Occurrence and Distribution of Microplastics in Hydrologically Connected River–Reservoir Systems: Tepeji–Requena and Tula–Endhó, Mexico
Questo studio investiga le microplastiche in due sistemi fiume-bacino idrico idrologicamente connessi nel centro del Messico, rivelando che i bacini idrici fungono da zone di accumulo per contaminanti prevalentemente di forma fibrosa e sottolineando la necessità di interpretare la presenza di microplastiche insieme alle condizioni idrologiche e della qualità dell'acqua locali.
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La plastica è diventata una residente permanente dei nostri corsi d'acqua, frammentandosi nel tempo in minuscoli pezzi che sono spesso invisibili a occhio nudo. Gli scienziati chiamano questi frammenti microplastiche, e si trovano ormai ovunque, dalle fosse oceaniche più profonde ai laghi montani più elevati. Sebbene le prime ricerche si siano concentrate pesantemente sugli oceani, è diventato chiaro che i fiumi e i bacini artificiali svolgono un ruolo critico nel modo in cui queste particelle si muovono, cambiano e rimangono intrappolate. I fiumi agiscono come le principali autostrade che trasportano la plastica dalle città e dalle zone agricole verso il mare, ma lungo il percorso spesso confluiscono in grandi corpi d'acqua a lento movimento chiamati bacini artificiali. Questi bacini non sono solo serbatoi di stoccaggio passivi; le loro acque calme possono causare l'assestamento delle particelle dal flusso, agendo efficacemente come trappole dove l'inquinamento si accumula. Comprendere come la plastica si muova da un fiume a flusso rapido verso un bacino tranquillo è essenziale per capire dove finisce questo inquinamento e come possa influenzare l'acqua che utilizziamo e gli ecosistemi che dipendono da essa.
In Messico centrale, un team di ricercatori ha deciso di tracciare questo viaggio attraverso due sistemi connessi: il fiume Tepeji che sfocia nel bacino di Requena, e il fiume Tula che alimenta il bacino di Endhó. Queste aree sono fortemente impattate dall'attività umana, ricevendo enormi quantità di acque reflue dall'area metropolitana di Città del Messico e dalle zone industriali circostanti. Gli scienziati volevano vedere se i bacini agissero come zone di accumulo, intrappolando più plastica rispetto ai fiumi che li alimentavano, e volevano comprendere l'aspetto e la composizione di queste particelle. Per farlo, hanno raccolto campioni d'acqua sia dai fiumi che dai bacini, filtrando l'acqua per catturare le particelle minuscole e utilizzando trattamenti chimici per dissolvere la materia organica, come foglie o alghe, lasciando solo la plastica. Hanno poi esaminato questi residui sotto potenti microscopi per contarli e misurarli, e hanno utilizzato una speciale tecnica laser per identificare i tipi specifici di plastica, come quelli utilizzati per bottiglie, imballaggi o indumenti.
Ciò che i ricercatori hanno scoperto è stato un paesaggio dominato dal molto piccolo. In ogni singolo corpo d'acqua testato, le particelle più abbondanti erano frammenti minuscoli, molti dei quali più piccoli della larghezza di un capello umano. Mentre i pezzi più grandi erano rari, l'acqua era brulicante di scaglie e fibre microscopiche. Lo studio ha rivelato che i bacini agivano effettivamente da trappole, ma non nello stesso modo per ogni tipo di particella. La concentrazione di minuscole fibre di plastica, che spesso provengono da abbigliamento e tessuti sintetici, aumentava significativamente man mano che l'acqua si spostava dal fiume verso il bacino. Nel fiume Tepeji, c'erano circa 4.000 fibre in ogni litro d'acqua, ma questo numero è salito a circa 8.000 nel collegato bacino di Requena. L'effetto è stato ancora più drammatico nel secondo sistema: il fiume Tula conteneva circa 6.000 fibre per litro, mentre il bacino di Endhó ne conteneva la strabiliante cifra di 14.000 fibre per litro. Ciò suggerisce che l'acqua più lenta nei bacini permette a queste fibre leggere ed allungate di depositarsi e accumularsi invece di scorrere direttamente oltre.
Anche la composizione della plastica raccontava una storia sulle sue origini. Utilizzando la spettroscopia laser, il team ha identificato plastiche comuni come il polietilene tereftalato (PET), il polipropilene (PP), il polietilene (PE) e la poliammide (PA). Questi sono i materiali utilizzati in tutto, dalle bottiglie d'acqua e sacchetti per la spesa ai capi d'abbigliamento sintetici e alle corde. L'analisi ha mostrato che le particelle erano un mix di questi materiali, ma con una differenza degna di nota tra i due sistemi. I campioni provenienti dai siti del Tula e dell'Endhó contenevano una quantità relativa maggiore di polietilene, una plastica nota per avere un punto di fusione più basso rispetto alle altre. Questa differenza chimica sembrava essere importante quando i ricercatori hanno testato i campioni d'acqua con intensi impulsi laser. I campioni dei sistemi Tula ed Endhó hanno reagito diversamente al laser, mostrando un cambiamento improvviso nel modo in cui lasciavano passare la luce a un determinato livello di energia. Questa risposta è probabilmente avvenuta perché l'alta concentrazione di polietilene ha reso le particelle più sensibili al calore generato dal laser, causando loro di ammorbidirsi o cambiare stato più facilmente rispetto alle particelle dell'altro sistema.
Oltre alla plastica stessa, l'acqua di questi sistemi raccontava la storia di due ambienti molto diversi. I siti di Tepeji e Requena erano relativamente ricchi di ossigeno e alcalini, condizioni tipiche dell'acqua corrente. Al contrario, il bacino di Endhó era povero di ossigeno e chimicamente riducente, il che significa che mancava dell'ossigeno necessario per sostenere molte forme di vita ed era probabilmente saturo di rifiuti organici. Questo bacino, che riceve un carico massiccio di acque reflue, conteneva la più alta concentrazione di microfibre e le condizioni chimiche più estreme. I ricercatori hanno osservato che, sebbene i bacini intrappolassero chiaramente più plastica, il modo specifico in cui lo facevano dipendeva dal tipo di particella e dalle condizioni locali dell'acqua. Lo studio non ha dimostrato che l'ambiente chimico abbia causato l'accumulo di plastica, ma ha mostrato che questi bacini sono zone di ricezione complesse dove l'inquinamento, la qualità dell'acqua e l'idrologia interagiscono.
Il lavoro ha inoltre evidenziato una sfida importante nello studio di questo inquinamento: la dimensione delle particelle conta immensamente. Poiché i ricercatori hanno cercato particelle grandi anche solo un micrometro, hanno trovato concentrazioni di ordini di grandezza superiori rispetto agli studi che considerano solo pezzi più grandi. Se uno studio filtra solo per particelle superiori a 100 micrometri, perde la stragrande maggioranza della plastica presente nell'acqua. Ciò significa che le stime precedenti sull'inquinamento da plastica in questi fiumi potrebbero essere state significativamente sottostimate. La presenza di un numero così elevato di fibre e frammenti microscopici suggerisce che l'acqua sia molto più contaminata di quanto appaia a occhio nudo. Lo studio conclude che, per comprendere realmente il rischio della plastica, gli scienziati devono guardare all'intero intervallo di dimensioni delle particelle e considerare come fiumi e bacini lavorino insieme come un sistema. I bacini non stanno solo trattenendo la plastica; la stanno concentrando, in particolare le minuscole fibre che sono difficili da rimuovere e facili da ingerire, creando un serbatoio nascosto di contaminazione che richiede nuovi modi di pensare su come misuriamo e gestiamo le nostre risorse idriche.
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