Urban waste dominates microplastic pollution in Ethiopian irrigated farmlands: Evidence from FTIR spectroscopy, random forest classification, and farmer surveys
Questo studio rivela che la cattiva gestione dei rifiuti urbani, piuttosto che l'attività industriale, è la fonte primaria della diffusa contaminazione da microplastiche nelle terre agricole irrigate etiopi, evidenziando un urgente bisogno di un migliore sistema di raccolta dei rifiuti municipali, divieti più severi sulla plastica e istruzione per gli agricoltori per mitigare questa minaccia ambientale emergente.
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La plastica è diventata una presenza permanente nella vita moderna, ma il suo viaggio non termina quando un sacchetto viene scartato o una bottiglia schiacciata. Con il passare del tempo, la luce solare, il vento e l'usura fisica frammentano questi oggetti grandi in minuscoli frammenti, così piccoli da essere invisibili a occhio nudo. Gli scienziati chiamano queste particelle microplastiche. Mentre molta attenzione è stata rivolta a come queste particelle si accumulino negli oceani, esse si stanno depositando anche sulla terraferma, in particolare nel suolo dove cresce il cibo. Questa è una preoccupazione crescente perché il suolo agisce come un deposito a lungo termine per queste particelle; a differenza dell'acqua, dove potrebbero essere trasportate via, la plastica nel terreno può persistere per secoli, alterando potenzialmente il modo in cui il suolo trattiene l'acqua e come le piante crescono. In molte parti del mondo, gli agricoltori fanno affidamento su acqua di irrigazione che scorre attraverso le città, trasportando con sé qualunque rifiuto che i centri urbani non riescano a gestire. La domanda rimane: quanta di questa plastica invisibile sta entrando nei campi che ci nutrono, e da dove proviene?
Un team di ricercatori dell'Università di Hawassa, in Etiopia, si è posto l'obiettivo di rispondere a queste domande nelle terre agricole irrigate che circondano la città di Hawassa. Questa regione è un polo dell'agricoltura, dove migliaia di piccoli agricoltori coltivano verdure per i mercati locali, attingendo acqua dal Lago Hawassa, dai fiumi vicini e dai pozzi sotterranei. La città stessa è cresciuta rapidamente, portando con sé un aumento dei rifiuti plastici che i sistemi locali di gestione dei rifiuti faticano a gestire. Per comprendere l'entità del problema, gli scienziati hanno visitato venti diversi appezzamenti agricoli in cinque siti, che vanno dalle aree periurbane trafficate vicino al centro città fino alle terre più rurali e distanti. Hanno raccolto il suolo dallo strato superficiale del terreno e l'acqua dai canali di irrigazione, riportando i campioni in laboratorio per contare e identificare le particelle di plastica nascoste al loro interno.
I risultati hanno rivelato un paesaggio pesantemente contaminato da microplastiche. In media, ogni chilogrammo di terreno secco conteneva 414 particelle di plastica, mentre ogni litro di acqua di irrigazione ne conteneva 30. Le concentrazioni più elevate sono state riscontrate nelle fattorie più vicine alla città e alle zone industriali, dove il suolo conteneva fino a 616 particelle per chilogrammo. I ricercatori hanno scoperto che il suolo tratteneva significativamente più plastica rispetto all'acqua, suggerendo che il terreno agisca come una spugna, intrappolando queste particelle nel tempo mentre l'acqua vi scorre attraverso. Le forme più comuni trovate erano pellicole sottili, simili a pezzi di sacchetti di plastica o imballaggi, che costituivano oltre l'80 percento delle particelle nel suolo. Queste pellicole sono probabilmente il risultato della decomposizione di oggetti di plastica più grandi sotto l'azione del sole e delle attività agricole.
Per determinare esattamente da dove provenisse questa plastica, il team ha utilizzato un metodo sofisticato che coinvolge la luce e l'apprendimento automatico. Hanno analizzato l'impronta chimica delle particelle di plastica utilizzando una tecnica chiamata spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier, che identifica il tipo di plastica in base a come assorbe la luce. Hanno poi inserito questi dati in un programma per computer addestrato a riconoscere i modelli associati a diverse fonti. Il programma ha confrontato i campioni agricoli con campioni di riferimento provenienti da discariche municipali e siti industriali. L'analisi ha mostrato che la stragrande maggioranza della plastica — circa l'82 percento — proveniva dai rifiuti urbani, come rifiuti domestici e materiali di imballaggio, piuttosto che da fabbriche industriali. Questo dato indica che un'inadeguata raccolta dei rifiuti cittadini è il principale motore dell'inquinamento, con il vento e la pioggia che lavano la plastica dalle discariche a cielo aperto nei canali di irrigazione che alimentano i campi.
Lo studio ha esaminato anche le persone che lavorano la terra per comprenderne la prospettiva. I ricercatori hanno intervistato gli agricoltori dei venti appezzamenti e hanno riscontrato un netto distacco tra la realtà dell'inquinamento e la consapevolezza degli agricoltori. Sebbene il 65 percento degli agricoltori ammettesse di vedere detriti galleggianti nella propria acqua di irrigazione, l'85 percento non aveva mai sentito parlare di microplastiche e il 95 percento non compiva alcuna azione per filtrarle o rimuoverle. La maggior parte degli agricoltori non considerava l'inquinamento una minaccia seria, principalmente perché mancava di informazioni sui rischi. Tuttavia, l'indagine ha anche rivelato una forte volontà di apprendere; ogni singolo agricoltore intervistato ha espresso interesse nel saperne di più sul problema e su come risolverlo.
In mezzo alla diffusa contaminazione, una fattoria si è distinta come un faro di ciò che è possibile. Questa particolare azienda agricola utilizzava una soluzione semplice e a bassa tecnologia: era coperta da una struttura a tunnel protettiva e utilizzava acqua da un pozzo artesiano filtrato invece del fiume aperto. Il suolo e l'acqua in questa fattoria mostravano una drastica riduzione delle particelle di plastica rispetto ai campi aperti vicini. Questo singolo esempio ha dimostrato che, anche in un ambiente pesantemente inquinato, barriere semplici e la filtrazione possono ridurre significativamente la quantità di plastica che entra nel sistema alimentare. I ricercatori hanno notato che la plastica trovata nei campi era principalmente polietilene e polipropilene, gli stessi materiali utilizzati per comuni sacchetti della spesa e confezioni alimentari, confermando che i rifiuti dei consumatori quotidiani sono il principale colpevole.
Lo studio conclude che la strada da seguire richiede un approccio a due punte: riparare la fonte e proteggere i campi. Poiché l'inquinamento è guidato principalmente dai rifiuti urbani, la soluzione più efficace risiede nel migliorare il modo in cui la città raccoglie e gestisce i propri rifiuti, assicurando che non finiscano nei corsi d'acqua. Allo stesso tempo, gli agricoltori hanno bisogno di supporto ed educazione per adottare misure protettive a basso costo, come la filtrazione dell'acqua e le strutture di coltivazione coperte. La ricerca evidenzia che, sebbene il problema sia significativo, non è insolubile. Combinando una migliore gestione dei rifiuti a livello cittadino con tecniche agricole pratiche e accessibili, è possibile proteggere il suolo e il cibo che vi cresce all'interno da questa marea invisibile di plastica.
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