Inquinamento da microplastiche: la soluzione viene dalle piante

La soluzione al problema dell’inquinamento da microplastiche potrebbe provenire dalle piante. Gli scienziati dell’Università della British Columbia hanno messo a punto uno speciale filtro composto di tannini e polvere di legno che si è dimostrato capace di raccogliere fino al 99,9 per cento delle micro e nanoplastiche disperse in acqua.

La ricerca è ancora in fase sperimentale, ma gli scienziati canadesi sono convinti che la soluzione a base di fibre naturali possa essere facilmente riprodotta in scala industriale e messa alla prova sul campo.

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Inquinamento da microplastiche: una sfida cruciale per il pianeta

Il problema dell’inquinamento da microplastiche e nanoplastiche pone sfide sempre più urgenti: le enormi quantità di rifiuti plastici che infestano laghi, fiumi, mari e oceani rischiano di compromettere seriamente la salute del pianeta e quella dei suoi abitanti.

E mentre la produzione globale di plastica aumenta in maniera esponenziale, le tecnologie di recupero delle microplastiche dagli ecosistemi stentano ancora a trovare una forma che sia abbastanza efficiente ed economica da essere applicata su larga scala.

È da questa consapevolezza che prende avvio l’ambizioso progetto sviluppato presso il BioProducts Institute dell’Università della British Columbia. Come spiega il dottor Orlando Rojas, direttore scientifico dell’Istituto, quella di riuscire a tenere le nanoplastiche fuori dalle riserve di acqua del pianeta è una sfida cruciale per la scienza.

Virtualmente, spiega il professore, tutta l’acqua potabile del pianeta è contaminata da microplastiche, e secondo un recente studio, entro il 2025 saranno disperse nell’ambiente oltre 10 miliardi di tonnellate di rifiuti in plastica.

“La maggior parte delle soluzioni proposte fino a oggi”, spiega Rojas, “sono troppo costose o difficili da scalare”. Quello che si sta studiando nei laboratori del BioProduct Institute è una soluzione economica e modulare, che possa essere applicata all’uso domestico tanto quanto ai grandi impianti di trattamento delle acque.

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Un filtro biodegradabile capace di catturare le microplastiche

Gli scienziati canadesi hanno scoperto che, unendo i tannini a uno strato di segatura di legno, è possibile creare un filtro molto efficace nel catturare le microplastiche disperse in acqua.

“Il nostro filtro, a differenza dei filtri in plastica, non contribuisce ulteriormente all’inquinamento degli oceani e utilizza materiali rinnovabili e biodegradabili”, spiega il Dottor Rojas.

È composto di “tannini derivati da piante, corteccia, legno e foglie e polvere di legno: un prodotto di scarto della silvicoltura ampiamente disponibile e rinnovabile”.

Il nuovo filtro messo a punto nei laboratori dell’Università della British Columbia si è rivelato inoltre molto efficace: il bioCap, questo il suo nome, si è dimostrato capace di rimuovere un ampio spettro di nano e microplastiche dall’acqua.

Nonostante si tratti di particelle particolarmente complesse da catturare a causa della loro complessità chimica e morfologica, il nuovo filtro risulta in grado di catturarne oltre il 95 per cento, con picchi del 99,9 per cento.

Il bioCap, si legge nello studio pubblicato su “Advanced Materials”, è risultato efficace nella cattura di “polietilene tereftalato (anionico, forma irregolare), polietilene (elettroneutro, forma irregolare), polistirene (anionico e cationico, forma sferica) e altre particelle anioniche e di forma sferica”, come polipropilene, cloruro di polivinile e polimetilmetacrilato.

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Microplastiche e nanoplastiche: perché è così difficile eliminarle?

Le microplastiche disperse in acqua presentano dimensioni, forme e cariche elettriche diverse. Come spiega il dottor Rojas, “ci sono le microfibre provenienti dai vestiti, le microsfere di saponi e detersivi, materiali espansi e pellet da utensili, contenitori e confezioni”.

Attualmente non esiste una tecnologia in grado di catturare tutte le diverse microplastiche, né di farlo in maniera rapida: oltre ai costi molto elevati, a peggiorare la situazione è proprio l’eterogeneità di nano e microplastiche.

Con una dimensione compresa tra 1 micron e 5 millimetri, le nano e microplastiche sono particolarmente insidiose per la salute umana: tendono infatti ad assorbire composti chimici indesiderati come metalli pesanti e pesticidi e possono insinuarsi facilmente nell’acqua potabile e nei cibi che mangiamo, finendo con l’entrare in circolazione nell’organismo.

Una delle sfide centrali è proprio nel trovare un sistema di “raccolta” che possa adattarsi a una gran varietà di materiali e composizioni chimiche. In questo contesto, si legge nello studio, “ci si può aspettare che interazioni molecolari molto diversificate possano facilitare l’adesione interfacciale” e quindi la cattura delle microplastiche.

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BioCap, ecco la soluzione che viene dalle piante

Il bioCap, composto di tannini e polvere di legno, è stato testato con polistirene, polimetilmetacrilato, polipropilene, polietilene, cloruro di vinile e polietilene tereftalato (PET).

Il filtro ha mostrato la sua efficacia nel catturare nano e microplastiche di dimensioni comprese tra circa 100 nanometri e 22 micron, riuscendo a confrontarsi agevolmente con particelle di diversa composizione chimica e con differenti cariche elettriche.

Inoltre, le prove in vivo hanno dimostrato che, depurando l’acqua da bere con il nuovo filtro a base di tannini e segatura, l’accumulo di microplastiche nell’organismo diminuisce in maniera significativa.

I risultati dei test sono chiari: il bioCap ha catturato dal 95,2 per cento al 99,9 per cento delle particelle di plastica presenti in una colonna d’acqua (laddove la differenza nelle percentuali dipende dal tipo di plastica).

La brillante soluzione deriva da alcune caratteristiche degli acidi tannici: come tutti i polifenol:, queste sostanze sono in grado di “esercitare simultaneamente interazioni covalenti multiple”, cosa che permette di usarli come “mattoni” nella costruzione di materiali supramolecolari multifunzionali.

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Sostenibilità: la chimica delle piante per la salute del pianeta

“I gruppi fenolici”, si legge nello studio, “offrono gli strumenti per generare forze interfacciali abbastanza forti da guidare il processo di assorbimento e cattura di particelle di (bio)polimeri, incluse le nano e microplastiche”.

La soluzione all’inquinamento da microplastiche, quindi, potrebbe venire da sostanze abbondantemente presenti nelle piante, anche quelle che crescono su terreni incolti e poco fertili.

“La nostra soluzione bioCap è in grado di rimuovere i diversi tipi di microplastiche sfruttando le diverse interazioni molecolari che si sviluppano intorno agli acidi tannici”, spiega il direttore dell’Istituto BioProducts.

“Le microplastiche rappresentano una minaccia crescente per l’ecosistema acquatico e per la salute umana e richiedono soluzioni innovative”, spiega Rojas. Le nuove scoperte, frutto di una collaborazione multidisciplinare con l’Università cinese di Sichuan, “ci hanno portati più vicini a una soluzione sostenibile che ci permetta di affrontare le sfide poste da queste particelle di plastica”.

Le interazioni multimolecolari mediate dai fenoli potrebbero essere la chiave per la messa a punto di una strategia di cattura delle microplastiche che sia sostenibile, efficiente e facile da replicare, che sfrutta le proprietà chimiche di elementi derivati dal legno, dalla corteccia e dal fogliame delle piante.

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