Aquafil, uno dei principali player a livello mondiale nella produzione di fibre sintetiche, e CNR-STIIMA hanno presentano il protocollo standard per la misurazione del rilascio di microplastiche. Il progetto, appoggiato da UNI, è stato accolto positivamente dalle Commissioni tessili CEN TC248 e ISO TC3.

Aggiornamento: La norma è stata pubblicata con la ISO 4484-2:2023; per ulteriori dettagli consultare questa pagina.

Milioni di tonnellate di plastica riversati nei nostri oceani.

Il gravoso problema dei rifiuti plastici

“Plastica”, dal greco “plastikos”, cioè adatto allo stampaggio, proprio per le proprietà intrinseche del materiale, come la malleabilità e, appunto, la plasticità. Pellicole, fibre, lastre, tubi, bottiglie, scatole, tante forme e tanti usi che vanno dal casalingo all’industriale. 389 milioni di tonnellate di plastica e, di conseguenza, una pari quantità di rifiuti, è il dato emerso nel rapporto annuale del 2018, pubblicato sul sito https://plasticseurope.org/.

Si stima che di questi rifiuti plastici, attualmente nei nostri oceani ve ne siano circa 150 milioni, con un aumento medio annuo che va dalle 4,8 alle 12,7 tonnellate. Il Pacifico ospita un’isola di plastica grande quanto Spagna e Portogallo insieme.

E così, tra consumismo e capitalismo, l’uomo è riuscito a sostituirsi alla natura, facendo emergere accanto alle isole da sogno dell’Oceano Pacifico, un’isola di plastica, nel senso letterale del termine.

Il “Pacific trash vortex” o “Great Pacific garbage patch”, tradotto: “la grande chiazza di immondizia del Pacifico” o, più semplicemente, “isola di plastica”, è un enorme accumulo di rifiuti galleggiante grande quanto tutta la penisola Iberica, composto principalmente da materiali plastici, situato nell’Oceano Pacifico, approssimativamente fra il 135º e il 155º meridiano Ovest e fra il 35º e il 42º parallelo Nord.

Nonostante la crescente sensibilizzazione ecologica e una politica internazionale che sta cercando di trovare e dare risposte adeguate, il problema dei rifiuti plastici permane con le drammatiche conseguenze note a tutti, dalla morte di molti pesci, con conseguente contrazione dell’economia basata sulla pesca, all’inquinamento con tutte le negative ricadute a livello climatico e turistico.

L’UE ha adottato il divieto totale per gli oggetti di plastica monouso, tra cui cotton fioc, posate, piatti, cannucce, bastoncini, contenitori per cibo da fast-food in polistirene oltre all’obbligo, entro il 2025, di riutilizzare il 25% della plastica riciclata per produrre bottiglie di plastica.

Dalla plastica alla microplastica: l’impatto sull’ecosistema marino e non solo

Quando la plastica raggiunge l’ambiente marino, non si degrada completamente, ma si frammenta in detriti sempre più piccoli, denominati microplastiche. L’Agenzia Chimica Europea (ECHA) definisce le microplastiche come “materiale composto da particelle solide contenenti polimeri, a cui possono essere aggiunti additivi o altre sostanze”.

La famiglia delle microplastiche comprende particelle a base sintetica come polipropilene (PP), polistirene (PS), poliammidi (PA), polietilene tereftalato (PET), polivinilcloruro (PVC), poliacrilonitrile (PAN), polimetilacrilato (PMA), elastomeri e gomma di silicone con particelle che vanno da 1 a 5 µm. Oltre alle particelle, rientrano nella definizione di microplastiche anche le fibre con lunghezza compresa tra 3 e 15 µm e un rapporto lunghezza-diametro che deve essere maggiore di 3.

Le microplastiche sono elementi ubiquitari che si disperdono nell’aria, nel suolo e nell’acqua. Qui, una volta ingeriti dal biota si accumulano negli organi e nei tessuti, provocando forti stati infiammatori, oltre al fatto che entrano nella catena alimentare degli esseri umani che mangiano pesce. E gli effetti che questo passaggio ha sulla nostra salute sono ancora ignoti. Inoltre, le microplastiche possono diventare veicolo di sostanze chimiche tossiche, come i microinquinanti organici persistenti (POP).

Le microplastiche hanno un impatto devastante sull’ecosistema marino, ma anche su laghi e fiumi

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Immagine Micro-FTIR di microplastiche fibrose raccolte su filtro in silicio

Fibre sintetiche: la difficoltà di misurazione delle particelle

Uno studio dell’Agenzia europea dell’ambiente, pubblicato alla fine di gennaio 2021, evidenzia che in Europa il consumo globale di fibre sintetiche è passato da poche migliaia di tonnellate nel 1940 a più di 60 milioni di tonnellate nel 2018 e continua ad aumentare.

L’utilizzo delle fibre sintetiche nel settore moda è cresciuto enormemente, arrivando a coprire il 61% della domanda di fibre a livello globale. Le fibre sintetiche più diffuse sono il poliestere, la poliammide e il polipropilene 3. Si stima che il solo lavaggio degli indumenti sintetici, rilasci circa il 35% di tutte le microplastiche in acqua. Il rilascio avviene anche durante alcuni passaggi di lavorazione o con il riciclo del capo e, infine, quando questo finisce in discarica in quanto le fibre, per la loro forma allungata e dimensione media, non vengono totalmente trattenute dagli impianti di depurazione. Se facciamo un esempio, in una città di 100.000 persone, un impianto di depurazione ottimale, che trattiene il 94,8% di microplastiche, arriva comunque a produrre 0,35 m3 di liquami a persona, quindi 1,02 kg di fibre al giorno.

Il metodo standard sviluppato da AQUAFIL e STIIMA

Sulla base di queste premesse, Aquafil, leader europeo e uno tra i first player a livello mondiale nel settore delle fibre sintetiche, ha deciso di investire in un progetto di ricerca pluriennale sviluppando un metodo standard per identificare e quantificare le microplastiche di forma fibrosa rilasciate dal settore tessile.
Per poter sviluppare al meglio il progetto, Aquafil sta collaborando da tre anni, finanziando anche una borsa di studio per giovani ricercatori, con l’Istituto di Sistemi e Tecnologie Industriali Intelligenti per il Manifatturiero Avanzato del CNR, con particolare riferimento ai colleghi della sede di Biella che si dedica ad attività di ricerca e innovazione sulle tecnologie manifatturiere e sui materiali dell’industria tessile.
Nel 2019, grazie a questa collaborazione, è stato presentato un primo draft con la proposta di un metodo standard all’Ente di Normazione italiano (UNI) all’interno del WG 046. L’Ente ha deciso di sostenere e presentare il progetto alla Commissione Internazionali ISO (organizzazione internazionale per la normazione) e al CEN (Comitato europeo di normazione). Il protocollo standard è necessario per ottenere indicatori utili anche per la valutazione del possibile rischio cui è esposto l’uomo. Sostenuto da UNI, il progetto ha già ricevuto il parere positivo delle Commissioni tessili.

La procedura

Il metodo proposto prevede un pre-screening dei campioni per la valutazione della necessità di un pre-trattamento (ossidativo e/o acido) per la purificazione del materiale sintetico da quello organico proteico o salino. Successivamente, il campione viene adeguatamente filtrato per passare all’analisi spettroscopica con Micro-FTIR delle microplastiche fibrose raccolte su filtro. I risultati vengono elaborati attraverso un’analisi di immagine che ne permette la corretta identificazione sia dal punto di vista chimico (determinazione del tipo di polimero) sia fisico come il conteggio e le dimensioni (diametro e lunghezza). L’acquisizione dei parametri fisici è molto significativa per valutare l’impatto ecotossicologico delle stesse nel biota e poi nella catena alimentare.

La valutazione dell’impatto ecotossicologico delle microplastiche è stata inserita come appendice all’interno del metodo ed è stata messa a punto dal Dr A. Binelli e dal Dr. S. Magni del dipartimento di Bioscienze dell’Università Statale di Milano.

Mappatura (conteggio e identificazione chimica) di microplastiche fibrose raccolte su filtro in silicio.

Come si stanno muovendo ISO e CEN

Attualmente, come richiesto dalle commissioni ISO e CEN, si sta organizzando la validazione del metodo con il Round Robin Test (RRT) coinvolgendo laboratori pubblici e privati, nazionali e internazionali, che dispongono della strumentazione analitica µ-FTIR o µ-Raman.

Si prevede che possa essere completata la standardizzazione del metodo entro il 2°/3° trimestre del 2022 in linea con le direttive della Commissione Europea (Stato dell’Unione 2021, Lettera di Intenti), che ha confermato la sua intenzione di presentare una proposta legislativa volta a ridurre il rilascio di microplastiche nell’ambiente e a limitare l’aggiunta di microplastiche nei prodotti.

Pubblicazioni collegate

Mossotti, R.; Dalla Fontana, G.; Anceschi, A.; Gasparin, E.; Battistini, T. Preparation and Analysis of Standards Containing Microfilaments/Microplastic with Fibre Shape. Chemosphere 2021, 270, 129410.

Dalla Fontana, G., Mossotti, R., Montarsolo, A., 2020. Assessment of microplastics release from polyester fabrics: the impact of different washing conditions. Environ. Pollut. 264, 113960. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.113960.

Dalla Fontana, G.; Mossotti, R.; Montarsolo, A. Influence of Sewing on Microplastic Release from Textiles During Washing. Water, Air, Soil Pollut. 2021, 232 (2), 50.