La plastica, ormai onnipresente nel mondo moderno, è diventata una minaccia crescente per la salute umana e ambientale. In tutto il pianeta, le prove dell'inquinamento da plastica si estendono dai sacchetti della spesa nelle profondità marine alle microplastiche nelle nostre scorte alimentari e persino nel nostro sangue. Le scarpe costituiscono una grande percentuale di rifiuti di plastica che finiscono negli oceani e nelle discariche del mondo. [A Sea Change for Plastic Pollution: New Material Biodegrades in Ocean Water - ucsd.edu]
Alla ricerca di soluzioni per contrastare l'aumento dei rifiuti di plastica, gli scienziati dell'Università della California di San Diego hanno sviluppato nuovi materiali biodegradabili progettati per sostituire la plastica usata convenzionalmente. Dopo aver dimostrato che le loro schiume poliuretaniche si biodegradano nei compost a terra, un team interdisciplinare di scienziati, tra cui il biologo della UC San Diego Stephen Mayfield e i chimici Michael Burkart e Robert "Skip" Pomeroy, hanno ora dimostrato che il materiale si biodegrada nell'acqua di mare. I risultati sono pubblicati sulla rivista Science of the Total Environment.
I ricercatori stanno lavorando per affrontare un problema di inquinamento da plastica ora descritto come una crisi ambientale globale. Nel 2010, i ricercatori hanno stimato che 8 miliardi di chilogrammi di plastica entrano nell'oceano in un solo anno, con una forte escalation prevista entro il 2025. Entrando nell'oceano, i rifiuti di plastica sconvolgono gli ecosistemi marini, migrano verso località centrali e formano vortici di rifiuti come il Grande Pacific Garbage Patch, che copre un'area di oltre 1,6 milioni di chilometri quadrati. Queste plastiche non si degradano mai, ma si rompono in particelle sempre più piccole, diventando infine microplastiche che persistono nell'ambiente per secoli.
Lavorando con la coautrice dello studio Samantha Clements, biologa marina e subacqueo scientifico presso la Scripps Institution of Oceanography, i ricercatori della UC San Diego hanno condotto una serie di test sui loro materiali poliuretanici biodegradabili, attualmente utilizzati come schiume nelle prime scarpe biodegradabili disponibili in commercio (vendute da un società spin-off chiamata Blueview ) — presso l'Ellen Browning Scripps Memorial Pier e l'Experimental Aquarium di Scripps. La posizione del molo ha fornito agli scienziati l'accesso e un'opportunità unica per testare i materiali nell'ecosistema naturale vicino alla costa, che è l'ambiente esatto in cui è più probabile che finisca la plastica canaglia.
Il team ha scoperto che un assortimento di organismi marini colonizza la schiuma di poliuretano e biodegrada il materiale riportandolo alle sostanze chimiche di partenza, che vengono consumate come nutrienti da questi microrganismi, nell'ambiente oceanico. I dati dello studio suggeriscono che i microrganismi, un mix di batteri e funghi, vivono in tutto l'ambiente marino naturale.
"Lo smaltimento improprio della plastica negli oceani si scompone in microplastiche ed è diventato un enorme problema ambientale", ha affermato Mayfield, professore alla School of Biological Sciences e direttore del California Center for Algae Biotechnology. “Abbiamo dimostrato che è assolutamente possibile realizzare prodotti in plastica ad alte prestazioni che possono anche degradarsi negli oceani. La plastica non dovrebbe finire nell'oceano in primo luogo, ma se lo fanno, questo materiale diventa cibo per i microrganismi e non rifiuti di plastica e microplastiche che danneggiano la vita acquatica".
Le scarpe, comprese le infradito, le scarpe più popolari al mondo, costituiscono una grande percentuale di rifiuti di plastica che finiscono negli oceani e nelle discariche del mondo. Per testare e analizzare completamente i loro materiali poliuretanici, sviluppati presso la UC San Diego negli ultimi otto anni, lo studio ha unito esperti di biologia, polimeri, chimica sintetica e scienze marine. I campioni di schiuma sono stati esposti alla dinamica delle maree e delle onde e monitorati per i cambiamenti molecolari e fisici utilizzando la spettroscopia a infrarossi in trasformata di Fourier e la microscopia elettronica a scansione. I risultati hanno mostrato che il materiale ha iniziato a degradarsi in appena quattro settimane. I ricercatori hanno quindi identificato i microrganismi provenienti da sei siti marini intorno a San Diego che sono in grado di scomporre e consumare il materiale poliuretanico.
"Nessuna disciplina singola può affrontare questi problemi ambientali universali, ma abbiamo sviluppato una soluzione integrata che funziona sulla terraferma e ora sappiamo anche che i biodegradano nell'oceano", ha affermato Mayfield. “Sono stato sorpreso di vedere quanti organismi colonizzano su queste schiume nell'oceano. Diventa qualcosa di simile a una barriera corallina microbica".
L'elenco completo dei coautori dell'articolo è: Natasha Gunawan, Marissa Tessman, Daniel Zhen, Lindsey Johnson, Payton Evans, Samantha Clements, Robert Pomeroy, Michael Burkart, Ryan Simkovsky e Stephen Mayfield. Una sovvenzione del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DE-SC0019986) ad Algenesis Inc. ha sostenuto la ricerca.
Nota sulla concorrenza: Burkart, Mayfield e Pomeroy sono i fondatori e detengono partecipazioni in Algenesis Inc. , una società che potrebbe trarre vantaggio da questa ricerca. Inoltre, Gunawan, Tessman, Zhen, Johnson e Simkovsky sono dipendenti e azionisti di Algenesis.
