Come testare la presenza di microplastiche nell’acqua

Le microplastiche – definite come piccoli frammenti di plastica generalmente inferiori ai 5 mm – stanno diventando onnipresenti nella nostra vita quotidiana: si possono trovare nei prodotti di uso comune, nel cibo e sono state rilevate persino nel sangue. Nonostante la loro presenza sia sempre più diffusa sul nostro pianeta, attualmente si conosce molto poco sugli effetti delle microplastiche sulla salute umana e sull’ambiente. Tuttavia, sappiamo che i loro livelli sono destinati ad aumentare nei prossimi anni. Questo rende essenziale la ricerca per comprendere gli effetti che l’esposizione alle microplastiche potrebbe avere sugli esseri umani, sugli animali e sul mondo che ci circonda.

Metodi per rilevare la presenza di microplastiche nell’acqua

La presenza di microplastiche nell’acqua è un argomento di particolare interesse, che solleva preoccupazioni non solo per la sicurezza dell’acqua potabile, ma anche per i danni che esse possono causare alla fauna marina. Per rilevare la presenza delle microplastiche nell’acqua e studiarne le caratteristiche, attualmente si procede in due fasi principali:

1. Per prima cosa, con la filtrazione si estraggono le microplastiche dall’acqua. La scelta della dimensione dei pori del filtro dipende dalla grandezza delle microplastiche di interesse. Facendo passare un determinato volume d’acqua attraverso il filtro, le particelle plastiche vengono trattenute e rese così disponibili per l’analisi.
2. La microscopia ottica può essere utilizzata per ottenere immagini delle particelle e informazioni sulle loro dimensioni, mentre tecniche di spettroscopia vibrazionale, come la spettroscopia Raman, permettono di identificare la tipologia di polimero. Tecnologie basate sul light scattering, come la diffrazione laser, possono invece supportare l’analisi della distribuzione dimensionale delle particelle in sospensione.

Raccogliendo informazioni sia sulle dimensioni sia sull’identità chimica delle particelle, è possibile ottenere un quadro più completo delle microplastiche presenti nel campione analizzato: la loro potenziale provenienza e dove potrebbero accumularsi nel nostro ambiente.

Perché la dimensione delle particelle di microplastica è importante?

Le microplastiche sono generalmente definite come particelle con dimensioni comprese tra 1 µm e 5 mm, mentre si parla di nanoplastiche quando le particelle hanno dimensioni inferiori a 1 µm. Queste vengono poi suddivise in due categorie principali. Le microplastiche primarie sono quelle che entrano nell’ambiente nella loro forma originale, come ad esempio le fibre rilasciate durante il lavaggio di tessuti sintetici. Le microplastiche secondarie, invece, derivano dalla frammentazione di oggetti di plastica più grandi, come buste o bottiglie, che non sono state adeguatamente smaltite.

Entrambe le tipologie contribuiscono a una quantità sostanziale di microplastiche nell’ambiente, per cui è importante capire e ridurre al minimo entrambe le fonti di ingresso. La dimensione della particella può influenzare il modo in cui viaggia nell’ambiente, ad esempio nell’aria o nella corrente quando si trova in acqua. Quando raggiungono un organismo vivente umano o un animale, le dimensioni possono influenzare la probabilità di penetrazione nell’organismo e gli organi di destinazione.

Confronto tra le tecniche di analisi

Attualmente esiste un’ampia gamma di tecniche per l’analisi delle microplastiche, il che ha portato a una crescente richiesta di standardizzazione tra i laboratori. In Malvern Panalytical è stato verificato che la combinazione di microscopia ottica e spettroscopia Raman offre un’ottima comprensione delle dimensioni e della forma delle particelle, contribuendo a prevederne il potenziale impatto. La spettroscopia Raman è in grado di identificare i tipi di plastiche presenti e quindi distinguerli all’interno di un mix di polimeri, come il PET, il PVC e diverse poliolefine, tra cui polipropilene PP e polietilene PE.

Sebbene la spettroscopia a infrarossi e la spettroscopia Raman siano entrambe ampiamente utilizzate per caratterizzare le microplastiche, la spettroscopia Raman offre diversi vantaggi. Ad esempio, la spettroscopia IR a trasformata di Fourier (FTIR) può generalmente analizzare particelle con dimensioni superiori ai 5–10 µm, mentre la spettroscopia Raman è in grado di raggiungere risoluzioni fino a 1 µm, consentendo l’analisi di un numero significativamente maggiore di particelle. Inoltre, la spettroscopia Raman supporta le misure in acqua.

Qualunque sia la tecnica scelta, è fondamentale adottare alcune precauzioni in laboratorio per garantire la sicurezza e prevenire la contaminazione. Gli analisti dovrebbero evitare di indossare indumenti sintetici e di utilizzare attrezzature in plastica, come becher, filtri e pipette. A seconda dell’origine del campione d’acqua, può essere necessario eseguire fasi di pretrattamento per rimuovere contaminanti come la materia organica.

Colmare il gap

Malvern Panalytical è membro del progetto MOMENTUM, con sede nei Paesi Bassi, che ha riunito numerose aree di ricerca e competenze nel campo delle microplastiche. Come risultato, è stata recentemente pubblicata una roadmap che propone soluzioni per minimizzare l’impatto sulla salute derivante dall’esposizione alle microplastiche.

Nell’ambito di questo progetto, MOMENTUM ha cercato di creare dei “passaporti delle microplastiche” per i campioni utilizzati negli studi tossicologici. Malvern Panalytical ha contribuito utilizzando la diffrazione laser con il Mastersizer 3000+ per velocizzare l’analisi della distribuzione dimensionale delle particelle presenti in questi campioni. La tecnologia a fluorescenza a raggi X (XRF), impiegata nell’Epsilon 4, è stata anch’essa utilizzata per fornire un’identificazione rapida e accurata della composizione atomica dei campioni.

Un’altra tecnologia disponibile è il Morphologi 4-ID, che combina l’analisi automatizzata delle immagini con la spettroscopia Raman per fornire simultaneamente informazioni sulle dimensioni, la forma e l’identificazione chimica delle particelle in un’unica misurazione. La tecnica MDRS Morphologically-Directed Raman Spectroscopy fornisce dati sia sulle singole particelle di microplastica sia sul campione complessivamente.

Queste tecniche e tecnologie stanno contribuendo a una maggiore comprensione di come le microplastiche presenti nell’acqua possano influenzare la salute umana e ambientale. Tuttavia, c’è ancora molto lavoro da fare. Se sei interessato a esplorare il potenziale delle analisi sulle microplastiche con l’ausilio degli strumenti Malvern Panalytical, puoi contattare i nostri specialisti.