L'impronta dell'acqua
Come l'uomo sta inquinando le nostre acque con microplastiche e migliaia di sostanze chimiche.
Un involucro di panino di plastica galleggia sul lago di Zurigo, di fronte al Bellevue. Viene catturato dalla corrente della Limmat e va alla deriva. Si incaglia sulla riva dell'isola di Werd. Esposto alla luce del sole, si disintegra in pezzi sempre più piccoli, che la pioggia successiva restituisce al fiume. I frammenti si macinano ulteriormente tra i ciottoli sul fondo della Limmat, fino a diventare appena visibili a occhio nudo: L'imballaggio dei panini è diventato microplastica.
Le microplastiche, ossia le particelle di plastica di dimensioni inferiori a cinque millimetri, si trovano ormai ovunque: "Nei laghi di montagna, nell'acqua di sorgente, persino negli angoli più remoti degli oceani del mondo, le minuscole particelle di plastica sono onnipresenti", afferma Denise Mitrano. La professoressa di chimica ambientale dei materiali antropogenici dell'ETH di Zurigo sta studiando da dove provengono le microplastiche, come si comportano nell'ambiente e se rappresentano un rischio per gli organismi acquatici.
Le microplastiche non provengono solo da rifiuti plastici gettati con noncuranza. Anche l'abrasione degli pneumatici, le fibre tessili e i prodotti per la cura della persona, come i gel per la doccia o i dentifrici con particelle di plastica come abrasivi, contribuiscono all'inquinamento da microplastiche.
L'intero ciclo dei nutrienti
La pericolosità delle particelle per l'ambiente, l'uomo e gli animali è oggetto di ricerche attuali. Una delle difficoltà è quella di quantificare le microplastiche. Denise Mitrano e i suoi collaboratori hanno quindi sviluppato un nuovo metodo di analisi. Il cuore del metodo è un polimero a cui viene aggiunto un metallo. La plastica viene poi macinata in micro e nanoplastiche, che sono anche più piccole di un micrometro. La quantità di microplastica in campioni di acqua, suolo o tessuto può quindi essere misurata utilizzando il metallo presente nelle particelle di polimero. Ciò consente ai ricercatori di studiare il trasporto e il destino delle particelle di plastica nell'ambiente e negli organismi.
"Le minuscole particelle di plastica sono onnipresenti nei laghi di montagna, nell'acqua di sorgente, persino in angoli remoti degli oceani del mondo".Denise Mitrano
Tra le altre cose, la professoressa ha studiato se le nanoplastiche danneggiano le dafnie (pulci d'acqua). Questi crostacei filtrano il cibo del plancton dall'acqua e quindi assorbono anche le particelle di plastica. Tuttavia, lo studio dimostra "solo" che le dafnie ingeriscono sì le nanoplastiche, ma le espellono anche senza danni. Né la crescita né la riproduzione sembrano cambiare. Solo dopo alcune generazioni diventano evidenti le restrizioni nel metabolismo energetico degli animali.
Il ricercatore è stato anche in grado di dimostrare nei pesci che le nanoplastiche passano attraverso la barriera intestinale ed entrano nella carne muscolare degli animali. "Tuttavia, i pesci non sono morti. Le particelle non sono quindi acutamente tossiche", riassume Mitrano.
Tuttavia, non può e non vuole dare il via libera. Le particelle di plastica si aggregano alle alghe planctoniche in acqua dolce e marina. Questo aumenta il tasso di sedimentazione delle alghe. In questo modo, le particelle di plastica possono influenzare l'intero ciclo dei nutrienti di un corpo idrico - un effetto indiretto dell'inquinamento sottovalutato. "Finora la ricerca sulle microplastiche si è concentrata molto sugli effetti diretti. Tuttavia, dovremmo ampliare i nostri sforzi di ricerca per valutare anche gli effetti negativi a livello di ecosistema e indagare il punto di vista ecologico", sottolinea il chimico ambientale.
Un'altra conseguenza indiretta: le microplastiche possono rilasciare sostanze nocive. Ai polimeri vengono aggiunti centinaia di additivi per ottenere le proprietà desiderate. "Una domanda importante è quindi cosa sia veramente dannoso: i polimeri stessi, la forma e le dimensioni delle microplastiche - o gli additivi che vengono rilasciati dai polimeri?", chiede Denise Mitrano.
Migliaia e migliaia di prodotti chimici
Le sostanze che fuoriescono dalle microplastiche non sono affatto le uniche sostanze chimiche presenti nell'acqua. L'industria chimica ha creato centinaia di migliaia di composti negli ultimi decenni. Solo in Europa, ogni anno vengono immesse sul mercato 26.000 nuove sostanze in quantità pari ad almeno una tonnellata. Nella maggior parte dei casi non è chiaro che fine facciano.
"Ci vorranno 30-40 anni prima che le autorità emettano regolamenti o addirittura divieti basati su studi scientifici".Kristopher McNeill
Il chimico ambientale dell'ETH Kris McNeill lavora da tempo su questi temi. Nella sua ricerca studia come le molecole organiche artificiali, in particolare i principi attivi farmaceutici, si comportano come tossine nell'ambiente e come vengono scomposte. "Farmaci, cosmetici, pesticidi e fertilizzanti: tutto ciò che usiamo ogni giorno finisce prima o poi nei fiumi e nei laghi", spiega il professore di chimica ambientale dell'ETH di Zurigo.
Come l'agente antimicrobico triclosan, ad esempio. ? stato utilizzato per la prima volta negli igienizzanti per le mani negli ospedali degli Stati Uniti, ma negli anni '70 è stato esteso anche a numerosi prodotti di uso quotidiano. All'inizio del 2000, il 95% di tutti i saponi liquidi per le mani negli USA conteneva triclosan. In seguito ci si è resi conto dell'inutilità di questo additivo.
McNeill e il suo collega William Arnold sono riusciti a dimostrare che la luce solare scompone il triclosan nelle acque reflue in un pericoloso prodotto di decomposizione: la diossina. "La luce del sole può rendere innocui molti inquinanti. Ma in questo caso abbiamo ottenuto qualcosa di molto peggio", afferma McNeill. Lo Stato del Minnesota, dove è stata condotta la ricerca, è stato il primo a vietare il triclosan nei prodotti di consumo. Nel 2016, la Food and Drug Administration (FDA) ha deciso di bandire il triclosan e altri agenti antimicrobici da alcuni prodotti. Uno dei rari trionfi per il chimico ambientale: "Mi piace pensare che i nostri risultati abbiano avuto un ruolo importante in questo".
Questo caso è un buon esempio: La chimica ambientale è in ritardo rispetto all'industria chimica. Prima inventa nuove sostanze che vengono rapidamente commercializzate e utilizzate su larga scala. Anni dopo, chimici ambientali come Kris McNeill scoprono che le sostanze chimiche sono dannose per l'ambiente, l'uomo e gli animali. "Ci vogliono 30-40 anni perché le autorità emettano regolamenti o addirittura divieti basati su studi scientifici", spiega il ricercatore. Il ricercatore chiede quindi di invertire il processo: prima le indagini chimiche ambientali, poi l'uso delle sostanze chimiche. "Questo è l'unico modo in cui noi, come società, possiamo evitare che le tragedie del triclosan e di tutte le altre tossine ambientali, come la sostanza chimica industriale PCB o l'insetticida DDT, si ripetano ancora e ancora", sottolinea McNeill.
Informazioni sulle persone
Kristopher McNeill è professore per Chimica ambientale presso il Dipartimento di scienze dei sistemi ambientali.
Denise Mitrano è professoressa assistente di Chimica ambientale dei materiali antropici presso il Dipartimento di scienze dei sistemi ambientali.
"Acqua "Globe
Questo testo è stato pubblicato nel numero 23/02 della rivista dell'ETH Il globo pubblicato.