prodotti per lo scrub facciale che vengono ancora venduti con le microsfere come componente principale. Ciò contribuisce allo scarico di 80 tonnellate di microsfere all'anno da parte del solo Regno Unito che non solo ha un impatto negativo sulla fauna selvatica e sulla catena alimentare, ma anche sui livelli di tossicità, poiché è stato dimostrato che le microsfere assorbono pericolose sostanza chimiche come pesticidi e idrocarburi policiclici aromatici. La proposta di restrizione dell'Agenzia europea per le sostanze chimiche e le relazioni del programma delle Nazioni Unite per l'ambiente (UNEP) suggeriscono che esistono più di 500 ingredienti microplastici ampiamente utilizzati nei cosmetici e nei prodotti per la cura della persona.

Anche quando le microsfere vengono rimosse dai prodotti cosmetici, ci sono ancora prodotti nocivi venduti con la plastica al loro interno. Ad esempio i copolimeri acrilici provocano effetti tossici per i corsi d'acqua e per gli animali se inquinati. I copolimeri di acrilato possono anche emettere monomeri di stirene quando utilizzati in prodotti per il corpo, aumentando la possibilità del cancro in una persona. Paesi come la Nuova Zelanda che hanno vietato le microsfere, spesso passano ad altri polimeri, come il copolimero acrilato, che può essere altrettanto tossico per le persone e l'ambiente.

Capi d'abbigliamento

Dettaglio di microplastica blu derivante da tessuti

Degli studi hanno dimostrato che molte fibre sintetiche, come poliestere, nylon, acrilici e spandex, si possono dividere dai vestiti e persistere nell'ambiente. Ogni indumento in un carico di biancheria può perdere più di 1.900 fibre di plastica, con il vello che rilascia la più alta percentuale di fibre, oltre 170% in più rispetto ad altri indumenti. Per un carico di lavaggio medio di 6 Kg potrebbero essere rilasciate oltre 700.000 fibre per lavaggio. E' stato scoperto che queste microfibre persistono lungo tutta la catena alimentare, dallo zooplancton agli animali più grandi come le balene. Questi tipi di fibre contribuiscono notevolmente alla persistenza delle microplastiche negli ecosistemi terrestri, aerei e marini. La fibra primaria che persiste nell'industria tessile è il poliestere. Il processo di lavaggio dei vestiti fa perdere una media di oltre 100 fibre per litro d'acqua. Questo è stato collegato con effetti sulla salute probabilmente causati dal rilascio di monomeri, coloranti dispersivi, mordenti e plastificanti dalla produzione. E' stato dimostrato che negli ambienti interni famigliari questi tipi di fibre rappresentano il 33%. Sulle fibre tessili sono stati fatti degli studi sia in ambienti interni che esterni per determinare l'esposizione umana media. La concentrazione negli ambienti interni risulta essere 1,0-60,0 fibre/m³, mentre la concentrazione negli ambienti esterni è molto più bassa, a 0,3-1,5 fibre/m³. La preoccupazione maggiore con queste concentrazioni è che aumenta l'esposizione ai bambini e agli anziani, che può causare effetti negativi sulla salute.

Industria ittica

Le microplastiche possono diventare cibo per animali marini

La pesca ricreativa e commerciale, le navi marittime e le industrie marine sono tutte fonti di plastica che possono entrare direttamente nell'ambiente marino, ponendo un rischio per il biota sia sotto forma di macroplastiche. sia come microplastche secondarie a seguito di degradazione a lungo termine. I detriti marini osservati sulle spiagge derivano anche dall'arenamento di materiali trasportati dalle correnti costiere e oceaniche. L'attrezzatura da pesca è una forma di detriti di plastica di origine marina. Gli attrezzi da pesca scartati o persi, compresi i monofilameni di plastica e le reti di nylon (dette anche reti fantasma), sono a galleggiamento neutro e può, quindi, andare alla deriva a profondità variabili all'interno degli oceani. Vari paesi hanno riferito che le microplastiche provenienti dall'industria e da altri fonti si sono accumulate in diversi tipi di frutti di mare. In Indonesia il 55% di tutte le specie di pesci presentava prove di detriti fabbricati simili all'America, che ne riportava il 67%. Tuttavia la maggior parte dei detriti in Indonesia era di plastica, mentre in Nord America la maggior parte era costituita da fibre sintetiche che si trovano negli indumenti e in alcuni tipi di reti. L'implicazione del fatto che i pesci vengano contaminati è che quella plastica e le loro sostanze chimiche si bioaccumuleranno nella catena alimentare.

Uno studio ha analizzato la sostanza chimica di derivazione plastica chiamata eteri di difenile polibromurati nello stomaco delle berte dalla coda corta. Questo studio ha scoperto che un quarto degli uccelli aveva congeneri più bromurati che non si trovano naturalmente nelle loro prede. Tuttavia l'etere di difenile polibromurato è entrato nel sistema degli uccelli attraverso la plastica trovata nei loro stomaci. Non sono quindi solo le materie plastiche che vengono trasferite attraverso la catena alimentare, ma anche le sostanza chimiche della plastica.

Potenziali effetti sull'ambiente

Secondo una revisione completa delle prove scientifiche pubblicata dal meccanismo di consulenza scientifica dell'Unione Europea nel 2019, le microplastiche sono ora presenti in ogni parte dell'ambiente. Sebbene non ci siano ancora prove di un diffuso rischio ecologico dovuto all'inquinamento da microplastiche, è probabile che i rischi si diffondano entro un secolo se l'inquinamento continua all'andamento attuale.

I partecipanti all'Internetional Research Workshop on the Occurrence, Effects and Fate of Microplastic Marine Debris presso l'Università del Washington a Tacoma hanno concluso che le microplastiche sono un problema nell'ambiente marino sulla base:

• della presenza documentata di microplastiche nell'ambiente marino;
• di lunghi tempi di permanenza di queste particelle (e quindi il loro probabile accumulo in futuro);
• della loro dimostrata ingestione da parte di organismi marini.

Finora la ricerca si è concentrata principalmente su oggetti di plastica più grandi. I problemi ampiamente riconosciuti che devono affrontare la vita marina sono l'intrappolamento, l'ingestione, il soffocamento e la debilitazione generale che spesso portano alla morte e/o allo spiaggiamento. Ciò provoca seria preoccupazione pubblica. Al contrario, le microplastiche non sono così evidenti essendo inferiori a 5 mm, e di solito sono invisibili a occhio nudo. Particelle di queste dimensioni sono disponibili per una gamma molto più ampia di specie, entrano nella carena alimentare nella parte inferiore, si incastrano nel tessuto animale sono quindi non rilevabili dall'ispezione visiva senza aiuto.

Inoltre, le conseguenze del degrado della plastica e del rilascio di inquinamento a lungo termine sono state per lo più trascurate. La grande quantità di plastica attualmente nell'ambiente, esposta al degrado, viene definita debito di tossicità.

Le microplastiche sono state rilevate non solo nei sistemi marini ma anche d'acqua dolce da cui paludi, torrenti, stagni, laghi e fiumi (Europa, Nord America, Sud America, Asia, Australia). È stato riscontrato che i campioni raccolti in 29 affluenti dei grandi laghi da 6 stati degli Stati Uniti contengono particelle di plastiche, il 98% dei quali erano microplastiche di dimensioni comprese tra 0,355 mm e 4,75 mm.

Integrazione biologica negli organismi

Le microplastiche possono essere incorporate nei tessuti degli animali attraverso l'ingestione o la respirazione. È stato dimostrato che varie specie di anellidi, come i lombrichi che si nutrono di depositi ( Arenicola marina ), hanno microplastiche incorporate nei loro tratti gastrointestinali. Molti crostacei, come il granchio costiero Carcinus maenas, integrano microplastiche sia nel tratto respiratorio che in quello digerente. Le particelle di plastica vengono spesso scambiate dai pesci per cibo che possono ostruire il loro tratto digestivo inviando segnali di alimentazione errati al cervello degli animali. Una nuova ricerca ha rivelato, tuttavia, che i pesci ingeriscono microplastiche inavvertitamente piuttosto che intenzionalmente.

È stato scoperto che anche alcuni coralli come Pocillopora verrucosa ingeriscono microplastiche. Possono essere necessari fino a 14 giorni prima che la microplastica passi attraverso un animale (rispetto a un normale periodo di digestione di 2 giorni), ma l'intreccio delle particelle nelle branchie degli animali può impedirne completamente l'eliminazione. Quando gli animali carichi di microplastica vengono consumati dai predatori, la microplastica viene quindi incorporata nei corpi degli alimentatori di livello trofico superiore. Ad esempio, gli scienziati hanno segnalato l'accumulo di plastica nello stomaco dei pesci lanterna, che sono piccoli alimentatori di filtri e sono la preda principale di pesci commerciali come il tonno e il pesce spada. Le microplastiche assorbono anche gli inquinanti chimici che possono essere trasferiti nei tessuti dell'organismo. I piccoli animali sono a rischio di una ridotta assunzione di cibo a causa della falsa sazietà e della conseguente fame o altri danni fisici causati dalle microplastiche.

Uno studio condotto sulla costa argentina dell'estuario del Rio de la Plata, ha rilevato la presenza di microplastiche nelle viscere di 11 specie di pesci d'acqua dolce costieri. Queste rappresentavano quattro diverse abitudini alimentari: detritivori, planctivori, onnivori e ittiofagi. Questo studio è uno dei pochi finora a mostrare l'ingestione di microplastiche da parte di organismi d'acqua dolce.

Gli alimentatori di fondo, come i cetrioli di mare bentonici, che sono spazzini non selettivi che si nutrono di detriti sul fondo dell'oceano, ingeriscono grandi quantità di sedimenti. È stato dimostrato che quattro specie di cetriolo di mare (Thyonella gemmate, Holothuria floridana, H. grisea e Cucumaria frondosa) ha ingerito da 2 a 20 volte più frammenti di PVC e da 2 a 138 volte più frammenti di filo di nylon (fino a 517 fibre per organismo) in base ai rapporti granulometria plastica-sabbia da ciascun trattamento del sedimento. Questi risultati suggeriscono che gli individui potrebbero ingerire selettivamente particelle di plastica. Ciò contraddice la strategia di alimentazione indiscriminata accettata dei cetrioli di mare e può verificarsi in tutti i presunti alimentatori non selettivi quando presentati con microplastiche.

È stato anche dimostrato che i bivalvi, importanti alimentatori di filtri acquatici, ingeriscono microplastiche e nanoplastiche. Dopo l'esposizione a microplastiche, la capacità di filtrazione dei bivalvi diminuisce. Di conseguenza si verificano molteplici effetti a cascata, come immunotossicità e neurotossicità. La ridotta funzione immunitaria si verifica a causa della ridotta fagocitosi e dell'attività del gene NF-κB. La funzione neurologica alterata è il risultato dell'inibizione di ChE e della soppressione degli enzimi regolatori dei neurotrasmettitori. Se esposti a microplastiche, anche i bivalvi sono sottoposti a stress ossidativo, che indica una ridotta capacità di disintossicare i composti all'interno del corpo, che alla fine possono danneggiare il DNA. Anche i gameti e le larve bivalvi sono danneggiati se esposti a microplastiche. I tassi di arresto dello sviluppo e malformità dello sviluppo aumentano, mentre i tassi di fecondazione diminuiscono. Quando i bivalvi sono stati esposti a microplastiche e ad altri inquinanti come POP, mercurio o idrocarburi in ambienti di laboratorio, è stato dimostrato che gli effetti tossici sono aggravati.

Non solo i pesci e gli organismi viventi possono ingerire microplastiche. È stato dimostrato che i coralli scleractiniani, che sono i principali costruttori di barriere coralline, ingeriscono microplastiche in condizioni di laboratorio. Sebbene gli effetti dell'ingestione su questi coralli non siano stati studiati, possono facilmente stressarsi e scolorire. È stato dimostrato che le microplastiche si attaccano all'esterno dei coralli dopo l'esposizione in laboratorio. L'adesione all'esterno di questi può essere potenzialmente dannosa, perché non possono gestire sedimenti all'esterno e rimuoverli secernendo muco, consumando energia nel processo, aumentando la probabilità di mortalità.

I biologi marini nel 2017 hanno scoperto che tre quarti della prateria sottomarina nell'atollo di Turneffe al largo della costa del Belize aveva fibre microplastiche, frammenti e perline attaccati ad essa. I pezzi di plastica erano stati ricoperti da epibionti (organismi che si attaccano naturalmente alle alghe). Le alghe fanno parte dell'ecosistema della barriera corallina e sono nutrimento dei pesci pappagallo, che a loro volta vengono mangiati dagli esseri umani. Questi risultati, pubblicati nel Marine Pollution Bulletin, potrebbero essere <<la prima scoperta di microplastiche sulle piante vascolari acquatiche... [e] solo la seconda scoperta di microplastiche sulla vita delle piante marine in qualsiasi parte del mondo>>.

Non sono solo gli animali acquatici a essere danneggiati: le microplastiche possono arrestare la crescita delle piante terrestri e dei lombrichi .

Nel 2019 sono state riportate le prime registrazioni europee di elementi microplastici nel contenuto dello stomaco degli anfibi in esemplari di tritone comune europeo (Triturus carnifex).

Lo zooplancton ingerisce perline di microplastica (1,7–30,6 μm) ed espelle la materia fecale contaminata. Insieme all'ingestione, le microplastiche si attaccano alle appendici e all'esoscheletro dello zooplancton. Quest'ultimo, tra gli altri organismi marini, consuma microplastiche perché emettono infochimici simili, in particolare il dimetilsolfuro, proprio come fa il fitoplancton.

Non solo animali e piante ingeriscono microplastiche, ma anche alcuni microbi che vivono sulla loro superficie. Questa comunità forma un biofilm viscido che, secondo uno studio del 2019, ha una struttura unica e presenta un rischio speciale, perché è stato dimostrato che i biofilm microplastici forniscono un nuovo habitat per la colonizzazione che aumenta la sovrapposizione tra specie diverse, quindi diffusione di agenti patogeni e geni resistenti agli antibiotici attraverso il trasferimento genico orizzontale. A causa del rapido movimento attraverso i corsi d'acqua, questi agenti patogeni possono essere spostati molto rapidamente dalla loro origine a un'altra posizione in cui un patogeno specifico potrebbe non essere naturalmente presente, diffondendo la potenziale malattia.

Umani

L'assunzione media di microplastiche nell'uomo è a livelli considerati sicuri; tuttavia, alcuni individui possono talvolta superare questi limiti; gli effetti di ciò sono sconosciuti. Non è noto in quale misura le microplastiche si bioaccumulino nell'uomo. Un recente studio subcronico ha studiato perline polimeriche a base di metacrilato (> 10 μm) negli alimenti per scopi terapeutici e non ha riscontrato alcun segno di bioaccumulo negli organi dei topi a parte il tratto gastrointestinale. Le microplastiche ingerite da pesci e crostacei possono essere successivamente consumate dall'uomo come fine della catena alimentare. Le microplastiche si trovano nell'aria, nell'acqua e nel cibo che gli esseri umani mangiano, in particolare nei frutti di mare; tuttavia, il grado di assorbimento e ritenzione non è chiaro. L'ingestione di microplastiche attraverso il cibo può essere relativamente minore; per esempio, mentre è noto che le cozze accumulano microplastiche, si prevede che gli esseri umani siano esposti a più microplastiche nella polvere domestica.

Ci sono tre aree principali di potenziale preoccupazione per le microplastiche: la plastica stessa può avere qualche effetto sulla fisiologia umana. La microplastica potrebbe complessarsi con i metalli pesanti o altri composti chimici nell'ambiente e agire come un vettore per portarli nel corpo, ed è possibile che le microplastiche possano fungere da vettori per i patogeni. Non è ancora noto se l'esposizione alle microplastiche ai livelli presenti nell'ambiente rappresenti un rischio "reale" per l'uomo; la ricerca sull'argomento è in corso.

Galleggiabilità

Circa la metà del materiale plastico introdotto nell'ambiente marino è galleggiante, ma l'incrostazione da parte di organismi può causare l'affondamento di detriti di plastica sul fondo del mare, dove possono interferire con le specie che abitano i sedimenti e i processi di scambio gassoso sedimentario. Diversi fattori contribuiscono alla galleggiabilità della microplastica, inclusa la densità della plastica di cui è composta, nonché le dimensioni e la forma dei frammenti di microplastica stessi. Le microplastiche possono anche formare uno strato di biofilm galleggiante sulla superficie dell'oceano. Negli autotrofi sono stati chiaramente osservati cambiamenti di galleggiamento in relazione all'ingestione di microplastiche. Tuttavia, questo problema è più importante per i detriti di plastica più grandi.

Dove si trovano le microplastiche

Oceani

Questa sezione è un estratto da Marine plastic pollution § Microplastics.

Una preoccupazione crescente per quanto riguarda l'inquinamento da plastica nell'ecosistema marino è l'uso di microplastiche. Le microplastiche sono perle di plastica larghe meno di 5 millimetri. Queste sono dannose per gli organismi nell'oceano, in particolare per i pesci, perché possono facilmente ingerire la plastica e ammalarsi. Le microplastiche sono una tale preoccupazione perché è difficile pulirle a causa delle loro dimensioni, quindi gli esseri umani possono cercare di evitarne l'uso acquistando prodotti che utilizzano esfolianti sicuri per l'ambiente.

Poiché la plastica è così ampiamente utilizzata in tutto il pianeta, le microplastiche si sono diffuse nell'ambiente marino. Ad esempio, possono essere trovate sulle spiagge sabbiose e nelle acque superficiali e nei sedimenti marini profondi. Le microplastiche si trovano anche all'interno di molti altri tipi di particelle marine come materiale biologico morto (tessuti e conchiglie) e alcune particelle del suolo (sospinte dal vento e trasportate nell'oceano dai fiumi). Una volta raggiunta l'ambiente marino, il destino delle microplastiche è soggetto a fattori naturali, come i venti e le correnti oceaniche di superficie. I modelli numerici sono in grado di tracciare piccoli detriti di plastica (micro e mesoplastiche) che si spostano nell'oceano, predicendo così il loro destino.

Carote di ghiaccio

Il ghiaccio potrebbe contenere microplastiche

Kelly et al ha trovato 96 particelle di microplastica provenienti da 14 diversi tipi di polimeri in una carota di ghiaccio prelevata nel 2009 dall'Antartide orientale. L'inquinamento da plastica è stato precedentemente registrato nelle acque superficiali e nei sedimenti antartici, nonché nel ghiaccio marino artico, ma si pensa che questa sia la prima volta che la plastica sia stata trovata nel ghiaccio marino antartico. Le dimensioni delle particelle relativamente grandi suggeriscono fonti di inquinamento locali.

Ecosistemi d'acqua dolce

Le microplastiche sono state ampiamente rilevate negli ambienti acquatici del mondo. Il primo studio sulle microplastiche negli ecosistemi d'acqua dolce è stato pubblicato nel 2011 e ha rilevato una media di 37,8 frammenti per metro quadrato di campioni di sedimenti del lago Huron. Inoltre, gli studi hanno scoperto che la microplastica è presente in tutti i Grandi Laghi con una concentrazione media di 43.000 particelle km ^-2.  Le microplastiche sono state rilevate anche negli ecosistemi di acqua dolce al di fuori degli Stati Uniti. In Canada, uno studio di tre anni ha rilevato una concentrazione media di microplastica di 193.420 particelle km ^-2 nel lago Winnipeg. Nessuna delle microplastiche rilevate era costituita da micropellet o perline e la maggior parte erano fibre risultanti dalla rottura di particelle più grandi, tessuti sintetici o ricadute atmosferiche. La più alta concentrazione di microplastica mai scoperta in un ecosistema di acqua dolce studiato è stata registrata nel fiume Reno a 4000 particelle kg ⁻¹ .

Suolo

Si prevede che una parte sostanziale delle microplastiche finirà nel suolo mondiale, ma sono state condotte pochissime ricerche nel suolo al di fuori degli ambienti acquatici. Negli zone umide è stato riscontrato che le concentrazioni di microplastiche mostrano una correlazione negativa con la copertura vegetale e la densità del fusto. Esistono alcune speculazioni sul fatto che le microplastiche secondarie fibrose delle lavatrici potrebbero finire nel suolo a causa del fallimento degli impianti di trattamento delle acque nel filtrare completamente tutte le fibre microplastiche. Inoltre, la fauna geofaga del suolo, come lombrichi, acari e collemboli potrebbe contribuire alla quantità di microplastica secondaria presente nel suolo convertendo i detriti di plastica consumati in microplastica attraverso i processi digestivi. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche. Esistono dati concreti che collegano l'uso di materiali di scarto organici alle fibre sintetiche presenti nel suolo; ma la maggior parte degli studi sulla plastica nel suolo si limita a segnalarne la presenza e non menziona l'origine o la quantità.

Corpo umano

Le microplastiche trovano la loro strada nel cibo che mangiamo, nell'acqua che beviamo e persino nell'aria che respiriamo. Secondo alcune stime, le persone consumano più di 50.000 particelle di plastica all'anno o anche di più se si considera l'inalazione. Le microplastiche sono state trovate in ogni tessuto umano studiato da studenti laureati presso l'Arizona State University. Sono state trovate anche nel sangue, il che significa che possono essere trasportate intorno al corpo umano e sollevando la questione se possano essere trasportate al cervello. Nel dicembre 2020 sono state trovate per la prima volta particelle di microplastica nella placenta dei bambini non ancora nati.

L'inquinamento da plastica sta avendo i maggiori impatti sulle popolazioni più povere e vulnerabili del mondo. Segmenti di queste popolazioni lavorano prevalentemente nel settore dei rifiuti informali e/o vivono nelle vicinanze di discariche aperte. L'inquinamento da plastica minaccia direttamente e indirettamente i loro diritti umani, compresi i diritti alla vita, alla salute, all'acqua e ai servizi igienici, al cibo, all'alloggio, alla cultura e allo sviluppo.

Aria

Microplastiche aerodisperse sono state rilevate nell'atmosfera, all'interno e all'esterno. Nel 2019 uno studio ha rilevato che la microplastica viene trasportata atmosfericamente in aree remote dal vento. Uno studio del 2017 ha rilevato concentrazioni di microfibre nell'aria interna comprese tra 1,0 e 60,0 microfibre per metro cubo (il 33% delle quali è risultato essere microplastica). Un altro studio ha esaminato la microplastica nella polvere stradale di Teheran e ha trovato 2.649 particelle di microplastica in 10 campioni di polvere stradale, con concentrazioni di campioni che variano da 83 particelle a 605 particelle (±10) per 30,0 g di polvere stradale. Microplastiche e microfibre sono state trovate anche nei campioni di neve, e in alto in aria "pulita" di alta montagna a grandi distanze dalla loro sorgente. Tuttavia, proprio come gli ecosistemi d'acqua dolce e il suolo, sono necessari ulteriori studi per comprendere l'impatto completo e il significato delle microplastiche presenti nell'aria.

Soluzioni proposte

Alcuni ricercatori hanno proposto di incenerire la plastica da utilizzare come energia, nota come recupero energetico. Invece di perdere l'energia dalla plastica nell'atmosfera nelle discariche, questo processo trasforma parte della plastica in energia che può essere utilizzata. Tuttavia, a differenza del riciclaggio, questo metodo non diminuisce la quantità di materiale plastico che viene prodotto. Pertanto, il riciclaggio della plastica è considerata una soluzione più efficiente.

La biodegradazione è un'altra possibile soluzione a grandi quantità di rifiuti microplastici. In questo processo, i microrganismi consumano e decompongono i polimeri sintetici per mezzo di enzimi. Queste materie plastiche possono quindi essere utilizzate sotto forma di energia e come fonte di carbonio una volta scomposte. I microbi potrebbero essere potenzialmente utilizzati per trattare le acque reflue, riducendo la quantità di microplastiche che passano negli ambienti circostanti.

Filtraggio

I sistemi di raccolta delle acque piovane o delle acque reflue possono catturare molte microplastiche che vengono trasportate agli impianti di trattamento, le microplastiche catturate diventano parte dei fanghi prodotti dagli impianti. Questo fango viene spesso utilizzato come fertilizzante agricolo, il che significa che la plastica entra nei corsi d'acqua attraverso il deflusso.

Fionn Ferreira, vincitore di Google Science Fair 2019, sta sviluppando un dispositivo per la rimozione delle particelle di microplastica dall'acqua utilizzando un ferrofluido.

Dispositivi di raccolta

La modellazione al computer realizzata da The Ocean Cleanup, una fondazione olandese, ha suggerito che i dispositivi di raccolta posizionati più vicino alle coste potrebbero rimuovere circa il 31% delle microplastiche nell'area. Il 9 settembre 2018, The Ocean Cleanup ha lanciato il primo sistema di pulizia degli oceani al mondo, 001 alias "Wilson", che viene distribuito nella Great Pacific Garbage Patch. Il sistema 001 è lungo 600 metri e funge da barca a forma di U che utilizza le correnti oceaniche naturali per concentrare plastica e altri detriti sulla superficie dell'oceano in un'area ristretta per l'estrazione da parte delle navi. Il progetto è stato accolto con critiche da oceanografi ed esperti di inquinamento da plastica, sebbene abbia ricevuto un ampio sostegno pubblico.

Inoltre, alcuni batteri si sono adattati a mangiare la plastica e alcune specie di batteri sono state geneticamente modificate per mangiarne alcuni tipi. Oltre a degradare le microplastiche, i microbi sono stati progettati in un modo nuovo per catturare le microplastiche nella loro matrice di biofilm da campioni inquinati per una più facile rimozione. Le microplastiche nei biofilm possono quindi essere rilasciate con un meccanismo di "rilascio" ingegnerizzato tramite la dispersione del biofilm per facilitare il recupero delle microplastiche.

Istruzione e riciclaggio

Con il riciclaggio si inquina meno

Aumentare l'istruzione attraverso campagne di riciclaggio è un'altra soluzione proposta per la contaminazione da microplastica. Anche se questa sarebbe una soluzione su scala ridotta, è stato dimostrato che l'istruzione riduce i rifiuti, soprattutto negli ambienti urbani dove ci sono spesso grandi concentrazioni di rifiuti plastici. Se si intensificano gli sforzi di riciclaggio, si creerebbe un ciclo di utilizzo e riutilizzo della plastica per ridurre la nostra produzione di rifiuti e la produzione di nuove materie prime. Per raggiungere questo obiettivo, gli stati dovrebbero impiegare infrastrutture e investimenti più forti intorno al riciclaggio. Alcuni sostengono il miglioramento della tecnologia di riciclaggio per poter riciclare la plastica più piccola e per ridurre la necessità di produzione di nuova plastica.

Azioni per diffondere consapevolezza

L'11 aprile 2013, al fine di creare consapevolezza, l'artista italiana Maria Cristina Finucci ha fondato The Garbage Patch State con il patrocinio dell'UNESCO e del Ministero dell'Ambiente italiano.

La US Environmental Protection Agency (EPA) ha lanciato la sua iniziativa "Trash-Free Waters" nel 2013 per evitare che i rifiuti di plastica monouso finiscano nei corsi d'acqua e, infine, nell'oceano. L'EPA collabora con l'UNEP e il CEP e il Corpo di pace per ridurre e anche rimuovere i rifiuti nel Mar dei Caraibi. L'EPA ha anche finanziato vari progetti nell'area della baia di San Francisco, incluso uno volto a ridurre l'uso di plastica monouso come tazze, cucchiai e cannucce usa e getta, da tre campus dell'Università della California .

Inoltre, ci sono molte organizzazioni che sostengono azioni per contrastare la microplastica e che ne stanno diffondendo la consapevolezza.

Finanziamenti

La Clean Oceans Initiative è un progetto lanciato nel 2018 dalle istituzioni pubbliche European Investment Bank, Agence Française de Développement e KfW Entwicklungsbank. Le organizzazioni forniranno fino a 2 miliardi di euro in prestiti, sovvenzioni e assistenza tecnica fino al 2023 per sviluppare progetti che rimuovono l'inquinamento dai corsi d'acqua (con particolare attenzione alle macroplastiche e microplastiche) prima che raggiunga gli oceani.

Politica e legislazione

La comunità internazionale, incluso il Programma Ambientale delle Nazioni Unite (UNEP) e i corpi legislativi regionali e nazionali, con la crescente consapevolezza degli effetti dannosi delle microplastiche sull'ambiente, stanno cercando di affrontare il problema proibendo in tutto il mondo l'utilizzo delle microplastiche per i prodotti per la cura del corpo. Una di queste campagne è "Beat the Microbead", che si concentra sulla rimozione della plastica dai prodotti per la cura personale. The Adventurers and Scientists for Conservation gestisce la Global Microplastics Initiative, un progetto per raccogliere campioni d'acqua per fornire agli scienziati dati migliori sulla dispersione della microplastica nell'ambiente. L'UNESCO ha sponsorizzato programmi di ricerca e valutazione globale a causa della questione transfrontaliera rappresentata dall'inquinamento da microplastica. Questi gruppi ambientalisti continueranno a fare pressioni sulle aziende affinché rimuovano la plastica dai loro prodotti al fine di mantenere ecosistemi sani.

Tuttavia, la legislazione internazionale che controlla l'uso e il rilascio delle microplastiche non è stata al passo con le emergenti conseguenze ambientali legate alla loro produzione. Attualmente, non esiste un regolamento globale per lo scarico delle acque reflue, acque grigie comprese, nemmeno da parte dell'Organizzazione Marittima Internazionale. La convenzione internazionale per la prevenzione dell'inquinamento da parte delle imbarcazioni (1973) modificata dal Protocollo del 1978 (MARPOL 73/78) mira a prevenire l'inquinamento dell'ambiente marino. La questione dei detriti marini è trattata nell'allegato V, che proibisce il rilascio deliberato di plastiche (come corde di plastica, reti da pesca e borse di plastica) e altri rifiuti dalle navi, ma il livello di adesione a questo regolamento sembra non essere consistente, specialmente tra quelli che praticano la pesca illegale, non dichiarata e non regolamentata (IUU). Nessuna legge marina internazionale fa riferimento in modo specifico all'inquinamento causato dalle plastiche.

Cina

La Cina ha vietato nel 2018 l'importazione di materiali riciclabili da altri paesi, costringendoli a riesaminare i loro schemi di riciclaggio. Il fiume Yangtze in Cina contribuisce per il 55% a tutti i rifiuti di plastica che finiscono nei mari. Comprese le microplastiche, lo Yangtze sopporta una media di 500.000 pezzi di plastica per chilometro quadrato. La Scientific American ha riferito che la Cina scarica il 30% di tutta la plastica negli oceani.

Stati Uniti

Negli Stati Uniti, alcuni stati hanno preso provvedimenti per mitigare gli effetti ambientali negativi delle microplastiche. L'Illinois è stato il primo stato degli Stati Uniti a vietare i cosmetici contenenti microplastiche.  A livello nazionale, il Microbead-Free Waters Act 2015 è stato emanato dopo essere stato firmato dal presidente Barack Obama il 28 dicembre 2015. L'atto è entrato in vigore il 1 luglio 2017, per quanto riguarda la produzione, e il 1 luglio 2018, per quanto riguarda l'introduzione o la consegna per l'introduzione nel commercio interstatale. Il 16 giugno 2020, la California ha adottato una definizione di "microplastiche nell'acqua potabile", ponendo le basi per un approccio a lungo termine allo studio della loro contaminazione e degli effetti sulla salute umana.

Il 25 luglio 2018, la Camera dei rappresentanti degli Stati Uniti ha approvato un emendamento sulla riduzione della microplastica. ​​La legislazione, nell'ambito del Save Our Seas Act, progettata per combattere l'inquinamento marino, mira a sostenere il programma Marine Debris della NOAA . In particolare, l'emendamento è orientato alla promozione del Piano d'azione per i detriti marini terrestri dei Grandi Laghi della NOAA per aumentare i test, la pulizia e l'istruzione sull'inquinamento da plastica nei Grandi Laghi. Il presidente Donald Trump ha firmato il disegno di legge di riautorizzazione e modifica in vigore l'11 ottobre 2018.

Giappone

Il 15 giugno 2018 il governo giapponese ha approvato un disegno di legge con l'obiettivo di ridurre la produzione di microplastica e l'inquinamento, soprattutto negli ambienti acquatici. Proposto dal Ministero dell'Ambiente e approvato all'unanimità dalla Camera Alta, questo è il primo disegno di legge approvato in Giappone che mira specificamente a ridurre la produzione di microplastica, in particolare nel settore della cura della persona con prodotti come detergenti per il viso e dentifrici. Questa legge è stata rivista dalla legislazione precedente, incentrata sulla rimozione dei detriti marini di plastica. Si concentra anche sull'aumento dell'istruzione e della consapevolezza pubblica sul riciclaggio e sui rifiuti di plastica. Il Ministero dell'Ambiente ha anche proposto una serie di raccomandazioni sui metodi per monitorare le quantità di microplastiche negli oceani (Raccomandazioni, 2018). Tuttavia, la normativa non specifica alcuna sanzione per coloro che continuano a fabbricare prodotti con microplastiche.

Unione Europea

La Commissione europea ha rilevato la crescente preoccupazione per l'impatto delle microplastiche sull'ambiente. Nell'aprile 2018, il gruppo di consulenti scientifici principali della Commissione europea ha commissionato un'analisi completa delle prove scientifiche sull'inquinamento da microplastiche attraverso il meccanismo di consulenza scientifica dell'UE. La revisione delle prove è stata condotta da un gruppo di lavoro nominato dalle accademie europee e presentata nel gennaio 2019. Nel 2019 è stato presentato alla Commissione un parere scientifico basato sul rapporto SAPEA, sulla base del quale la commissione valuterà se sia opportuno proporre cambiamenti politici a livello europeo per frenare l'inquinamento da microplastica.

Nel gennaio 2019, l' Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA) ha proposto di limitare le microplastiche aggiunte intenzionalmente.

Il piano d'azione per l'economia circolare della Commissione europea stabilisce requisiti obbligatori per il riciclaggio e la riduzione dei rifiuti di prodotti chiave, ad esempio gli imballaggi di plastica. Il piano avvia il processo per limitare l'aggiunta di microplastiche nei prodotti. Impone misure per catturare più microplastiche in tutte le fasi del ciclo di vita di un prodotto. Ad esempio, il piano esaminerebbe diverse politiche che mirano a ridurre il rilascio di microplastiche secondarie da pneumatici e tessuti. La Commissione europea prevede di aggiornare la direttiva sul trattamento delle acque reflue urbane per affrontare ulteriormente i rifiuti di microplastica e altri tipi di inquinamento. Mirano a proteggere l'ambiente dagli scarichi di acque reflue industriali e urbane. È stata provvisoriamente approvata una revisione della Direttiva UE sull'acqua potabile per garantire che le microplastiche siano regolarmente monitorate.

Regno Unito

I regolamenti del 2017 sulla protezione dell'ambiente (Microbeads) in Inghilterra vietano la produzione di prodotti per la cura personale da risciacquare (come esfolianti) contenenti microsfere. Questa legge particolare denota sanzioni specifiche quando non è rispettata. Chi non rispetta è tenuto al pagamento di una multa. Nel caso in cui non venga pagata, i produttori di prodotti possono ricevere un avviso di arresto, che impedisce al produttore di continuare la produzione fino a quando non avrà seguito il regolamento che impedisce l'uso delle microsfere. Se l'avviso di arresto viene ignorato, possono verificarsi procedimenti penali.

Antartide

L'area a sud del 60°S di latitudine è amministrata dal sistema del Trattato Antartico. Esso, entrato in vigore nel 1961, proibisce la sperimentazione di armi nucleari, ma dice poco sulla gestione dell' ambiente. Nel 1998 il protocollo sulla Protezione Ambientale entra in vigore e contiene specifici allegati sullo smaltimento e sulla gestione dei rifiuti (Allegato III) e sulla prevenzione dell'inquinamento dei mari (Allegato IV). Viene proibito il rilascio delle acque reflue dalle imbarcazioni che si trovano a meno di 12 miglia nautiche dalla costa, ma le parti non sono obbligate a trattare le acque reflue rilasciate dalle stazioni di ricerca scientifica. Nell'Allegato I, Verifica di Impatto Ambientale, le parti sono obbligate ad effettuare verifiche di impatto ambientale (EIAs) per tutte le attività all'interno dell'area del Trattato Antartico, con l'impegno di implementare misure per attenuare l'impatto sull'ambiente. Tuttavia, il Comitato per la Protezione Ambientale, che dovrebbe fornire consigli su questioni ambientali alle parti del Trattato, non ha ancora considerato il problema delle microplastiche, a causa di una notevole mancanza di evidenze scientifiche atte a ragguagliare il proprio lavoro e le politiche di sviluppo.

La Convenzione per la Conservazione per la Protezione delle Risorse Marine Antartiche Viventi (CCAMLR) gestisce le risorse marine viventi nell'area a Sud del circolo polare artico, inclusa l'area del Trattato Antartico. La Commissione CAMLR (CCAMLR) attualmente monitora la presenza di rifiuti antropogenici su un piccolo numero di luoghi intorno al continente antartico, ma, per ora, ciò non comprende il monitoraggio delle microplastiche. Ciò nonostante, la questione dell'inquinamento causato dalle microplastiche venne presentata per la prima volta nel 2016 ad un incontro del gruppo CCAMLR sul monitoraggio e la gestione dell'ecosistema; ciò indica che si tratta di un argomento di interesse e di potenziale preoccupazione.

Bibliografia

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs42995-020-00056-w

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717308148