Microplastiche: caratteristiche ed effetti sull’ambiente

I detriti di plastica sono considerati uno dei maggiori problemi ambientali e sono identificati, assieme al cambiamento climatico, come questione emergente che potrebbe in futuro compromettere la nostra capacità di preservare la biodiversità. A causa delle loro dimensioni ridotte, le microplastiche costituiscono una minaccia diretta negli ecosistemi acquatici, in particolar modo per i più piccoli organismi marini. È però stato osservato che le microplastiche si trasferiscono e si accumulano da organismo a organismo, seguendo la catena alimentare fino ad arrivare anche all’uomo.

Il fenomeno dell’inquinamento da plastica (e da microplastiche) è iniziato con la produzione e il consumo di massa dei prodotti in plastica a partire dagli anni Cinquanta, aggravato in seguito dalla moda dell’usa-e-getta.

Cosa sono le microplastiche?

Per parlare di microplastiche bisogna prima definire il termine plastica. Quelle che chiamiamo plastiche sono in realtà un insieme di differenti polimeri organici (cioè composti principalmente da carbonio), accomunati dal fatto di essere molecole molto grandi e con architettura a catena lunga.

Questi polimeri sono spesso sintetizzati modificando opportunamente altri composti organici, soprattutto contenuti nei combustibili fossili e in secondo luogo nella resina vergine.
In alcuni passaggi della loro lavorazione, tali polimeri possono anche essere mescolati ad additivi che ne migliorano le proprietà fisico-chimiche.

La maggior parte delle plastiche (in particolar modo polietilene e polipropilene) viene usato negli imballaggi e ha quindi tempi di vita relativamente brevi, venendo presto scartate come rifiuti. Le plastiche usate invece nell’edilizia, come il PVC, hanno tempi di utilizzo molto più lunghi ma in termini di volume rappresentano solo un terzo di tutte le plastiche prodotte^[1].

Le microplastiche non sono altro che plastiche con particolari caratteristiche. Infatti, secondo la definizione della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), le microplastiche sono frammenti di plastica di grandezza inferiore ai 5 millimetri^[2].

Microplastiche primarie e microplastiche secondarie

Le microplastiche possono essere classificate in microplastiche primarie e microplastiche secondarie.

Le microplastiche primarie sono prodotte costitutivamente nelle loro (ridotte) dimensioni finali a causa del loro utilizzo. Le microplastiche primarie sono presenti non a caso negli esfolianti usati per la cura del corpo, nei dentifrici, nei docciaschiuma, nei prodotti per il peeling, nelle creme viso, nei saponi e nei cosmetici. Le microplastiche primarie, a causa della loro ridottissima misura, non sempre vengono filtrate dai sistemi di depurazione delle acque urbane.

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Le microplastiche secondarie vengono prodotte invece in seguito alla degradazione di oggetti di plastica più grandi, come ad esempio bottiglie, reti da pesca e buste della spesa. La frammentazione meccanica, la degradazione microbica e l’erosione ad opera di agenti atmosferici (come le radiazioni solari) sono i principali processi coinvolti nella formazione di microplastiche secondarie^[1].

Frammentazione e diffusione dei rifiuti plastici

L’abbandono dei rifiuti nell’ambiente, che si parli di terraferma o di acque, non è certo un argomento nuovo. Tuttavia, l’impatto di questo tipo di inquinamento è stato spesso sottovalutato, soprattutto quando i rifiuti, cullati dalle onde, si allontanano dalla vista: lontano dagli occhi, lontano dal cuore, come si usa dire.

Una volta in mare, però, la plastica non scompare, anzi. A seconda della loro densità, infatti, i rifiuti plastici possono affondare o galleggiare e quindi essere trasportati più o meno lontano dal luogo di entrata. La plastica può in questo modo finire spiaggiata lungo le coste oppure imbarcarsi per un lungo viaggio che, a causa delle correnti oceaniche, la porterà ad accumularsi in aree marine ben precise. Qui si formano di conseguenza vere e proprie isole di spazzatura che gli studiosi, con l’aiuto dei satelliti, stanno catalogando^[3]. Il primo a scoprire e a dare un nome a questi ammassi costituiti prevalentemente da plastica è stato l’oceanografo Charles Moore che, nel 1997, denunciò l’esistenza della Grande Chiazza di Rifiuti del Pacifico, situata nell’Oceano Pacifico Settentrionale.

Da allora, diversi studiosi si sono occupati dell’argomento, anche se è il recente utilizzo dei satelliti che ha permesso una vera e propria quantificazione in termini di numero e dimensioni dei rifiuti plastici galleggianti, dimostrando come tutti gli oceani del mondo siano soggetti a questo fenomeno^[3]. Il più grande ammasso tra quelli finora censiti è proprio la Grande Chiazza, che arriva ad occupare, secondo le stime più pessimistiche, una superficie più vasta di quella degli Stati Uniti (secondo le stime più ottimistiche è comunque più grande della penisola iberica, quindi c’è poco da stare allegri!).

A questo punto qualcuno potrebbe pensare: ora che sappiamo dove si trovano i rifiuti, non resta che raccoglierli ed il gioco è fatto. Ma è qui che il quadro si complica.

Nel 2014, l’ecologo marino Andres Cózar ed il suo gruppo di ricerca hanno fatto il punto della situazione, completando quella che può definirsi la prima mappa dei rifiuti degli oceani. Analizzando i dati raccolti ci si è però accorti che i conti non tornano. Considerando la quantità di plastica prodotta a livello globale ci si sarebbe aspettati infatti di trovarne una quantità molto superiore alle decine di migliaia di tonnellate evidenziate dalla ricerca^[3].

La spiegazione sembrerebbe essere fornita dal limite dimensionale delle particelle oggetto di studio: i frammenti più piccoli di pochi millimetri sfuggono ai monitoraggi, rendendo i dati ottenuti una notevole sottostima del dato reale. La plastica quindi c’è, ma non è facile vederla. I rifiuti plastici dispersi negli oceani, infatti, non vanno incontro a degradazione completa e col passare del tempo l’azione dell’acqua marina, del sole e delle correnti provoca la formazione di microplastiche.

Le microplastiche sono oggi diffuse negli oceani, sia in acque temperate che tropicali, sulla costa vicino a centri popolati così come in luoghi più distanti e remoti. Sempre uno studio di Cózar e della sua squadra dimostra poi come ad essere inquinati non siano solo gli oceani ma anche i bacini semichiusi, come il nostro Mar Mediterraneo^[4].

Dalle microplastiche alle nanoplastiche

Con la crescita degli studi relativi all’inquinamento da materiali plastici, si è scoperto che il problema è ancora più intricato di quanto detto finora.

Le microplastiche, infatti, vanno incontro ad un ulteriore processo di frammentazione, che porta alla formazione di particelle ancora più piccole, di dimensioni inferiori ad alcuni micrometri, dette nanoplastiche. Un recente studio australiano ha dimostrato che questa frammentazione può avvenire anche a carico del sistema digerente dei microscopici crostacei che costituiscono il krill antartico, evidenziando la necessità di approfondire l’interazione tra plastica e sistema digerente animale, ancora tutta da studiare^[5].

Sembra insomma chiaro che l’inquinamento da materie plastiche sia ormai diventato anche un problema sanitario, tanto che nel 2016 l’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) ha identificato la dispersione di microplastiche e nanoplastiche come minaccia emergente per l’uomo^[6].

Effetti delle microplastiche sull’ambiente

Le microplastiche possono essere assunte e trattenute dagli organismi marini, attraverso l’ingestione o la respirazione. Tali organismi possono quindi fungere da agenti di trasporto così come le correnti oceaniche.

I detriti di plastica sono ingeriti da una grande varietà di esseri viventi: ne sono state trovate tracce in uccelli che si nutrono di pesce, mammiferi marini, pesci e invertebrati; infatti, le ridotte dimensioni delle microplastiche fanno sì che esse possano finire non solo nella dieta di animali di grossa taglia, ma anche in quella di organismi più piccoli. In alcuni casi, si è osservato che le microplastiche possono accumularsi nei tessuti animali, muovendosi lungo la catena alimentare. Se ingerita da uccelli di mare o foche, le microplastiche possono anche essere introdotte in ecosistemi di terraferma: microplastiche sono state non a caso rinvenute in prodotti come birra, miele e sale, così come nell’acqua in bottiglia.

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Tra i primi problemi che le microplastiche causano agli animali che le ingeriscono potrebbero ci sono i danni di tipo fisico, come abrasioni interne, ostruzione del tratto digestivo o falso senso di sazietà^[7]. Quest’ultimo effetto, in particolare, porta l’animale a morire di denutrizione, come testimoniato dalle forti immagini che compongono il lavoro Midway del fotografo Chris Jordan^[8]. Considerando però che le microplastiche hanno anche la capacità di concentrare sulla loro superficie sostanze inquinanti idrofobe, gli effetti possono anche essere di tipo tossico.

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Il potenziale accumulo di microplastiche nella catena alimentare potrebbe avere conseguenze anche per la salute del consumatore umano. Questo è in particolare il caso del consumo di mitili e ostriche in Europa, e granchi, cetrioli di mare e pesci in altre parti del mondo^[7]. Il rischio potenziale per la salute umana e dell’ambiente è al momento materia di studio e rimane ancora grande incertezza relativamente a questo tema. La nostra comprensione del destino e della tossicità delle microplastiche è infatti ancora largamente limitata, così come l’attuazione di misure preventive per ridurne la produzione e il rilascio nell’ambiente^[6].

Conclusioni

L’invenzione dei materiali plastici è stata una vera e propria rivoluzione: il loro impatto su tutti gli aspetti della vita umana è stato enorme, grazie alla comodità, alla versatilità ed ai costi contenuti di questo materiale. L’utilizzo su larga scala della plastica, in particolar modo di quella monouso, ha però portato all’accumulo di grandi quantità di rifiuti che, non sempre gestiti adeguatamente, hanno col tempo finito per causare una vera e propria emergenza ambientale.

Lo studio del problema della plastica abbandonata negli oceani è molto giovane. Ci si occupa infatti seriamente della questione solo da pochi decenni. Tuttavia, è possibile trovare, anche in rete, un’abbondante letteratura in merito, che approfondisce l’argomento sotto vari aspetti. Molti enti di ricerca, università ed aziende private si stanno occupando del problema su più fronti: sviluppare tecnologie per il recupero dei frammenti di plastica, monitorare la situazione in modo sempre più accurato, sviluppare sinergie con le istituzioni per gestire i rifiuti in maniera sostenibile, sensibilizzare l’opinione pubblica. Ma anche i non addetti ai lavori possono e devono fare la loro parte, gestendo i rifiuti in maniera corretta e magari sostituendo la plastica monouso con materiali ecosostenibili.

Articolo redatto da Mariangela Vitale (introduzione, “Che cosa sono le microplastiche?” e “Effetti delle microplastiche sull’ambiente”) e Valentina Guidi (“Frammentazione e diffusione dei rifiuti plastici” e “Conclusioni”).

Referenze

1. GESAMP (2015). Sources, fate and effects of microplastics in the marine environment: A global assessment. International Maritime Organization;
2. NOAA – What are microplastics?;
3. Cózar, A., et al. (2014). Plastic debris in the open ocean. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(28), 10239-10244;
4. Cózar, A., et al. (2015). Plastic accumulation in the Mediterranean Sea. PloS one, 10(4), e0121762;
5. Dawson, A. L., et al. (2018). Turning microplastics into nanoplastics through digestive fragmentation by Antarctic krill. Nature communications, 9(1), 1-8;
6. EFSA – Microplastiche e nanoplastiche negli alimenti: una questione emergente;
7. Wright, S. L., et al. (2013). The physical impacts of microplastics on marine organisms: a review. Environmental pollution, 178, 483-492;
8. Midway: Message from the Gyre by Chris Jordan.