Laboratorio in situ per la degradazione della plastica nel Mar Rosso

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 11956 (2022) Citare questo articolo

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Il degrado e la frammentazione della plastica nell’ambiente sono ancora poco conosciuti. Ciò è in parte causato dalla mancanza di studi e metodi a lungo termine che determinino la durata degli agenti atmosferici. Presentiamo qui un nuovo oggetto di studio che conserva informazioni sull’età della plastica: pellet di resina microplastica (MP) provenienti dal relitto della SS Hamada, una nave affondata ventinove anni fa sulla costa del parco nazionale Wadi el Gemal, in Egitto. La data dell'affondamento ci ha permesso di determinare con precisione per quanto tempo l'MP ha riposato nel relitto e in una spiaggia vicina e su quale parte del carico è stata portata via. I pellet provenienti da entrambi i siti di campionamento sono stati analizzati mediante microscopia, tomografia a raggi X, spettroscopia, calorimetria, cromatografia a permeazione di gel e reologia. La maggior parte dei pellet erano costituiti da polietilene a bassa densità, ma una percentuale minore era costituita anche da polietilene ad alta densità. L'MP prelevato dall'interno del relitto non ha mostrato segni di degrado rispetto ai campioni di riferimento incontaminati. Al contrario, la plastica spiaggiata ha mostrato cambiamenti a tutti i livelli strutturali, che talvolta hanno causato la frammentazione. Questi risultati forniscono un’ulteriore prova del fatto che la degradazione della plastica in condizioni di acqua salata è relativamente lenta, mentre i raggi UV e le alte temperature sulle spiagge sono i principali motori di tale processo. I futuri studi a lungo termine dovrebbero concentrarsi sui meccanismi sottostanti e sui tempi del degrado della plastica.

L’utilizzo della plastica ha portato a numerosi miglioramenti nella vita quotidiana1,2, ma è stato recentemente riconosciuto come un fattore ambientale su scala globale che supera i confini planetari a causa degli elevati tassi di produzione e dei rifiuti incontrollati3. La plastica viene dispersa nell’ambiente da almeno cinquant’anni4,5. Di conseguenza, la plastica può essere trovata ovunque6, con almeno cinque miliardi di pezzi di plastica finiti negli oceani, un importante bacino di raccolta dei detriti di plastica7. È stato inoltre riferito che nel 2010 sono stati generati circa 275 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica in 192 paesi costieri, con una quantità compresa tra 4,8 e 12,7 milioni di megatoni immessi nell’oceano8.

Recentemente è stata posta particolare attenzione alle materie plastiche con dimensioni comprese tra 1 µm e 5 mm, chiamate microplastiche (MP)9,10,11. Esistono due tipi di MP: MP primari e secondari. Il Primary MP viene prodotto appositamente in questa gamma di dimensioni per molti scopi, ad esempio prodotti cosmetici e igienici o pellet di resina per uso industriale12,13. La perdita di pellet durante la produzione, il trasporto, lo stoccaggio o la gestione dei rifiuti può fungere da importante percorso di input per il MP primario negli habitat marini14,15. L'MP secondario ha origine dalla frammentazione di pezzi di plastica più grandi12.

Indipendentemente dalla sua formazione, l’MP può indubbiamente indurre effetti negativi sulla fauna marina e sui servizi ecosistemici, dal livello cellulare di un singolo individuo fino ad un’accelerazione dei cambiamenti climatici16,17. Ad esempio, gli MP agiscono sia come assorbitori che come fonti di sostanze potenzialmente tossiche, vale a dire inquinanti organici persistenti, metalli, additivi, plastificanti e antibiotici18,19,20,21,22. Questo cocktail chimicamente complesso potrebbe essere rilasciato a un ritmo costante, ma crescente, a causa della frammentazione della plastica, dando luogo al cosiddetto debito globale di tossicità della plastica23. Inoltre, le MP hanno il potenziale di accumularsi nelle reti alimentari marine come conseguenza del trasferimento trofico24,25. Una volta ingerito dagli organismi, l'MP può causare danni fisici ai tessuti, ad esempio ostruzioni intestinali, processi infiammatori e potrebbe anche influenzare negativamente il comportamento animale26. Le nanoplastiche, definite come particelle plastiche di dimensioni comprese tra 1 nm e 1 µm, sono in grado di attraversare anche le membrane biologiche e, quindi, possono interagire direttamente con il materiale genetico e gli organelli cellulari27. In definitiva, ciò potrebbe cambiare la struttura della popolazione e l’abbondanza di alcune specie. Su scala globale, la plastica rilascia CO2, metano e una serie di altri gas serra in ogni fase del loro ciclo di vita, contribuendo così al cambiamento climatico in una proporzione significativa28. Ad esempio, nel 2015, la sola plastica era responsabile del 4,5% delle emissioni mondiali di gas serra17. Oltre a ciò, le MP possono disturbare i processi biogeochimici con cui il plancton cattura la CO2 sulla superficie del mare e sequestra il carbonio negli oceani profondi, sebbene ciò sia ancora poco compreso 29. Come conseguenza di questi impatti ecologici negativi, i rifiuti marini di detriti di plastica è considerato parte di una crisi globale30.