Caccia alle Microplastiche: Svelato il Segreto per Trovarle Davvero!

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo invisibile delle microplastiche (MP), quei minuscoli frammenti che, purtroppo, stanno diventando ospiti fin troppo comuni nelle nostre acque, comprese quelle che potremmo bere. Parliamo di particelle piccolissime, spesso sotto i 20 micrometri (µm) – per darvi un’idea, un capello umano ha un diametro tra i 50 e i 100 µm! Proprio queste dimensioni ridotte le rendono le più abbondanti e, potenzialmente, le più preoccupanti per la nostra salute, visto che potrebbero farsi strada dal nostro sistema digerente ad altri organi.

Capire quante ce ne sono davvero è una sfida enorme. Immaginate di dover contare granelli di sabbia quasi invisibili in un bicchiere d’acqua torbida. Ecco, il problema è simile. Per assicurarci che i nostri metodi di campionamento siano efficaci, soprattutto per queste particelle sfuggenti, abbiamo bisogno di un sistema di controllo, una sorta di “test di recupero”. In pratica, aggiungiamo un numero noto di microplastiche “segnate” (fluorescenti, così le vediamo meglio!) all’acqua prima di campionarla, e poi vediamo quante ne ritroviamo alla fine. Questo ci dice quanto è bravo il nostro metodo a “catturarle”.

La Sfida: Trovare la “Spia” Perfetta

Il problema è che, fino ad ora, mancava uno standard. Non c’era un accordo su quale tipo di “spia” fluorescente usare. Molti studi precedenti hanno usato materiali diversi, rendendo difficile confrontare i risultati. Alcuni hanno usato microsfere commerciali, ma abbiamo visto che tendono ad aggregarsi, formando grumi che falsano il conteggio. Altri hanno provato a creare frammenti più simili a quelli che troviamo nell’ambiente, macinando plastiche più grandi (un processo chiamato criomacinazione), ma spesso i risultati erano poco consistenti. Immaginate di aggiungere 100 particelle e ritrovarne a volte 70, a volte 120… non è molto affidabile! La deviazione standard relativa (RSD), che misura proprio questa variabilità, era spesso troppo alta.

Avevamo bisogno di qualcosa di meglio: un materiale di riferimento fluorescente che fosse:

• Rappresentativo: Con forme e dimensioni simili alle MP ambientali (tanti frammenti piccoli!).
• Consistente: Che ci desse risultati ripetibili, con una bassa variabilità (basso RSD).
• Stabile: Che mantenesse le sue caratteristiche (soprattutto la fluorescenza) nel tempo e anche dopo i trattamenti chimici che a volte usiamo per pulire i campioni.

La Nostra Ricerca: Tra Sfere, Frammenti e Colori Fluorescenti

Così, ci siamo messi all’opera! Abbiamo testato diverse opzioni. Prima le microsfere commerciali di polistirene (PS), anche in versione modificata (PS-COOH). Risultato? Come temevamo, tendevano ad appiccicarsi tra loro (agglomerazione), rendendo impossibile un conteggio preciso. Bocciate.

Allora siamo passati ai frammenti. Abbiamo provato a crearli partendo da microsfere fluorescenti di polietilene a bassa e alta densità (LDPE e HDPE). Qui la variabilità (RSD) era ancora un problema, a volte altissima, e non riuscivamo ad ottenere abbastanza particelle nelle dimensioni più grandi (sopra i 40-50 µm) che ci servivano per simulare i limiti di rilevamento di alcune tecniche analitiche come la spettroscopia Raman e FTIR. Anche tentare di separare le dimensioni usando setacci non ha funzionato come sperato, anzi, sembrava quasi creare più frammenti piccoli!

La svolta è arrivata quando abbiamo deciso di partire da pellet di plastica comune (quelli usati per produrre oggetti), criomacinarli per ottenere frammenti di varie dimensioni, e poi colorarli noi stessi con un colorante fluorescente chiamato Rosso Nilo (Nile Red). Abbiamo testato sei tipi di plastica molto diffusi: LDPE, HDPE, polipropilene (PP), PS, polietilene tereftalato (PET) e cloruro di polivinile (PVC).

Il Vincitore: I Frammenti di PET Colorati di Rosso Nilo

Indovinate un po’? Il PET e il PVC si sono colorati magnificamente, mostrando una fluorescenza intensa e brillante sotto il microscopio. Tra i due, però, i frammenti di PET hanno mostrato la marcia in più. Perché?

• Consistenza Eccezionale: Quando abbiamo preparato diverse dosi (spike) dalla stessa sospensione di frammenti di PET, la variabilità nel numero di particelle per ogni fascia dimensionale era bassissima. Abbiamo ottenuto un RSD medio del solo 2.5%! Un risultato fantastico che significa grande affidabilità.
• Distribuzione Dimensionale Ideale: La maggior parte delle particelle era piccola (tra 1 e 5 µm), proprio come nell’ambiente, ma c’erano anche particelle fino a 125 µm, coprendo tutto lo spettro che ci interessava.
• Stabilità a Prova di Bomba: Abbiamo conservato la sospensione di PET fluorescente per quattro mesi in frigorifero, usandola regolarmente. La fluorescenza non è cambiata minimamente! Anche la distribuzione dimensionale è rimasta stabile, anche se abbiamo notato un leggero aumento delle particelle più piccole (< 15 µm) nel tempo, probabilmente dovuto all'agitazione ripetuta prima di ogni utilizzo.

La Prova del Nove: Test sul Campo (Simulato) e Trattamenti Aggressivi

Ma non ci siamo fermati qui. Volevamo essere sicuri che questi frammenti di PET funzionassero anche in condizioni realistiche. Li abbiamo usati per testare un sistema di campionamento “in linea” (dove l’acqua passa direttamente attraverso dei filtri) e li abbiamo sottoposti a un processo di “digestione” chimica piuttosto aggressivo (con Reagente di Fenton ed enzimi), simile a quello usato per eliminare materiale organico (alghe, batteri) dai campioni reali prima dell’analisi.

Risultati? Anche dopo l’estrazione dai filtri e la digestione, i frammenti di PET erano ancora lì, belli fluorescenti! C’è stata una certa perdita di particelle durante questi passaggi (soprattutto quelle più grandi sembravano un po’ più suscettibili), il che sottolinea proprio l’importanza di fare questi test di recupero per capire quanto materiale si perde. Ma la cosa fondamentale è che la fluorescenza non è stata intaccata. Il nostro “segnale” era ancora forte e chiaro.

Perché Tutto Questo è Importante?

Avere finalmente un materiale di riferimento affidabile, come i nostri frammenti di PET colorati con Rosso Nilo, è un passo avanti enorme. Permette a noi ricercatori di:

• Validare i metodi di campionamento: Possiamo finalmente sapere con buona precisione quanto sono efficaci le nostre “reti” nel catturare le microplastiche, soprattutto quelle più piccole.
• Standardizzare le procedure: Usando tutti lo stesso tipo di riferimento, possiamo confrontare i risultati ottenuti in laboratori diversi e in studi diversi.
• Correggere i dati: Sapendo qual è la percentuale di recupero del nostro metodo, possiamo correggere i conteggi finali per avere una stima più accurata della contaminazione reale.

Insomma, questi piccoli frammenti fluorescenti sono come delle “spie” preziose che ci aiutano a fare luce sull’inquinamento da microplastiche, un problema complesso che richiede strumenti sempre più precisi e affidabili. Il nostro lavoro suggerisce che i frammenti di PET colorati con Rosso Nilo sono un candidato eccellente per diventare uno standard in questo campo. Speriamo che questo contribuisca a migliorare il monitoraggio e la comprensione di questo contaminante emergente nelle nostre preziose risorse idriche.

Fonte: Springer