Le microplastiche (MPs), definite come qualsiasi particella di materiale plastico di dimensione compresa tra 1µm (o 100nm a seconda del riferimento) e 5mm, sono riconosciute a livello internazionale come inquinante emergente ubiquitario e persistente. La loro presenza in tutte le matrici ambientali ed in ogni segmento del ciclo idrico urbano è difatti ampiamente documentata (Barchiesi et al., 2021). L'apprensione per l'eventuale rischio sanitario-ambientale ad esse associato ha portato alla loro menzione, tra le altre, nella nuova Direttiva Europea per le acque potabili e nella valutazione per la revisione della Direttiva Europea sulle acque reflue. I possibili rischi legati all'esposizione da MPs sono inoltre dovuti alla loro attitudine ad agire come vettori per altri inquinanti adsorbibili sulla loro superficie. Tra questi, destano particolare preoccupazione i composti con nota affinità per i materiali plastici, quali gli additivi utilizzati in fase di produzione. Il Bisfenolo A (BPA) è un additivo oggetto di particolare attenzione da parte della comunità scientifica a causa dei rischi ad esso collegati dovuti alle sue proprietà di interferente endocrino, a causa delle quali è stato inserito nella "Candidate List of SVHC (Substances of Very High Concern)" del REACH. La sua presenza nell'ambiente è infatti documentata in diversi comparti ambientali, incluse le risorse idriche superficiali. Il presente studio andrà dunque ad indagare le potenziali interazioni tra MPs e BPA, al fine di ottenere un quadro più completo in ottica di analisi di rischio. Le concentrazioni minime a cui entrambi gli inquinanti si trovano in ambiente rendono difficoltosa l'osservazione di tali interazioni in condizioni reali: si studieranno quindi le condizioni ottimali sia per l'analisi strumentale, necessarie all'ottenimento di risultati attendibili, che per l'ottenimento di risultati riconducibili alle condizioni ambientali, scarsamente presenti nella letteratura ad oggi disponibile.
I molteplici studi sinora effettuati sull'adsorbimento da parte di inquinanti su MPs sono stati condotti così da dimostrarne la possibilità e osservarne i processi. Hanno quindi reso possibile la comprensione delle principali cause dell'adsorbimento, l'individuazione dei potenziali fattori ambientali che più potrebbero influire sullo stesso, l'identificazione delle caratteristiche del materiale adsorbente e dell'adsorbato (quindi MPs e inquinante rispettivamente) che più potrebbero essere di interesse in termini di potenzialità di adsorbimento. L'utilità di tale percorso è innegabile, sia per la comprensione del fenomeno che per il raggiungimento della consapevolezza della sua possibilità. Si sarebbe infatti altrimenti rischiato di sottovalutare o peggio, non considerare, un'ulteriore problematica legata all'inquinamento da MPs. Dato però oramai per assunto che le MPs abbiano un effettivo potenziale per l'adsorbimento ed il rilascio di inquinanti, risulta ora imprescindibile trasferire queste conoscenze, ad oggi teoriche e sperimentali in condizioni fittizie, funzionali a quanto precedentemente menzionato, a condizioni reali o a tali riconducibili. E' questa infatti premessa obbligatoria per arrivare in un prossimo futuro a valutare l'effettivo rischio associato ad inquinanti adsorbiti sulle MPs, nonché, in caso, limitarlo e controllarlo. La condizione reale è tuttavia complessa e di difficile riproducibilità anche per la compresenza di possibili materiali adsorbenti ed inquinanti. Prima di poter iniziare ad affrontare tale complessità dunque è necessario stabilire un metodo che permetta l'ottenimento di risultati attendibili per gli scopi che ci si prefigge. Questa ricerca ha dunque una duplice carica innovativa: da un lato la definizione di un set-up analitico-sperimentale che possa permettere l'ottenimento di risultati riconducibili ad una condizione reale, dall'altro l'ottenimento stesso di risultati già significativi ed utilizzabili per preliminari considerazioni di rischio. Definito infatti il set-up e il metodo di base, l'ampliamento della ricerca a matrici e condizioni più complesse sarà non solo possibile ma fondata su solide basi analitico-sperimentali. L'ottenimento inoltre dei risultati per un unico inquinante in presenza di un unico adsorbente permetterà di vagliare l'effettiva pericolosità del singolo inquinante ed il ruolo delle MPs in maniera indubbia, così da poter in un futuro anche interpretare con maggior consapevolezza i risultati relativi a miscele di inquinanti e di adsorbenti.
Ulteriore elemento rilevante è l'interesse mostrato da Acea-Elabori, società di Acea S.p.A. (gestore del servizio idrico di buona parte dell'Italia centrale), che si occupa di analisi, ricerca e sviluppo, per il tema proposto. La collaborazione con il personale di Acea-Elabori fornirà un prezioso e insostituibile supporto per la parte analitica e di ottimizzazione del set-up sperimentale, grazie alla provata e verificata esperienza e competenza in materia. Presso la loro sede verranno infatti effettuate le analisi per la valutazione del Bisfenolo A in matrice acquosa e in solvente, nonché la caratterizzazione delle MPs tramite µ-Raman. Tale collaborazione ha infatti come scopo la redazione di un impianto sperimentale che permetta l'ottenimento di risultati affidabili e replicabili, nell'ottica della precedentemente menzionata possibile evoluzione di tale filone di ricerca. Inoltre, la preesistente collaborazione ad ora in atto per la definizione di un metodo analitico per la determinazione delle MPs nelle acque potabili, permetterà la diretta osservazione del fenomeno in un impianto reale e dunque chiudere il cerchio, grazie allo studio qui proposto, con i lavori precedentemente realizzati ed in via di realizzazione relativi allo studio dei CECs negli impianti di trattamento delle acque.
Di Marcantonio, C., Chiavola, A., Paderi, S., Gioia, V., Mancini, M., Calchetti, T., Frugis, A., Leoni, S., Cecchini, G., Spizzirri, M., & Boni, M. R. (2021). Evaluation of removal of illicit drugs, pharmaceuticals and caffeine in a wastewater reclamation plant and related health risk for non-potable applications. Process Safety and Environmental Protection, 152, 391¿403. https://doi.org/10.1016/j.psep.2021.06.024
Chiavola, A., Boni, M. R., Di Marcantonio, C., Cecchini, G., Biagioli, S., & Frugis, A. (2019). A laboratory-study on the analytical determination and removal processes of THC-COOH and bezoylecgonine in the activated sludge reactor. Chemosphere, 222, 83¿90. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.01.117