Parliamo con Maria Shilova — ricercatrice presso il Centro per le Tecnologie Pulite e l'Uso Efficiente della Biomassa (CCBRE) e dottoranda dedicata allo studio di una delle più grandi minacce ambientali del nostro tempo: le microplastiche, che inquinano permanentemente i suoli e le aree stradali. La ricerca presso il Centro per le Tecnologie Pulite si concentra sullo sviluppo di metodi per la loro rilevazione, quantificazione e monitoraggio nell'ambiente del suolo. Questo è il primo e obbligatorio passo verso la creazione di tecnologie di bonifica efficaci.

Insieme a Maria Shilova cercheremo anche risposte alle domande: Come penetrano le microplastiche nel suolo e nelle piante, quali tecnologie utilizzano gli scienziati per rilevare particelle microscopiche, la velocità con cui le microplastiche si diffondono nei suoli a seconda del loro tipo e del tipo di polimero stesso, come potrebbero comuni, istituzioni statali e imprese private applicare la ricerca nella pratica e, non da ultimo, perché l'esempio personale è importante per costruire abitudini sostenibili nella comunità.

Qual è il tuo ruolo principale presso il Centro per le Tecnologie Pulite (CCBRE) e perché hai concentrato la tua ricerca specificamente sull'inquinamento da microplastiche nei suoli stradali e urbani?

Presso il CCBRE lavoro come assistente di ricerca junior e sto sviluppando il mio progetto di dottorato "Migrazione delle Microplastiche nei Suoli" sotto la supervisione scientifica della Prof.ssa Violina Rizova e del Prof. Petar Mandaliev.

Le microplastiche sono un argomento relativamente nuovo ed estremamente attuale nella ricerca scientifica. Il numero di articoli scientifici sulle proprietà delle microplastiche, sui metodi per la loro identificazione e sul loro impatto ambientale sta crescendo in modo esponenziale. Fino all'inizio del XXI secolo, il tema delle microplastiche era relativamente poco studiato, e solo negli ultimi due decenni ha attirato seria attenzione dalla comunità scientifica, anche se l'umanità utilizza ampiamente prodotti a base di polimeri da circa 80 anni. Ma anche con tale grande diligenza da parte degli scienziati, che abbiamo osservato negli ultimi anni, ci sono domande che rimangono controverse e irrisolte. Il mio compito è cercare risposte a queste domande durante i miei studi di dottorato. Non le troverò certo tutte, ma anche un granello di nuova conoscenza sulle microplastiche può essere molto importante per le ricerche successive.

Quanto alle preferenze personali nel campo scientifico — ho sempre avuto interesse a lavorare con gli inquinanti della tecnosfera; essi non sono naturali per gli ecosistemi, hanno proprietà fisico-chimiche completamente diverse rispetto ai componenti naturali e, naturalmente, accanto alle questioni globali attuali, ci sono sempre domande pratiche più piccole e, risolvendole, ci muoviamo lentamente ma sicuramente verso la comprensione del quadro generale.

 

Qual è il meccanismo di migrazione di queste microplastiche verso i terreni agricoli adiacenti e hai dati specifici su come cambiano le proprietà del suolo e come entrano nelle piante?

Ci sono molti meccanismi di migrazione: trasporto atmosferico e movimento degli organismi viventi, canali fluviali, superficiali e fognari.

Ad esempio, se c'è una strada vicino a terreni agricoli (e certamente c'è, perché i macchinari agricoli devono muoversi), allora una grande quantità di microplastiche, formate a seguito dell'abrasione dei pneumatici delle auto, sarà concentrata direttamente sulla strada e nelle aree stradali. Sotto l'influenza del vento, esse, insieme ad altra polvere stradale, possono essere trasportate su distanze molto lunghe, poiché sono molto piccole (le microplastiche sono dell'ordine di micron di dimensione), il che significa che sono abbastanza leggere e possono percorrere lunghe distanze attraverso le correnti atmosferiche.

Le microplastiche possono entrare negli agroecosistemi con l'acqua durante l'irrigazione; le acque superficiali sono spesso utilizzate per l'irrigazione ed esse stesse contengono già microplastiche. Ci sono pubblicazioni sulla rilevazione di particelle di microplastica negli affluenti del Danubio, della Maritsa e delle cascate di Batak. In ogni caso, alla fine finiscono nel suolo dei terreni agricoli.

E, naturalmente, la pacciamatura in plastica e l'uso di fertilizzanti a rilascio lento sono le fonti più significative di inquinamento dei terreni agricoli. Sotto l'influenza delle radiazioni ultraviolette, dell'impatto meccanico, dell'attività biologica e dello stress termico, le grandi particelle di plastica si scompongono in particelle sempre più piccole, e il processo è piuttosto lungo. A un certo punto, le microplastiche raggiungono dimensioni alle quali praticamente cessano di degradarsi biologicamente.

L'effetto delle particelle di microplastica sul suolo è già stato sufficientemente studiato. Ad oggi, è noto che le microplastiche sono adsorbenti molto forti e, insieme alle sostanze trattenute sulla loro superficie, influenzano l'acidità del suolo, la conducibilità elettrica, l'equilibrio geochimico, la densità e la struttura. Insieme alle microplastiche, metalli pesanti, diossine, pesticidi, coloranti, stabilizzanti e altre sostanze chimiche entrano nel suolo — in generale — una vasta gamma di sostanze chimiche potenzialmente pericolose.

Le microplastiche possono penetrare nelle piante durante l'irrigazione (se l'acqua è contaminata), attraverso le cellule epidermiche nelle radici delle piante (attraverso l'interazione con suolo contaminato) e attraverso i pori di scambio gassoso delle foglie (più spesso a causa del trasporto atmosferico delle particelle). Se la plastica è più grande di 10 micron, incontrerà una barriera fisica insormontabile e semplicemente non potrà entrare nella pianta, a meno che le piante non abbiano aree danneggiate. Le microplastiche più piccole di un micrometro agiscono su di esse a livello subcellulare e molecolare. Le microplastiche di dimensioni comprese tra 1 e 10 micrometri migrano all'interno della pianta.

 

Quali tecnologie utilizzi in laboratorio per rilevare queste particelle microscopiche e quali soluzioni specifiche stai sviluppando presso il Centro per le Tecnologie Pulite (CCBRE) per la rilevazione e quantificazione delle microplastiche nell'ambiente del suolo?

Il modo più semplice per rilevare le particelle di microplastica è osservarle al microscopio. Questo è fattibile in quasi tutti i laboratori, un metodo abbastanza rapido ed economico attraverso il quale le particelle di microplastica possono essere identificate visivamente, ma non è sempre sufficiente. In primo luogo, a volte la risoluzione ottica del dispositivo non consente di rilevare in modo affidabile tutte le particelle di microplastica e, in secondo luogo, alcuni minerali e componenti organici del suolo possono sembrare microplastiche ma non lo sono.

Pertanto, utilizziamo un metodo più affidabile di analisi chimica — la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR), attraverso la quale otteniamo una conferma affidabile della composizione chimica del polimero. L'essenza del metodo è che il campione viene irradiato con luce infrarossa — i legami molecolari nel polimero assorbono la radiazione a frequenze precisamente definite, caratteristiche dei rispettivi gruppi funzionali. Il rivelatore registra quali frequenze sono state assorbite, costruisce uno spettro e, in base alla posizione delle bande caratteristiche (una sorta di "impronta digitale" della sostanza), determina da quale tipo di polimero è fatta la particella. Uno dei nostri compiti principali nel prossimo anno è determinare la velocità con cui le microplastiche si diffondono nei suoli a seconda del tipo di suolo e del tipo di polimero stesso. La bonifica dei suoli contaminati da microplastiche è ancora una seria sfida scientifica a livello mondiale. Pertanto, attualmente, presso il CCBRE ci concentriamo sullo sviluppo di metodi per la loro rilevazione, quantificazione e monitoraggio nell'ambiente del suolo. Questo è il primo e obbligatorio passo verso la creazione di tecnologie di bonifica efficaci. Studiando la migrazione di diversi polimeri e la loro interazione con diversi tipi di suolo, stiamo creando una base scientifica per future soluzioni di risanamento dei siti contaminati e per limitare il rischio che le microplastiche entrino nelle colture agricole e nella catena alimentare.

 

Come potrebbero comuni, istituzioni statali e imprese private applicare la vostra ricerca nella pratica per ridurre l'inquinamento?

I risultati della nostra ricerca possono aiutare a identificare le principali fonti di microplastiche e a individuare le aree a più alto rischio di inquinamento. Se sappiamo da dove provengono le particelle e come si diffondono nei diversi tipi di suolo, possiamo proporre misure più efficaci per limitarle. Per i comuni, questo significa un migliore monitoraggio dei territori stradali, delle aree verdi urbane e delle zone con intenso traffico automobilistico. Le istituzioni statali possono utilizzare i dati scientifici nello sviluppo di politiche e standard per il controllo delle microplastiche nei suoli e nelle acque, nonché nella valutazione del rischio ambientale.

Da parte loro, le imprese possono indirizzare le proprie risorse verso lo sviluppo di materiali più sostenibili, riducendo l'uso di prodotti in plastica monouso e implementando tecnologie che limitino il rilascio di microplastiche già nel processo produttivo. Nel lungo termine, l'approccio più efficace è la prevenzione. È molto più facile prevenire l'ingresso delle microplastiche nell'ambiente che tentare successivamente di rimuoverle dai suoli e dalle risorse idriche. È proprio per questo che la ricerca scientifica e le misure pratiche devono andare di pari passo.

 

I dati del CCBRE aiuteranno ad aggiornare la legislazione ambientale europea e, allo stesso tempo — quali sono i passi più efficaci per ridurre le microplastiche nella nostra vita quotidiana?

Le prove scientifiche sono il fondamento di qualsiasi legislazione ambientale efficace. Più informazioni affidabili ci sono sulla distribuzione, migrazione e impatto delle microplastiche, più fondati potranno essere i futuri atti normativi a livello nazionale ed europeo. Il nostro lavoro può contribuire a questo corpo comune di conoscenze utilizzato dalla comunità scientifica e dalle istituzioni nei processi decisionali.

Ricordiamo le parole di René Dubos: "Pensa globalmente, agisci localmente." Il più grande cambiamento che può avvenire riguardo allo studio delle microplastiche è la standardizzazione di tutti i metodi, dal campionamento alla verifica dei dati. Solo in condizioni in cui gli scienziati di tutto il mondo agiscono secondo lo stesso protocollo durante la ricerca avremo l'opportunità di guardare razionalmente al quadro del mondo e dire con certezza: quanto sono realmente pericolose le microplastiche in determinate condizioni.

Siamo tutti consumatori. Ora possiamo fare la scelta di cambiare le nostre abitudini di consumo: scegliere cosmetici o prodotti chimici per la casa senza microplastiche (in alcuni paesi, la produzione di tali prodotti è già vietata a livello nazionale), ridurre al minimo l'uso di imballaggi in plastica, utilizzare borse riutilizzabili o retine da mercato quando si fa la spesa nei negozi di alimentari ed evitare di scegliere abiti in tessuti sintetici. Il consumatore ha il potere di scegliere cosa usare e, se decidiamo di rinunciare lentamente ai sintetici, commercianti e produttori saranno stimolati ad adattarsi ai nuovi atteggiamenti dei consumatori. Penso che su queste piccole scelte personali si costruisca ogni giorno qualcosa di molto grande e importante.

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