Microplastics’ Occurrence and Ecotoxicity of Plastic Leachates in Key Marine Species

La presente ricerca di dottorato è volta ad indagare il problema sempre più critico della presenza di plastica nell'ambiente marino, prestando particolare attenzione al Mare Adriatico, ormai noto come zona preferenziale di accumulo di questo contaminante emergente. Valutando il pericolo legato sia alle micro- (MPs) che alle macroplastiche nell’ecosistema marino, è fondamentale non solo indagare le minacce legate alla plastica stessa, ma anche esplorare il potenziale impatto ecotossicologico dei composti associati alla plastica lisciviati in fase acquosa. Infatti, una volta in mare, la plastica è soggetta a diverse variabili ambientali, che influenzano il suo trasporto e la distribuzione e ne modificano le caratteristiche chimico-fisiche originali, dando inizio al processo naturale di “invecchiamento” del materiale. Nel presente studio, l'impatto associato alla presenza di materie plastiche nell'ambiente marino è stato esplorato valutando: (1) i livelli e le tipologie di microplastiche (MPs) in specie marine chiave; (2) il possibile ruolo di questo materiale come vettore di contaminanti intrinseci o ambientali; (3) gli effetti ecotossicologici sul biota marino causati dall'esposizione al 'cocktail' di contaminanti associati alla plastica (commerciale, spiaggiata, riciclata e naturalmente alterata). I risultati ottenuti sono stati elaborati attraverso un modello di Quantitative Weight of Evidence (WOE) utilizzato per ottenere un valore sintetico e integrato di Hazard Quotient (HQ) relativo ad una matrice complessa, come risulta essere la plastica. Nell'ambito di questo progetto di dottorato sono stati sviluppati diversi studi, illustrati nei cinque capitoli seguenti. Il capitolo 3 presenta un'indagine sulla presenza e le caratteristiche delle microplastiche rilevate in tre invertebrati marini di interesse ecologico e commerciale, raccolti lungo la Riviera del Conero. Possibili differenze stagionali o geografiche tra i siti di campionamento e variazioni della biodisponibilità delle MPs tra le specie sono stati indagate. Nei capitoli 4, 5, 6 e 7, è stato esplorato il ruolo della plastica in mare come vettore di composti sia intrinseci che ambientali, ed il possibile "effetto cavallo di Troia" che ne deriva. In particolare, materie plastiche di diversa natura polimerica e di diverso grado di alterazione sono state utilizzate per ottenere elutriati di plastica, testandone gli effetti negativi attraverso l'uso di una batteria integrata di saggi ecotossicologici. Come osservazioni principali, la Riviera del Conero si è rivelata ampiamente soggetta all'inquinamento di MPs. Infatti, le percentuali di organismi positivi all'ingestione di MPs (80%), si sono rivelate alte e la la tipologia più comune di microplastica trovata è stata la fibra. Per quanto riguarda gli studi di laboratorio, è stato dimostrato che la plastica è in grado di rilasciare diverse sostanze chimiche in 72 ore di lisciviazione in acqua di mare. Diversi sono stati i fattori che hanno modulato la lisciviazione delle sostanze chimiche associate alla plastica, come la tipologia del polimero e la sua natura termoplastica o elastomerica, la rispettiva quantità di additivi ad esso associati, nonché il suo grado di alterazione. In generale: (i) la plastica spiaggiata è risultata essere vettore di composti ambientali (idrocarburi alifatici, aromatici e metalli); (ii) gli elutriati di plastica commerciale hanno esibito una forte ecotossicità rispetto alle plastiche ambientali (esposte agli agenti atmosferici o spiaggiate); (iii) i materiali in gomma (elastomeri) hanno causato effetti nocivi maggiori rispetto a quelli termoplastici; (iv) la riduzione del pH non ha influito sul processo di lisciviazione plastica e la tossicità dei relativi elutriati ottenuti; infine, (v) la tossicità indotta elutriati di plastica è stata rivelata non solo a livello dell'organismo, ma anche ad livello cellulare.