Micro-plastic Pollution in Vulnerable Karst Envi-ronments

Pubblicato sul n. 70 di PROGRESSIONE

 Case Study from the Slovenian Classical Karst Region

RECENSIONE

Valentić l., Kozel P., Pipan T., 2022 – Acta Carsologica 51,1: 79-92.

Microplastiche di diverse dimensioni osservate allo stereomicroscopio. I frammenti si presentano dai bordi molto frastagliati e irregolari, dalle forme diverse.
Fonte (ENEA, www.enea.it).

Si tratta di un lavoro specialistico sull’in­quinamento da microplastica delle acque carsiche del nostro territorio. Le acque nelle falde acquifere carsiche garantiscono un quarto della fonte di acqua potabile al mondo. Per il territorio triestino (Carso classico) fino agli anni settanta rap­presentavano l’unica fonte di approvvigiona­mento; attualmente alimentano solamente una parte dell’acquedotto. Per il Carso clas­sico sloveno costituiscono una preziosa fon­te di approvvigionamento idrico.

I recenti studi sull’ambiente e le attuali ricerche sanitarie hanno istituito un nuovo settore che riguarda l’inquinamento del­le acque sotterranee dei terreni carsici da microplastiche (MP) e nanoplastiche (NP), quasi sempre accompagnate da altri agenti inquinanti antropogenici. Genericamente si considerano MP i frammenti variabili tra 0,1 e 5.000 microme­tri. Sotto queste dimensioni si tratta di nano­plastiche (NP), di dimensioni indicative va­riabili tra 1 e 100 nanometri. E queste ultime sono le più insidiose e le più pericolose. Una delle problematiche principali è che diverse tipologie di plastiche assorbono ma­teriali tossici e ne divengono portatrici rila­sciandole successivamente. La densità delle microplastiche è intorno all’unità e quindi galleggiano o rimangono in sospensione nell’acqua e difficilmente si depositano nei corsi idrici, ma tendono a combinarsi comunque con altre sostanze soprattutto organiche. Nella tabella seguente è indicata la den­sità media di alcune tipologie di plastiche.

materiale densità
Polietilene (PE) 0,93
Polipropilene (PP) 0,90
Polivinile (PVC) 1,3
Polistirene (PS) 1,05
Poliammide (PA) 1,1
Poliuretano (PU) 1,1

L’identificazione non è difficile se ci si limita all’individuazione delle MP di dimen­sioni medie di qualche millimetro, così come non è difficile quantizzare il problema con la raccolta sistematica e l’utilizzo di filtri adatti. Diverso è il caso delle MP primarie e del­le NP le cui dimensioni non consentono una facile individuazione ma richiede tecniche specialistiche. La natura aperta delle falde idriche carsiche favorisce il trasporto di agenti contami­nanti di superficie e il reperimento di MP in quantità significative potrebbe essere indice di forme inquinanti anche gravi. Il tal caso le MP potrebbero entrare nella categoria dei traccianti idrici artificiali. Riguardo l’entità, le stime mondiali si ag­girano attualmente su circa 50 • 10 12 parti-celle di varie dimensioni in sospensione nei mari. Ormai sono presenti un po’ da per tutto. Da un punto di vista planetario si stima in 9 miliardi di tonnellate il peso di tutta la plastica presente nei mari; questo peso cor­risponde al doppio del peso totale degli ani­mali terrestri e marini messi insieme (4 miliar­di di tonnellate). In Europa la produzione di plastica ha raggiunto nel 2019 circa 60 milioni di tonnellate: di queste solamente una parte viene differenziata come rifiuto e riciclata. La parte non riutilizzata è destinata alla dispersione ed alla frammentazione. Purtroppo una parte ulteriore viene di­spersa nell’aria: quantità importanti sono state rilevate sotto la denominazione di UFMNP (ultrafine microplastic and nanoplastic) e quindi è anche nella pioggia che si rin­vengono grandi quantità.

Un esempio: nell’indagine oggetto della recensione riguardante l’area tra Postumia e Lubiana sono state rilevate nella pioggia cir­ca 450 particelle di MP per ogni metro cubo. Gli effetti non sono ancora chiari ma si ricorda che le plastiche contengono anche materiali ignifughi, stabilizzatori e compo­nenti tossici. Veicolano componenti nocivi e sono difficilissime da eliminare. Recentemente il problema di contami­nazione da MP in acque carsiche è stato evidenziato e studiato con criteri scientifici avanzati (Valentić, 2018; Panno et al., 2019; Balestra & Bellopede, 2022). Gli autori pre­mettono che la conoscenza sulla diffusione delle MP in cavità e negli acquiferi carsici è ancora agli inizi, così come sono ancora sperimentali le metodologie di campiona­mento ed i protocolli riguardanti la raccolta, i metodi di filtrazione, i sistemi di misurazione e quantificazione delle MP. Valentic et al. (2022) hanno analizzato numerosi campioni provenienti da 13 siti (due siti in Italia: Timavo e Sorgenti di Aurisina). La finalità è stata quella di determinare o rilevare le quantità e le possibili sorgenti di inquinamento da MP e le vie di trasporto idriche.

Le MP sono state rinvenute nel 28% dei campionamenti.

Siti carsici esaminati (come riportato dagli autori):

  • Postojna Cave System
  • Planina Cave
  • Malni spring
  • wastewater treatment plant Postojna
  • rainfall samples, 8 sampling points in Škocjan area
  • Škocjan caves surface samples of Reka
  • Kačna cave
  • cave Jama 1 v Kanjaducah
  • Timavo springs of Reka
  • Brojenca spring of Reka (sorgenti di Aurisina)
  • wastewater treatment plant Ilirska Bistrica and landfill discharge Ilirska Bistrica
  • artificial Lake Mola

I risultati

I risultati più significativi riguardano la Kacna jama (16,6 particelle/mc nell’acqua di fondo e 6.666 particelle/mc nel suolo della cavità), le grotte di San Canziano (9,55 par­ticelle/mc nell’acqua e 60.000 particelle/mc nel suolo della cavità), le Risorgive del Timavo (9,5 particelle/mc nell’acqua). Sostanzialmente si tratta di dati abba­stanza confortanti che però non escludono la necessità di un continuo controllo.

Considerazioni generali campionamenti

In conseguenza delle ridottissime di­mensioni, del peso e della densità relativa, le microplastiche tendono ad accumularsi in modo diverso da punto a punto. In bacini sot­terranei calmi o in vaschette, di concentrano preferibilmente sulla superficie e, in seconda battuta, nella zona basale. In acque correnti sono diffuse entro tutto il corpo idrico. L’Istituto Superiore di Sanità ha elabora­to una serie di indicazioni e protocolli per le migliori strategie di campionamento di mi­croplastiche negli ambienti di acque interne ed i relativi metodi di pretrattamento. Queste indicazioni possono essere applicate anche per le acque sotterranee e per le acque carsiche in genere. Lo stesso Istituto sottolinea però che il campionamento delle microplastiche nelle acque interne, è una delle fasi più delicate dell’intera procedura analitica in quanto in­fluenza fortemente la rappresentatività dei risultati ottenuti. Un metodo di campiona­mento efficace dovrebbe garantire l’analisi di volumi d’acqua adeguati in tempi ristretti (soprattutto in cavità dove esistono proble­matiche maggiori di ogni genere) ed essere efficace sia per le particene più grandi che per quelle più piccole. Quest’ultimo obiettivo, per vari motivi, non risulta quasi mai raggiungibile. E tanto meno nei corsi d’acqua sotterranei. I metodi più diffusi, come quelli basati su reti o filtri, non rendono infatti possibile il campionamento delle microplastiche per l’intero range proposto per la loro definizione (1 um -5mm).

Anche il campionamento di un volume d’acqua adeguato al sito di prelievo rappre­senta un criterio importante da considerare. Per le acque sotterranee è consigliata una filtrazione con 3 o 10 o 450 micrometri.

Tecniche analitiche

Le dimensioni delle microplastiche con­dizionano sempre la scelta della tecnica analitica e della strumentazione. Si distinguono tecniche basate unica­mente sulla microscopia, tecniche cromato­grafiche e tecniche spettroscopiche. Quando accoppiate alla microscopia, le tecniche spettroscopiche come la spettro­scopia infrarossa e la spettroscopia Raman consentono un’ottima identificazione chimi­ca delle particelle con una buona valutazio-ne della forma e numero. Si tratta di tecnichenon distruttive che permettono anche analisi multiple sullo stesso campione. L’interpre-tazione dei dati è inoltre agevolata dall’esi­stenza di software dedicati che consentono di ridurre notevolmente i tempi d’esecuzione delle analisi. Pertanto i metodi spettroscopici rappre­sentano la migliore scelta per l’analisi qua­li-quantitativa delle microplastiche.

Conclusioni

Per le acque carsiche sotterranee il rile­vamento di MP e NP rappresenta una novità e quindi una nuova sfida da intraprendere. Non si ignorano le difficoltà: campionamen­to, conservazione e trasporto dei campio­ni, disponibilità di laboratori e, soprattutto, strumentazioni adeguate. È evidente che il tutto può essere possibile solamente con una stretta collaborazione tra speleologi ed istituzioni scientifiche. Attualmente è a disposizione lo studio, pubblicato sulla rivista Journal of Environ-mental Management, Elsevier, nei sedimenti di tre grotte italiane: Grotta Di Bossea Corsaglia, Grotte di Toirano e Grotte di Borgio Verezzi. Lo studio ha utilizzato tecnologie avan­zate. I risultati hanno mostrato che le fibre e le microplastiche inferiori a 1 mm erano le più comuni, con poliesteri e poliolefine come i tipi prevalenti. Inoltre, l’abbondanza di microplastiche era maggiore lungo i percorsi turistici rispetto alle aree speleologiche.

Una ricerca specifica è disponibile in Microplastic Contamination in Karst Groun-dwater Systems di Panno et al. (2019) http:// dx.doi.org/10.1111/gwat.12862.

Del problema si è occupata anche la re­dazione dello Scarpone – rivista portale del CAI. – in un articolo specificatamente dedi­cato al campionamento delle microplastiche presso l’inghiottitio del Bussento compresa la risorgenza a Morigerati nel Parco nazio­nale del Cilento. Il progetto ha ottenuto il premio della Federazione Speleologica Eu­ropea. Le procedure standard e le metodo­logie sono tuttora sperimentali e per indagini sotterranee.

Enrico Merlak