Negli ultimi anni è cresciuta la preoccupazione che minuscole particelle note come microplastiche siano presenti praticamente ovunque sulla Terra, dal ghiaccio polare al suolo, all’acqua potabile e al cibo. Formate quando la plastica si rompe in pezzi progressivamente più piccoli, queste particelle vengono consumate dagli esseri umani e da altre creature, con potenziali effetti sconosciuti sulla salute e sull’ecosistema. Un grande obiettivo della ricerca: l’acqua in bottiglia, che ha dimostrato di contenere decine di migliaia di frammenti identificabili in ciascun contenitore.
Ora, utilizzando una tecnologia recentemente perfezionata, i ricercatori sono entrati in un mondo della plastica completamente nuovo: il regno poco conosciuto delle nanoplastiche, la progenie delle microplastiche che si sono ulteriormente degradate. Per la prima volta hanno contato e identificato queste minuscole particelle nell’acqua in bottiglia. Hanno scoperto che in media un litro conteneva circa 240.000 frammenti di plastica rilevabili, da 10 a 100 volte più grandi delle stime precedenti, basate principalmente su dimensioni più grandi.
Lo studio è stato appena pubblicato sulla rivista Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze.
Le nanoplastiche sono così piccole che, a differenza delle microplastiche, possono passare attraverso l’intestino e i polmoni direttamente nel flusso sanguigno e viaggiare da lì agli organi tra cui cuore e cervello. Possono invadere le singole cellule e attraversare la placenta fino ai corpi dei bambini non ancora nati. Gli scienziati medici stanno correndo per studiare i possibili effetti su un’ampia varietà di sistemi biologici.
“In precedenza questa era solo un’area oscura, inesplorata. Gli studi sulla tossicità cercavano solo di indovinare cosa c’è lì dentro”, ha detto il coautore dello studio Beizhan Yan, un chimico ambientale presso l’Osservatorio terrestre Lamont-Doherty della Columbia University. “Questo apre una finestra in cui possiamo guardare in un mondo che prima non ci era stato esposto.”
La produzione mondiale di plastica si avvicina ai 400 milioni di tonnellate all’anno. Più di 30 milioni di tonnellate vengono scaricate ogni anno nell’acqua o sulla terra e molti prodotti realizzati con plastica, compresi i tessuti sintetici, rilasciano particelle mentre sono ancora in uso. A differenza della materia organica naturale, la maggior parte della plastica non si decompone in sostanze relativamente benigne; semplicemente si dividono e si ridividono in particelle sempre più piccole della stessa composizione chimica. Al di là delle singole molecole, non esiste alcun limite teorico a quanto piccole possano diventare.
Le microplastiche sono definite come frammenti che vanno da 5 millimetri (meno di un quarto di pollice) fino a 1 micrometro, che è 1 milionesimo di metro o 1/25.000 di pollice. (Un capello umano ha una larghezza di circa 70 micrometri.) Le nanoplastiche, che sono particelle inferiori a 1 micrometro, sono misurate in miliardesimi di metro.
La plastica nell’acqua in bottiglia è diventata un problema pubblico in gran parte dopo che uno studio del 2018 ha rilevato una media di 325 particelle per litro; studi successivi moltiplicarono quel numero molte volte. Gli scienziati sospettavano che ce ne fossero ancora di più di quanti ne avessero ancora contati, ma le stime attendibili si fermavano a dimensioni inferiori a 1 micrometro, il confine del nanomondo.
“Le persone hanno sviluppato metodi per vedere le nanoparticelle, ma non sapevano cosa stavano guardando”, ha detto l’autore principale del nuovo studio, Naixin Qian, uno studente laureato in chimica della Columbia. Ha osservato che studi precedenti potevano fornire stime globali della nano massa, ma per la maggior parte non potevano contare le singole particelle, né identificare quali fossero plastica o qualcos’altro.
Il nuovo studio utilizza una tecnica chiamata microscopia di diffusione Raman stimolata, che è stata co-inventata dal coautore dello studio Wei Min, un biofisico della Columbia. Ciò comporta il sondaggio dei campioni con due laser simultanei sintonizzati per far risuonare molecole specifiche. Prendendo di mira sette plastiche comuni, i ricercatori hanno creato un algoritmo basato sui dati per interpretare i risultati. “Una cosa è rilevare, un’altra è sapere cosa si sta rilevando”, ha detto Min.
I ricercatori hanno testato tre famose marche di acqua in bottiglia vendute negli Stati Uniti (non hanno voluto nominare quali), analizzando le particelle di plastica fino a soli 100 nanometri di dimensione. Hanno individuato da 110.000 a 370.000 particelle in ogni litro, il 90% delle quali erano nanoplastiche; il resto erano microplastiche. Hanno anche determinato quale delle sette plastiche specifiche fossero e ne hanno tracciato le forme, qualità che potrebbero essere preziose nella ricerca biomedica.
Uno comune era il polietilene tereftalato o PET. Ciò non sorprende, poiché è di questo che sono fatte molte bottiglie d’acqua. (Viene utilizzato anche per bibite in bottiglia, bevande sportive e prodotti come ketchup e maionese.) Probabilmente entra nell’acqua quando i pezzetti si staccano quando la bottiglia viene spremuta o viene esposta al calore. Uno studio recente suggerisce che molte particelle entrano nell’acqua quando si apre o si chiude ripetutamente il tappo e piccoli pezzetti si consumano.
Tuttavia, il PET è stato superato in numero dalla poliammide, un tipo di nylon. Ironicamente, ha detto Beizhan Yan, ciò probabilmente deriva dai filtri di plastica utilizzati per purificare l’acqua prima che venga imbottigliata. Altre plastiche comuni trovate dai ricercatori: polistirene, polivinilcloruro e polimetilmetacrilato, tutti utilizzati in vari processi industriali.
Un pensiero un po’ inquietante: i sette tipi di plastica cercati dai ricercatori rappresentavano solo il 10% circa di tutte le nanoparticelle trovate nei campioni; non hanno idea di cosa sia il resto. Se fossero tutte nanoplastiche, ciò significa che potrebbero essere decine di milioni per litro. Ma potrebbero essere quasi qualsiasi cosa, “il che indica la complicata composizione delle particelle all’interno dell’apparentemente semplice campione d’acqua”, scrivono gli autori. “L’esistenza comune della materia organica naturale richiede certamente una prudente distinzione.”
I ricercatori stanno ora andando oltre l’acqua in bottiglia. “C’è un mondo enorme di nanoplastiche da studiare”, ha detto il Min. Ha osservato che, in termini di massa, le nanoplastiche comprendono molto meno delle microplastiche, ma “non sono le dimensioni che contano. Sono i numeri, perché più le cose sono piccole, più facilmente possono entrare dentro di noi”.
Tra le altre cose, il team prevede di esaminare l’acqua del rubinetto, che ha dimostrato di contenere microplastiche, anche se in quantità molto inferiore a quella in bottiglia. Beizhan Yan sta portando avanti un progetto per studiare le microplastiche e le nanoplastiche che finiscono nelle acque reflue quando le persone fanno il bucato – secondo i suoi calcoli finora, milioni per carico di 10 libbre, provenienti da materiali sintetici che comprendono molti articoli. (Lui e i suoi colleghi stanno progettando filtri per ridurre l’inquinamento delle lavatrici commerciali e residenziali.) Il team identificherà presto le particelle nella neve che i collaboratori britannici che camminano a piedi attraverso l’Antartide occidentale stanno attualmente raccogliendo. Stanno anche collaborando con esperti di salute ambientale per misurare le nanoplastiche in vari tessuti umani ed esaminarne gli effetti neurologici e sullo sviluppo.
“Non è del tutto inaspettato trovare così tante di queste cose”, ha detto Qian. “L’idea è che più le cose diventano piccole, più ce ne sono.”
Lo studio è stato scritto da Xin Gao e Xiaoqi Lang del dipartimento di chimica della Columbia; Huipeng Deng e Teodora Maria Bratu di Lamont-Doherty; Qixuan Chen della Mailman School of Public Health della Columbia; e Phoebe Stapleton della Rutgers University.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
