Sostenibilità
Affrontare le microplastiche attraverso la scienza – Insetti e materiali alternativi
Le microplastiche sono diventate una preoccupazione. Queste particelle, più piccole di 5 millimetri, si staccano dalla plastica mentre si degrada. È una minaccia praticamente onnipresente e ubiqua.
Secondo un articolo pubblicato sulla rivista della Harvard Medical School, Harvard Medicine, le microplastiche sono state rilevate in tutto il corpo umano, inclusi sangue, saliva, fegato, reni e placenta.
Le microplastiche, più piccole di 1 micrometro, chiamate nanoplastiche, sono ancora più pericolose perché possono infiltrarsi nelle cellule. Oltre al corpo umano, le microplastiche hanno penetrato – con la loro presenza altamente contaminante – l’ambiente, la fauna marina e gli animali.
Le microplastiche potrebbero essere trovate nel latte materno umano e nella prima feci di un neonato, il meconio, indicando che il pericolo delle microplastiche cammina al nostro fianco, come un’ombra minacciosa, fin dal giorno zero.
Potrebbero potenzialmente causare danni ossidativi, danni al DNA e cambiamenti nell’attività genica. È anche una sostanza nota come cancerogena e, come riporta Harvard Medicine, le microplastiche sono state ritenute responsabili della riduzione del numero e della qualità degli spermatozoi, delle cicatrici ovariche e dei disturbi metabolici nella prole in studi condotti su topi.
Nonostante i suoi effetti avversi, noi esseri umani inspirare e ingerire costantemente microplastiche attraverso frutti di mare contaminati, inclusi pesci e crostacei. Sono presenti nell’acqua del rubinetto, nell’acqua in bottiglia e in altre bevande comunemente consumate come la birra.
Uno studio citato dalle Nazioni Unite ha stimato che l’adulto medio consumava approssimativamente 2.000 microplastiche all’anno tramite il sale. Un altro studio recente ha mostrato che le persone consumano in media tra 39.000 e 52.000 particelle di microplastica annualmente.
Se aggiungiamo le particelle di microplastica inalate, il numero sarebbe circa 74.000. Per l’acqua del rubinetto potabile, si aggiungono altre 4.000 particelle, mentre per l’acqua in bottiglia di plastica il numero aumenta di 9.000 particelle.
Sebbene questi numeri siano già estremamente elevati, l’autore dello studio, Kieran Cox, ritiene che questi dati sottostimino il consumo reale di microplastiche, e che in realtà i valori possano essere molto più alti.
Di tanto in tanto, diverse nazioni hanno imposto regolamentazioni o vietato le microperle e le microplastiche. Tuttavia, poiché la nostra società è diventata sempre più dipendente dalla plastica per la sua versatilità, stabilità, leggerezza e bassi costi di produzione, il volume di microplastiche in alcune compartimenti oceanici potrebbe raddoppiare entro il 2030.
Scienziati, ricercatori e diverse organizzazioni in tutto il mondo sono costantemente alla ricerca di soluzioni.
In un’invenzione rivoluzionaria, un team di ingegneri chimici del Massachusetts Institute of Technology ha ideato un nuovo materiale biodegradabile per sostituire alcune microplastiche. Hanno progettato un’alternativa ecologica alle microperle utilizzate in alcuni prodotti per la salute e la bellezza.
Fonte: MIT News
Alternativa ecologica alle microperle utilizzate nei prodotti per la salute e la bellezza
Gli Stati Uniti d’America sono stati il primo paese a implementare un divieto sull’uso delle microperle nei prodotti per la cura personale. È iniziato nello stato dell’Arizona e poi si è esteso a molti altri grandi stati, tra cui California, New York, New Jersey, ecc.
Era il 2014. Da allora, molti paesi hanno seguito la strada tracciata dagli USA. L’elenco dei paesi comprende molte grandi economie di consumo del mondo, tra cui Canada, Nuova Zelanda, Irlanda del Nord, Italia, Regno Unito, Svezia, Taiwan, Corea, ecc.
Ora, nel tentativo di ridurre le microplastiche alla loro origine, un gruppo di ricercatori del MIT ha sviluppato una classe di materiali biodegradabili che potrebbe sostituire le perle di plastica usate nei prodotti di bellezza. Questi materiali polimerici biodegradabili sono in grado di degradarsi in zuccheri e amminoacidi innocui.
Secondo Ana Jaklenec, una principal investigator presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT:
“Un modo per mitigare il problema delle microplastiche è capire come pulire l’inquinamento esistente. Ma è altrettanto importante guardare al futuro e concentrarsi sulla creazione di materiali che non generino microplastiche fin dall’inizio.”
Nel documento di ricerca che ha originariamente descritto l’innovazione in dettaglio, i ricercatori hanno spiegato che la loro motivazione era sostituire le plastiche non degradabili con materiali degradabili che avessero proprietà adatte per applicazioni mirate.
Per raggiungere il loro obiettivo, hanno sviluppato una piattaforma di microparticelle degradabili (MP) basata su un poli(β-amino estere) (PAE) che si degrada in derivati di zucchero e amminoacidi.
Ciò che rende l’innovazione ancora più allettante è la sua versatilità nelle applicazioni e il suo potenziale. I ricercatori hanno dimostrato che le particelle potrebbero essere usate per incapsulare nutrienti come la vitamina A.
Gli alimenti fortificati con vitamina A incapsulata e altri nutrienti potrebbero offrire una soluzione eccellente a una parte significativa dei 2 miliardi di persone a livello globale che soffrono di carenze nutrizionali. Oltre alla vitamina A, il materiale potrebbe anche incapsulare vitamina D, vitamina E, vitamina C, zinco e ferro.
Nonostante questi nutrienti siano sensibili al calore e alla luce, il contenitore adeguato – realizzato con questi polimeri – può farli resistere all’esposizione all’acqua bollente per fino a due ore. Le particelle sono state anche testate per la sicurezza esponendole a cellule intestinali umane coltivate e misurandone gli effetti. Non è stato causato alcun danno alle cellule.
Le microperle sono qualcosa che è spesso presente nei detergenti. I ricercatori hanno anche esaminato se queste particelle potessero sostituire tali microperle.
Hanno mescolato le particelle con schiuma di sapone e hanno scoperto che poteva svolgere efficacemente la funzione dei detergenti, rimuovendo pennarelli permanenti e eyeliner impermeabile dalla pelle molto più efficacemente del solo sapone.
Parlando della versatilità del materiale, il paper’s lead author, Linzixuan (Rhoda) Zhang, una studentessa laureata al MIT in ingegneria chimica, ha dichiarato quanto segue:
“Volevamo usare questo come primo passo per dimostrare come sia possibile sviluppare una nuova classe di materiali, espandersi dalle categorie di materiali esistenti e poi applicarli a diverse applicazioni.”
Mentre questa ricerca si è concentrata su come sostituire le microperle, un’altra ricerca proveniente dall’Università della Columbia Britannica ha proposto qualcosa di ancora più interessante.
Come gli insetti potrebbero aiutare nella rimozione delle microplastiche
Secondo la ricerca pubblicata su Biology Letters, la zoologa della UBC Dr. Michelle Tseng e l’alumna Shim Gicole hanno testato larve di farina alimentandole con mascherine da viaggio macinate — un prodotto plastico comune — mescolate con crusca.
Dopo un mese, le larve di farina hanno consumato circa la metà delle microplastiche disponibili, circa 150 particelle per insetto, e hanno guadagnato peso. Quello che è stato espulso come escremento era una piccola frazione di quanto le larve avessero ingerito, circa quattro‑sei particelle per milligrammo di rifiuto.
Ciò che è stato rassicurante dell’esperimento è che il consumo di microplastiche non ha influenzato la sopravvivenza o la crescita dell’insetto. Vale la pena menzionare che le larve di farina sono conosciute come spazzini e decompositori della natura. Possono sopravvivere fino a otto mesi senza cibo o acqua e sono felici di mangiare i propri simili quando il cibo scarseggia.
È importante notare che lo scopo della ricerca non si limita alla rimozione delle microplastiche alimentandole agli insetti. I ricercatori affermano che, successivamente, impareranno dai meccanismi digestivi degli insetti come degradare le microplastiche e scaleranno queste conoscenze per affrontare l’inquinamento da plastica.
Secondo la Dr. Michelle Tseng:
“Forse possiamo iniziare a vedere gli insetti come amici. Uccidiamo milioni di insetti ogni giorno con i pesticidi generali – gli stessi insetti da cui potremmo imparare a degradare queste plastiche e altre sostanze chimiche.”
Finora, la maggior parte degli studi sugli insetti che mangiano plastica non era ecologicamente realistica. Tuttavia, in questo caso, le larve di farina hanno consumato circa il 50% delle MP, hanno espulso una piccola frazione e il consumo non ha influito sulla sopravvivenza.
Mentre i ricercatori di tutto il mondo cercano di combattere la minaccia di plastica denti e unghie, ci sono grandi aziende che hanno fornito soluzioni su larga scala. Una di queste aziende che ha avuto notevoli successi nel campo della rimozione della plastica è Veolia.
1. Veolia
Nel settore delle plastiche, Veolia riconosce che una delle principali sfide è la mancanza di impianti di riciclaggio della plastica. Come membro fondatore dell’Alliance to End Plastic Waste (AEPW), insieme a oltre 80 aziende membri dell’intera catena del valore della plastica (produttori, utilizzatori e riciclatori), Veolia si impegna a contribuire con 1,5 miliardi di dollari per aiutare a eliminare i rifiuti plastici dall’ambiente, in particolare dagli oceani.
Veolia ha diverse soluzioni per il riciclaggio della plastica. Può trattare diversi tipi di resine che poi possono essere riutilizzate dai clienti industriali di Veolia. Queste includono polietilene (HDPE o LDPE), usato in imballaggi o costruzioni; polipropilene (PP), usato nell’industria automobilistica, costruzioni, mobili e elettrodomestici; e polietilene tereftalato (PET), presente principalmente nei settori dell’imballaggio e del tessile.
Veolia offre un’alternativa al materiale vergine recuperando e riciclando i rifiuti plastici in diversi passaggi, tra cui raccolta, selezione, frantumazione, lavaggio, formulazione, estrusione e creazione di polimeri circolari pronti all’uso.
I prodotti risultanti dalle soluzioni di riciclaggio della plastica di Veolia sono utilizzati dal gruppo anglo-olandese Reckitt (RB.SW ) per i suoi prodotti di pulizia Finish Quantum Ultimate. Le soluzioni di Veolia aiutano Reckitt nel suo impegno a rendere il 100% dei suoi imballaggi plastici riciclabili e a contenere almeno il 25% di contenuto riciclato entro il 2025.
Veolia ha anche collaborato con Koninklijke Van Wijhe Verf e Dijkstra Plastics per introdurre un barattolo di vernice realizzato al 100% con plastica riciclata post-consumo, utilizzando resine riciclate già impiegate dai consumatori. Mentre Veolia ha trasformato la plastica in granuli, Dijkstra Plastics l’ha poi trasformata in barattoli di vernice per Koninklijke Van Wijhe Verf e il suo marchio di vernice Wijzonol.
Veolia ha sostenuto l’avventura Plastic Odyssey per trasformare l’inquinamento plastico negli oceani in risorse. Plastic Odyssey era una nave lunga 40 metri che trasformava i rifiuti plastici in energia a bordo. L’espedizione è durata dal 2020 al 2023. In ciascuno dei suoi 33 porti di scalo, sono stati sviluppati sistemi di riciclaggio esistenti e nuovi con le parti interessate locali.
Ha sostenuto questo progetto e organizzato una conferenza presso la sede del Gruppo che ha riunito il team di Plastic Odyssey, esperti di Veolia e i manager del business dell’acqua di Veolia in Francia, che hanno mobilitato più di 170.000 clienti del Gruppo a supportare questa avventura, e i rappresentanti della Fondazione Veolia.
Mentre parlava dell’importanza del progetto e del supporto che poteva offrire all’iniziativa, Laure Simon, Direttrice Marketing, Divisione Consumer del business dell’acqua di Veolia in Francia, ha dichiarato quanto segue:
“Oltre alle capacità tecnologiche della nave, ciò che ci ha affascinato è stata la serietà del progetto Plastic Odyssey, i cui valori sono in linea con quelli di Veolia. Volevamo offrire ai nostri consumatori l’opportunità di partecipare: per ogni abbonamento alla fatturazione elettronica, Veolia Eau France ha donato €1 al progetto Plastic Odyssey… Oltre 170.000 consumatori si sono iscritti all’iniziativa. La famiglia che ha vinto il sorteggio per visitare il sito di Plastic Odyssey a Marsiglia era davvero entusiasta del progetto.”
Per i primi tre trimestri del 2024,Veolia ha registrato un fatturato di 32.543 milioni di euro e un EBITDA di 4.936 milioni di euro.
Il futuro della nostra lotta contro le microplastiche
La lotta contro le microplastiche si è svolta a livello globale. Nell’UE, ad esempio, le missioni TARA del 2019 e l’Ocean Race Europe nel 2021 hanno raccolto campioni di microplastiche dal Mar Baltico, dal Canale della Manica e dal Mar Mediterraneo. Il United States National Centres for Environmental Information (NCEI) ha raccolto dati pubblicamente disponibili sull’inquinamento da microplastiche da varie crociere di ricerca e lavori sul campo.
Ci sono quattro progetti in corso, PLASTICHEAL, Imptox, PLasticFatE e POLYRISK, che si concluderanno nel 2025. Questi progetti mirano tutti a indagare l’impatto e le conseguenze delle micro‑ e nanoplastiche su diversi aspetti della salute umana.
Un altro progetto, Aurora, si concentra sugli impatti della prima infanzia dell’esposizione a micro‑ e nanoplastiche sulla salute umana. La Commissione Europea ha proposto che le microplastiche siano incluse nelle liste di monitoraggio di acque superficiali e sotterranee ai sensi delle Direttive sugli Standard di Qualità Ambientale (EQSD).
Al di fuori dell’Europa, a marzo 2022, all’Assemblea delle Nazioni Unite per l’Ambiente, 175 nazioni hanno concordato di porre fine all’inquinamento da plastica. È stato deciso di redigere entro la fine del 2024 un accordo legalmente vincolante – che affronta le questioni della plastica monouso e della tecnologia di riciclaggio, tra le altre –. Nel 2023, l’Unione Europea ha vietato la vendita di glitter plastico sfuso.
Oltre alle direttive organizzative, varie organizzazioni di ricerca stanno lavorando a modo loro per combattere la minaccia dell’inquinamento da microplastiche. Due delle più recenti scoperte sono già state discusse nelle sezioni introduttive.
Nel 2021, ad esempio, è stato condotto il primo studio sperimentale sulla ritenzione delle microplastiche da parte delle chiome marine. La ricerca ha scoperto che le chiome marine potrebbero fungere da potenziali barriere o serbatoi per le microplastiche. La ritenzione aumentava con la densità dei germogli di fanale e la densità specifica dei polimeri, mentre diminuiva con la velocità del flusso.
Un’altra ricerca, pubblicata nel 2021, ha esaminato le possibilità di bonificare le microplastiche negli ambienti marini mediante la tecnologia delle membrane. La tecnologia delle membrane comprende una gamma di tecnologie, tra cui microfiltrazione, ultrafiltrazione e nanofiltrazione.
Secondo una ricerca pubblicata nel 2019, sono state formulate dieci raccomandazioni per le parti interessate al fine di ridurre l’inquinamento da plastica. Queste includevano:
(1) Regolamentazione della produzione e del consumo
(2) Eco-progettazione
(3) Aumento della domanda di plastiche riciclate
(4) Riduzione dell’uso della plastica
(5) Utilizzo di energia rinnovabile per il riciclaggio
(6) Responsabilità estesa del produttore sui rifiuti
(7) Miglioramenti nei sistemi di raccolta dei rifiuti
(8) Priorità al riciclaggio
(9) Uso di plastiche bio-based e biodegradabili
(10) Miglioramento della riciclabilità dei rifiuti elettronici
Tuttavia, la sfida rimane che queste piccole particelle di microplastica sono spesso sufficientemente piccole da passare attraverso i sistemi di filtrazione dell’acqua, e così possiamo ingerirle inconsapevolmente. Possono essere trasportate nell’atmosfera e diffondersi anche negli angoli più remoti della Terra. Sono state trovate in miele, tè e zucchero, così come in frutta e verdura.
Secondo uno studio dell’Università di Cardiff, le microplastiche stanno anche arrivando nei terreni agricoli attraverso il letame di depurazione usato come fertilizzante. Ciò che aumenta la preoccupazione è che gran parte di queste microplastiche finirà nelle acque a causa del drenaggio dallo strato superiore del suolo.
Nel 2015, il Congresso ha modificato il Federal Food, Drug, and Cosmetic Act (FD&C Act) approvando il Microbead-Free Waters Act del 2015. La legge vieta la produzione, l’imballaggio e la distribuzione di cosmetici da risciacquo contenenti microperle di plastica. Si applica anche a prodotti che sono sia cosmetici sia farmaci da banco (detti anche “over-the-counter” o “OTC”), come il dentifricio.
In sintesi, la guerra contro le microplastiche è ora una lotta a 360 gradi. Ricercatori, organizzazioni internazionali, aziende e governi nazionali stanno combattendo insieme. Tuttavia, la rimozione completa richiederebbe una maggiore consapevolezza tra gli utenti e le parti interessate che producono questi prodotti contenenti microplastiche.
