Le nanoplastiche ad altezze elevate
Individuate minuscole particelle di plastica sui ghiacciai alpini
Le nanoplastiche, cioè le particelle di plastica di dimensioni inferiori a 1 micrometro, sono diffuse in tutto il mondo grazie al loro peso ridotto. Un team di ricerca coordinato dal Centro Helmholtz per la Ricerca Ambientale (UFZ) ha ora pubblicato un articolo sulla rivista Scientific Reports che mostra in che misura i ghiacciai alpini a più di 3.000 metri di altitudine sono inquinati dalle nanoplastiche. Per raccogliere i dati, i ricercatori si sono affidati alla citizen science: gli alpinisti hanno raccolto i campioni sui ghiacciai.
Le nanoplastiche si formano principalmente attraverso la degradazione di macro e microplastiche nell'ambiente - attraverso processi di decomposizione abiotici e biotici come enzimi, ossidazione, idrolisi o abrasione meccanica. Il contributo delle macroplastiche e delle microplastiche all'inquinamento ambientale è già stato ampiamente studiato. Molto meno si sa delle particelle nanoplastiche più piccole, che comportano rischi ancora maggiori per l'uomo: "Le minuscole particelle di plastica sono pericolose perché, a differenza delle microplastiche, non vengono filtrate. Le persone inalano le particelle e, a causa delle loro piccole dimensioni, penetrano le membrane e possono entrare nel flusso sanguigno", afferma il dottor Dušan Materic, responsabile del progetto e chimico dell'UFZ.
È ovvio che le nanoparticelle possono essere trasportate su lunghe distanze attraverso l'atmosfera grazie al loro peso ridotto. Tuttavia, mancano ancora studi globali che mostrino come si possa spiegare la loro presenza in regioni lontane dai punti caldi industriali e densamente popolati. Nel loro lavoro di ricerca, Dušan Materic e i suoi colleghi hanno analizzato la misura in cui i ghiacciai delle Alpi, ad esempio, sono contaminati da nanoparticelle e le fonti da cui provengono.
Tuttavia, i ricercatori hanno dovuto prima ottenere il materiale campione pertinente da un'altitudine di 3.000 metri. "In realtà è quasi impossibile e spesso troppo pericoloso per i ricercatori raggiungere queste regioni. Non solo hanno bisogno di tempo per le escursioni più lunghe e di conoscenze locali specifiche, ma soprattutto devono essere fisicamente in forma per trascorrere diversi giorni di viaggio sui ghiacciai con uno zaino pesante", spiega la prima autrice Leonie Jurkschat.
Gli scienziati hanno quindi collaborato con un team di alpinisti. Hanno raccolto neve e ghiaccio dai ghiacciai in 14 località in Francia, Italia e Svizzera lungo la storica High Level Route da Chamonix (Francia) a Zermatt (Svizzera), lontano dai sentieri turistici, e hanno poi inviato i campioni all'UFZ per le analisi.
"Gli alpinisti hanno prelevato il ghiaccio dallo strato superiore del ghiacciaio perché volevamo analizzare l'esposizione alle nanoplastiche nelle ultime settimane", spiega Dušan Materić. Per garantire che il team di alpinisti non contaminasse accidentalmente i campioni, i ricercatori dell'UFZ li hanno addestrati ampiamente in workshop online. Ad esempio, gli alpinisti dovevano utilizzare nuovi indumenti e nuove corde, il campionatore doveva essere sempre il primo della cordata e il campionamento doveva essere effettuato il più rapidamente possibile per evitare la contaminazione.
Per l'analisi dei campioni all'UFZ, i ricercatori hanno utilizzato uno spettrometro di massa a reazione a trasferimento di protoni (PTR-MS) ad alta risoluzione che, abbinato al desorbimento termico (TD), misura le concentrazioni di gas organici in traccia. Il TD-PTR-MS brucia la plastica presente nei campioni. Lo spettrometro di massa quantifica i gas rilasciati durante il riscaldamento. Poiché ogni polimero produce una sorta di impronta digitale di gas, è possibile determinarne l'identità e la concentrazione. I ricercatori dell'UFZ hanno trovato principalmente abrasione da pneumatici e le plastiche polietilene e polistirene nei campioni di ghiacciaio, mentre il polietilene tereftalato (PET) è stato trovato molto meno frequentemente. Complessivamente, sono stati in grado di rilevare nanoplastiche solo in cinque dei 14 siti. "Questo dimostra che non tutte le aree di un ghiacciaio sono inquinate. Dove il vento è particolarmente forte, le nanoparticelle vengono spazzate via e si riaccumulano in aree del ghiacciaio più riparate dal vento", afferma Dušan Materic, spiegando le differenze. Le concentrazioni di nanoplastica nei cinque siti erano comprese tra 2 e 80 nanogrammi per millilitro di acqua di fusione.
I ricercatori dell'UFZ volevano anche sapere da dove provenissero le particelle di nanoplastica rilevate. A tal fine, hanno collaborato con i colleghi dell'istituto di ricerca norvegese NILU, che utilizzano il modello di dispersione delle particelle "Flexpart" per modellare e analizzare il trasporto atmosferico delle particelle. Tenendo conto di vari parametri come il vento, la temperatura, la copertura nuvolosa e la pressione atmosferica, sono stati in grado di modellare la provenienza delle nanoplastiche di diverse dimensioni, densità e peso dalla loro posizione sul ghiacciaio. "Le nanoparticelle vengono virtualmente inviate al loro luogo di origine nella modellazione", spiega Dušan Materić. Il team di ricerca ha scoperto che le nanoplastiche sono molto probabilmente trasportate nei ghiacciai alpini da ovest e vi si depositano. Nelle località in cui sono state trovate le nanoplastiche, in alcuni casi oltre il 50% delle particelle proveniva dall'Atlantico. "Nel mare c'è molta macroplastica e microplastica, che si scompone in nanoplastica e viene sollevata dalle onde e dal surf, per esempio, e infine entra nell'atmosfera", spiega Dušan Materić. Per quanto riguarda la terraferma, la maggior parte delle particelle proviene dalla Francia (oltre il 10%), seguita da Spagna e Svizzera.
Per saperne di più sull'inquinamento da nanoplastiche sui ghiacciai, Dušan Materić sta partecipando al progetto di Citizen Science GAPS 2024 in qualità di direttore scientifico. L'obiettivo del progetto è far sì che squadre di alpinisti raccolgano campioni dai ghiacciai di tutto il mondo, che saranno poi analizzati all'UFZ. Alcuni - ad esempio quelli provenienti dall'Antartide, dalla Nuova Zelanda e dall'Himalaya - sono già arrivati ai laboratori dell'UFZ e sono in attesa di essere analizzati.
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