Nell’arco di pochi anni, da sconosciute, le microplastiche sono diventate l’argomento dominante in molte discussioni sull’inquinamento e sulle alterazioni di natura antropica dell’ecosistema naturale. Un interesse che ha coinvolto anche la comunità scientifica internazionale, come testimoniato dalla crescita esponenziale delle pubblicazioni sul tema, passate dalle 43 del 2012 alle 1.080 del 2019, alle 1.135 dei primi sei mesi del 2020 (ricerca aggiornata al 2 luglio). Ma, come spesso accade, i messaggi veicolati all’uomo comune sono talvola distorti e poco veritieri. Le voci rimbalzano, amplificate dai diversi strumenti di comunicazione, senza lasciare il tempo sufficiente per riflettere se siano realmente affidabili. E, purtroppo, le notizie che descrivono gli effetti nefasti delle microplastiche – accompagnate da immagini fortemente emozionali – parlano al nostro cuore ecologico in modo immediato, prima che alla ragione, spingendoci a demonizzare la plastica e chi ci “costringe” a utilizzarla, facendoci dimenticare della sua utilità e dell’impatto ambientale legato all’uso dei materiali ad essa alternativi. Data la premessa, la domanda è spontanea: le microplastiche rappresentano davvero un grave rischio per l’uomo e l’ambiente? Tenteremo di affrontare il tema con l’obiettivo di fare chiarezza più che di dare una risposta definitiva.

Un problema di dimensioni

La complessità dell’argomento si percepisce già dalla definizione del termine “microplastica”, che fa riferimento a particelle in plastica o materiale composito a base plastica con dimensioni inferiori a 1 oppure a 5 millimetri, un intervallo piuttosto ampio che varia secondo le diverse fonti. Dal momento che identificare una sola dimensione pone non poche difficoltà nel caso di frammenti filamentosi, rilasciati ad esempio dai tessuti, è stata aggiunta una sotto-definizione dedicata alle fibre, intese come microplastiche di forma allungata e dimensioni inferiori a 15 millimetri, con un rapporto di forma (rapporto tra lunghezza e diametro) superiore a tre. Accanto alle microplastiche stanno destando un discreto interesse anche le nanoplastiche, ovvero frammenti che hanno dimensioni comprese tra un nanometro e un micrometro o 100 nanometri. Su quest’ultimo punto non c’è chiarezza e la discussione potrebbe addirittura sconfinare in un campo molto vicino alla filosofia. Considerando che studi di chimica teorica sostengono che una singola macromolecola ha dimensioni comprese tra 1 e 100 nanometri, una particella di nanoplastica potrebbe essere costituita da una singola molecola, ipotesi che per qualsiasi chimico, fisico o chimico-fisico sarebbe quantomeno azzardata…
C’è invece un maggior accordo sull’origine. Le microplastiche vengono classificate come primarie se nascono già in forma micrometrica, come quelle utilizzate nella cosmesi (e.g., i microbead negli scrub) o introdotte in prodotti abrasivi, oppure secondarie se generate nel tempo a causa dell’invecchiamento e dell’erosione di oggetti (e.g., gli pneumatici).

I metodi di analisi delle microplastiche

Definita la natura delle microplastiche, un’altra domanda da porsi è perché siano diventate di grande attualità solo recentemente. La risposta più ovvia è che a partire dagli anni Sessanta le materie plastiche si sono affermate come uno strumento insostituibile nel quotidiano e che il loro uso estensivo sia sfociato in livelli di inquinamento allarmanti solo negli ultimi anni, con il conseguente rilascio massivo di particelle degenerative. Un’altra ragione è che, essendo nella maggior parte dei casi invisibili a occhio nudo, devono essere identificate con metodi analitici adeguati, che tuttavia sono stati messi a punto solo in tempi più recenti (vedi riquadro in basso).

Il microscopio FT-IR
Una delle tecniche più utilizzate, anche perché economicamente più accessibile di altre, per rilevare le microplastiche si basa sulla microscopia ottica associata alla spettroscopia infrarossa (IR): il microscopio ottico fotografa il campione, mentre l’analizzatore IR lo caratterizza a livello chimico. Uno dei limiti intrinseci di questo tipo di analisi dipende dal fatto che il microscopio ottico non riesce a rilevare le particelle molto piccole, proprio perché si basa sulla radiazione visibile, e che al contempo la radiazione infrarossa non riesce ad analizzare in maniera efficace oggetti indicativamente inferiori a un micrometro. Questo tipo di strumentazione è diventata disponibile in tempi relativamente recenti e da allora le ricerche e la risonanza mediatica sul tema si sono amplificati.

Lo sviluppo dei protocolli analitici in tema di inquinamento delle acque e dei suoli, in passato, si è infatti focalizzato prevalentemente sulla ricerca di molecole molto piccole e ben definite (e.g., PCB, ftalati, BPA…), che vengono determinate in maniera completamente diversa rispetto alle macromolecole che costituiscono la plastica. Per questa ragione, oggi è molto difficile individuare le microplastiche e spesso è complicato anche determinarne la natura esatta. Con le nanoplastiche il problema si complica ulteriormente: attualmente, infatti, non esistono tecniche affidabili per la loro quantificazione.

Un’altra nota dolente è il campionamento, sul quale – vista la novità della materia – molti ricercatori si pongono non poche domande. Per valutare la contaminazione da microplastiche in ambiente acquatico, è necessario campionare l’acqua superficiale o quella delle zone più profonde? E i sedimenti? Parlando invece di suoli, come si isolano le microplastiche dalla matrice disomogenea che le ingloba? E, anche in questo caso, che strato di suolo deve essere prelevato? Quello superficiale o meglio avventurarsi in profondità?

Il discorso si complica ulteriormente per gli ambienti remoti, come i ghiacciai, dove idealmente l’impatto antropico dovrebbe essere quantomeno limitato. L’analisi deve riguardare solo la superficie (dove potremmo trovare le microplastiche trasportate dal vento o dall’uomo durante il campionamento, NdA) oppure le carote di ghiaccio?

Ultimo, ma non per importanza, non deve essere trascurato il problema della datazione. L’età di una particella in plastica è importante, perché praticamente tutto è biodegradabile, basta dare il giusto tempo alla natura. Ricordiamoci che più le particelle sono piccole, più è veloce è la degradazione.

La dispersione nell’ambiente

Sulla base di queste premesse, cercheremo di tracciare un quadro della situazione negli ecosistemi acquatici, tenendo ben presente che, a causa della diversità delle unità di misura considerate nei vari studi di monitoraggio, è piuttosto complicato restituire una mappa esaustiva della distribuzione delle microplastiche.

Come è lecito attendersi, l’abbondanza e la distribuzione variano geograficamente in relazione a una serie di fattori ambientali e antropici. Per quanto riguarda le acque marine, un articolo recente riporta come l’abbondanza media di microplastiche (1,15±1,45 particelle/m3) nelle acque superficiali di un transetto ideale tracciato nell’Oceano Atlantico (dal Sud Africa al Regno Unito) sia inferiore a quella dell’Oceano Pacifico nord-orientale (279±178 particelle/m3), dell’Oceano Artico (2,68±2,95 particelle/m3) e dell’Oceano Atlantico nord-orientale (2,46±2,43 particelle/m3). Tali valori sono più elevati di quanto osservato nelle acque superficiali del Mar Mediterraneo (0,17-1,00 particelle/m3).

Per quanto concerne le acque dolci, la letteratura mostra che sono presenti nei fiumi di tutto il mondo (concentrazione compresa tra 0,03 e 153 particelle/m3), nelle acque lacustri e perfino nei ghiacciai. Ricerche recenti relative al territorio italiano le hanno individuate nelle acque dei laghi di Chiusi e di Bolsena in quantità compresa tra 0,82 e 4,42 particelle/m3 e nel detrito sopraglaciale prelevato dal Ghiacciaio dei Forni (Alta Valtellina), in una quantità (74,4±28,3 particelle/kg) molto simile a quella riscontrata nei sedimenti marini e costieri europei [1].

Le ricerche dimostrano quindi come le microplastiche, di diversa composizione polimerica e origine, siano ampiamente diffuse a livello globale anche in ecosistemi considerati incontaminati. La loro presenza potrebbe quindi rappresentare un potenziale pericolo per gli organismi che popolano tali ecosistemi, che potrebbero ingerirle attivamente o passivamente ed esperire potenziali effetti negativi. Numerosi studi hanno evidenziato che le microplastiche possono essere trasferite lungo la rete trofica, passando dagli organismi microscopici fino ai predatori terminali. E quindi anche all’uomo? Su questo tema negli ultimi anni si sono scatenati media e divulgatori, generando come sempre molta confusione in chi vuole informarsi in maniera seria. Come esempio di cattiva comunicazione e di eccesso di sensazionalismo, vale la pena soffermarsi su un caso emblematico, diventato protagonista nel passato recente.

Quanta microplastica ingeriamo

Il caso a cui facciamo riferimento, che a giugno dell’anno scorso ha scatenato un pericoloso scalpore nell’opinione pubblica, rimbalzando tra la carta stampata e i media digitali, è rappresentato dal report “No Plastic in Nature: Assessing Plastic Ingestion from Nature to People” [2], commissionato dal WWF a Dalberg Advisors e condotto da Kala Senathirajah e Thava Palanisami dell’Università di Newcastle (Australia), secondo il quale ognuno di noi ingerisce circa 5 grammi di microplastica alla settimana, l’equivalente in peso di una carta di credito.

Premessa doverosa è che non si tratta di uno studio sperimentale ma di una review, ovvero di una raccolta e un esame di lavori scientifici di altri autori, in questo caso 52. Secondo quanto si legge sul sito Internet dell’Università, l’11 giugno 2019 l’articolo era in fase di revisione presso una rivista scientifica peer review, ma ancora oggi non se ne trova traccia nella letteratura, facendoci pensare che probabilmente non sia ancora stato accettato. Se la supposizione fosse corretta, potremmo ipotizzare che ci siano stati grossi errori metodologici nella scrittura e nelle conclusioni, sospetto che nasce analizzando meglio il contenuto dell’articolo.

Nel comunicato stampa diffuso dall’ateneo australiano all’uscita del report WWF si legge che “ingeriamo circa 2.000 micro frammenti di plastica alla settimana, ovvero 21 grammi al mese” (i 5 grammi alla settimana sopra menzionati, NdA). Da un calcolo banale, deduciamo che ogni particella pesa in media 2,6 milligrammi, valore tutt’altro che piccolo se si considera che un – ben visibile – granulo “medio” di polietilene o polipropilene pesa circa 25-35 milligrammi. Permetteteci quindi di esprimere qualche perplessità sul fatto che ogni giorno inconsapevolmente ingeriamo circa 300 microplastiche di queste dimensioni. Leggendo in maniera più approfondita il report, scopriamo che le 2.000 particelle alla settimana provengono quasi tutte (1.769 di esse, quindi circa l’85%) dall’acqua che beviamo. Attraverso un semplice conto si può concludere che, secondo gli autori, ogni settimana ingeriamo circa 4,25 grammi di plastica dall’acqua. Questo significa che, ipotizzando di bere tre litri di acqua al giorno (forse esagerato, ma è solo per farsi un’idea), ogni litro contiene circa 85 particelle, equivalenti a 200 milligrammi di microplastica, ovvero circa sette granuli. Non vi sembrano un po’ troppi per essere invisibili? Considerando che il report specifica che le microplastiche sono presenti soprattutto nell’acqua minerale, oggettivamente dovremmo vedere le 85 particelle/litro “sguazzare” nella bottiglia…

L’impressione è che gli autori si siano lasciati trasportare dall’entusiasmo e abbiano commesso un errore grossolano, non tanto nella valutazione del numero di microplastiche (vedremo tra poco i numeri a cui si sono ispirati), quanto della grandezza e del peso di ogni singola particella.

Le dimensioni contano
La maggior parte degli studi relativi alla presenza di microplastiche negli ecosistemi terrestri e acquatici è volto a determinare il numero di particelle presenti per unità di superficie o volume. Tale valore, tuttavia, è insufficiente a comprendere il reale impatto che esercitano sull’ambiente, perché non rivela alcuna informazione in merito alla quantità in peso delle stesse. Per ottenere questo dato è fondamentale stimare in modo realistico le loro dimensioni medie, perché in caso contrario si correrebbe il rischio di sbagliare completamente le valutazioni. Variazioni apparentemente piccole di dimensioni causano infatti differenze notevoli nel peso: ad esempio, un cubetto di acqua di un centimetro di lato pesa un grammo (la densità è molto simile a quella del polipropilene), mentre riducendo le sue dimensioni a un millimetro (ogni lato è 10 volte più piccolo) il peso del cubo diventa 1.000 volte inferiore, quindi un milligrammo. Per dare un’idea, un cubetto di acqua grande come un granello di zucchero (circa 0,5 millimetri di lato) pesa solo circa 0,125 milligrammi. Un chilo di zucchero, che ha densità di circa 1,6 grammi/cm3, contiene quindi circa 5.000.000 di granelli. Contateli, se avete voglia di verificare.

Un’ipotesi azzardata

Poco convinti della tesi sostenuta dai ricercatori dell’Università di Newcastle, abbiamo cercato la letteratura citata nel report e confrontato i valori indicati con quelli riportati da studi sullo stesso argomento. Le fonti citate nei punti di nostro interesse sono:
• uno report degli stessi autori per WWF Singapore [3], che purtroppo risulta introvabile;
• un articolo pubblicato su Frontiers in Chemistry nel 2018 [4],
• un articolo pubblicato su Plos One nel 2108 [5], che ha in comune un’autrice con quello di Frontiers in Chemistry.

Posto che è impossibile commentare lo studio per WWF Singapore, ci soffermeremo sugli altri due. La ricerca pubblicata su Frontiers in Chemistry esamina la contaminazione da microplastiche in acque in bottiglia. In particolare, considera 11 marche di acqua, acquistate in nove nazioni per un totale di 259 bottiglie, concludendo che sono presenti mediamente (con un’elevata variabilità) 325 particelle/litro, molto probabilmente per la maggior parte in plastica, derivanti soprattutto dal tappo. Il 95% di esse ha dimensioni molto piccole (tra 6,5 e 100 micrometri) e il 5% è più grande (maggiore di 100 micrometri).

Se la numerosità (325) sembra elevata, e quindi in linea con il valore riportato dallo studio del WWF, meritano una considerazione le dimensioni medie, e di conseguenza il peso. Supponendo (ma è una nostra interpretazione) una dimensione media corrispondente al valore medio dei valori limite (6,5 e 100 micrometri), possiamo pensare che il 95% delle 325 particelle sia una sfera di circa 53 micrometri di diametro. Ipotizzando una densità pari a circa 1 g/cm3, come è comune per il polipropilene e la maggior parte dei polimeri, significa che ogni particella pesa circa 0,08 microgrammi e quindi 310 particelle (il 95% approssimativo delle 325) corrispondono a circa 25 microgrammi. Aggiungendo le restanti 15 particelle di dimensioni maggiori, che assumiamo siano 500 micrometri (valore esagerato, in verità), otteniamo circa 1 milligrammo in più per un peso complessivo di 1,025 milligrammi. Moltiplicandolo per i fatidici 21 litri settimanali, otteniamo circa 21,5 milligrammi di plastica ingeriti alla settimana, valore ben lontano dai 4,25 grammi indicati nel report.

L’articolo pubblicato su Plos One si riferisce alla presenza di microparticelle in acqua di rubinetto, birra e sale determinate in 19 località di nove nazioni differenti. La conclusione è che l’acqua contiene 5,45 particelle per litro, quasi tutte sotto forma di fibra, la birra 4,05 particelle per litro e il sale 212 per chilogrammo. Procedendo con la stessa logica dell’articolo precedente, scopriamo che si tratta di una quantità in peso di microplastiche minima rispetto a quella indicata dai ricercatori dell’Università di Newcastle.

L’importanza di una corretta informazione

Le considerazioni esposte finora ci sembrano sufficienti per definire la campagna mediatica scatenata dal report del WWF un esempio di cattiva comunicazione, ma anche di superficialità da parte degli autori, atteggiamento che purtroppo tende a minare la credibilità del mondo scientifico. Al di là del rischio di cadere nei tranelli della carta stampata e dei canali digitali – le cosiddette bufale o fake news – esiste un rischio ben peggiore: quello di non riuscire a capire quanto di vero c’è nelle notizie. Il consiglio è di risalire alla fonte, cercando maggiori informazioni e scegliendo, tra gli articoli riportati nella bibliografia, quelli pubblicati sulle riviste scientifiche più autorevoli, ovvero con un elevato IF (Fattore di Impatto) che dovrebbe garantire una severa valutazione prima della pubblicazione.

Una lettura che desideriamo suggerire è l’articolo “Human Consumption of microplastics” [6] pubblicato nel 2019 su Environmental Science & Technology, che stima, sulla base di una considerevole letteratura, il numero di particelle di microplastica con le quali un essere umano che vive negli Stati Uniti d’America può entrare in contatto attraverso l’alimentazione o per inalazione (peraltro, la causa primaria di assunzione) ogni anno.

Secondo lo studio, per un maschio adulto si parla di una media di circa 122.000 microparticelle, con un range che spazia indicativamente tra le 117.000 e 263.000, variabile in funzione di diversi fattori. La ricerca precisa altresì che è molto probabile che i risultati ottenuti siano sottostimati. Da questi dati emerge che ogni giorno il nostro organismo assume una media di almeno 300 frammenti di microplastica. Se, esagerando, ipotizzassimo una dimensione media delle particelle di 100 micrometri e la quantità introdotta quella massima indicata dallo studio (263.000), in un anno ingeriremmo e/o inaleremmo circa 140 milligrammi di plastica. Nell’ipotesi in cui queste particelle avessero un diametro doppio, ovvero 200 micrometri, i 140 milligrammi diventerebbero circa 1,1 grammi l’anno. Ben lontani dai 5 grammi alla settimana.

Bibliografia

1 R. Ambrosini, R.S. Azzoni, F. Pittino, G. Diolaiuti, A. Franzetti, M. Parolini “First evidence of microplastic contamination in the supraglacial debris of an alpine glacier”, Environmental Pollution, (2019), 253, 297-301
2 K. Senathirajah e T. Palanisami, Università di Newcastle, “No Plastic in Nature: Assessing Plastic Ingestion from Nature to People”, Report by Dalberg per WWF Svizzera, giugno 2019
3 K. Senathirajah e T. Palanisami, Università di Newcastle, “How much microplastics are we ingesting? Estimation of the mass of microplastics ingested”, Report per WWF Singapore, maggio 2019
4 S.A. Mason, V.G. Welch e J. Neratko, “Synthetic Polymer Contamination in Bottled Water”, Frontiers in Chemistry, 2018, 6, Articolo 407
5 M. Kosuth, S.A. Mason e E.V. Wattenberg, “Anthropogenic contamination of tap water, beer, and sea salt”, Plos One, 2018,13(4): e0194970
6 K.D. Cox, G.A. Covernton, H.L. Davies, J.F. Dower, F. Juanes, S.E. Dudas, “Human Consumption of Microplastics”, Environmental Science & Technology, 2019, 53, 7068-7074

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