Le microplastiche dalle forme allungate viaggiano più lontano nell’ambiente – Physics World

Ricercatori negli Stati Uniti hanno dimostrato che la forma delle fibre microplastiche consente loro di viaggiare più lontano nell’aria rispetto alle perle sferiche. In un nuovo studio, il team della Cornell University e della Utah State University ha modellato il flusso d’aria turbolento attorno alle particelle microplastiche e ha scoperto che la gamma di questi inquinanti nell’atmosfera è altamente sensibile alla loro forma. Lavorando a ritroso da modelli atmosferici e osservazioni sul campo, i loro risultati suggeriscono che l’oceano è una fonte di microplastiche più ampia di quanto dimostrato dai modelli precedenti.

Particelle microplastiche rilasciate dai processi industriali e dalla degradazione di oggetti come le bottiglie sono state trovate in quasi ogni parte dell’oceano, comprese le profondità marine. Recentemente, microplastiche sono state trovate anche sulla terra in ambienti apparentemente incontaminati, tra cui le montagne dei Pirenei francesi. Tuttavia, rispetto all’oceano, il trasporto delle microplastiche nell’aria non è stato studiato approfonditamente. Anche se gli impatti non sono del tutto noti, si teme che l’accumulo di microplastiche possa disturbare i processi del suolo e delle piante e fungere da vettore di sostanze chimiche dannose.

Questo progetto è stato guidato da Shuolin Xiao, un postdoc in Il gruppo di Qi Li alla Cornell University. Xiao e i suoi colleghi volevano sapere in che modo la forma e le dimensioni delle particelle microplastiche influenzano il loro trasporto atmosferico in tutto il mondo. Xiao ha scelto questo problema perché le microplastiche sono fibre lunghe, ma gli approcci attuali le modellano come sfere. “Il monitoraggio di questi fenomeni su larga scala impone sfide sia teoriche che modellistiche”, afferma Xiao.

La turbolenza migliora il trasporto

Oltre alla decomposizione dei prodotti di consumo, le microplastiche possono entrare nell’atmosfera attraverso le strade e i processi industriali. È stato anche suggerito che il vento, le onde e gli spruzzi del mare sulla superficie dell’oceano possano trasferire microplastiche nell’atmosfera.

La velocità con cui una particella cade dall'aria dipende dall'equilibrio delle forze aerodinamiche e gravitazionali. Il flusso dei fluidi attorno a oggetti sottili come le fibre microplastiche è stato ampiamente studiato, ma la turbolenza dell’atmosfera rappresenta un’ulteriore sfida. Il flusso turbolento esercita coppie sulla fibra, quindi il suo orientamento, e quindi la sua velocità di sedimentazione, cambia costantemente. L'interazione tra le forze turbolente e l'inerzia della fibra plastica determina quanto ruota. Implementando la coppia nel modello di flusso del fluido, i ricercatori hanno sviluppato una previsione per quanto tempo una determinata fibra microplastica sarebbe rimasta nell’aria.

Il modello ha scoperto che le fibre microplastiche rimanevano nell’aria più a lungo delle particelle sferiche dello stesso volume. Inoltre, le fibre piatte cadevano a terra fino a quattro volte e mezzo più lentamente delle fibre rotonde. Quando una fibra è molto sottile, è difficile determinare con precisione la forma della sezione trasversale, e i ricercatori evidenziano che ciò potrebbe introdurre errori significativi nei modelli di trasporto atmosferico.

Le microplastiche si stanno diffondendo ovunque

I ricercatori hanno combinato i loro risultati con modellizzazione e misurazioni su larga scala per capire come le microplastiche possano essere trasportate in aree remote. I dati sul campo sono stati presi in aree protette negli Stati Uniti. In ogni luogo sono state misurate le dimensioni, la forma e il tasso di deposizione delle microplastiche. Le fonti di microplastiche sono state identificate utilizzando dati su vento, spruzzi del mare, umidità del suolo e uso del suolo. Queste informazioni e l'assestamento dipendente dalla forma sono stati aggiunti a un modello esistente di circolazione dell'aria atmosferica. Ciò si adattava ai dati osservativi, determinando una previsione di quali fonti contribuiscono maggiormente al trasporto su larga scala di microplastiche disperse nell’aria.

La ricerca suggerisce che la maggior parte delle microfibre presenti nei campioni raccolti provenivano dall’oceano. Sebbene vi siano incertezze nel modello, ciò contrasta con a precedente studio che presupponeva particelle sferiche e identificava le strade come il maggiore contributore.

Questo lavoro mostra che, anche con modelli climatici sofisticati, le teorie del trasporto atmosferico delle microplastiche richiedono una trattazione accurata dei processi su microscala. Li spera che il ruolo dell'atmosfera nel ciclo di vita della plastica venga ulteriormente studiato. “Pensiamo che l’oceano sia il bacino finale. Ma forse sono nell’aria, sono ovunque”.

La ricerca è descritta in Nature Geoscience.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/