Un approccio modellistico allo studio dell'interazione tra microplastiche e inquinanti in ambiente marino

The ubiquitous discovery of high concentrations of pollutants associated with plastic fragments in aquatic environments suggested that microplastics could act as vectors of contamination if ingested by marine organisms. To date, it is unclear to the scientific community whether such interaction can represent a real risk to ecosystems when compared to conventional routes of exposure to pollutants in the marine environment (i.e. water, sediment). In this study, through the analysis of the existing literature, the main contaminants and polymers of interest were identified and the dynamics that regulate their interaction in the marine environment and in biota, for which there is evidence of exposure to contaminants released from ingested plastic. On this basis, a model has been developed to describe the exchange of pollutants between microplastics and the water environment, which has proved effective in capturing the high affinity between microplastics and contaminants under conditions of both balance of distribution and in the presence of dynamic inputs. Subsequently, the model was extended to the marine biota sector considering as target species the Nordic cod Gadus morhua. The approach adopted has led to the conclusion, for specimens exposed to plastic contaminated by phenanthrene, that the risk to this organism could be underestimated if the dynamics of the process of transfer of contaminant between the plastic particles and the surrounding water are neglected.

Il ritrovamento ubiquitario di elevate concentrazioni di inquinanti associati ai frammenti plastici negli ambienti acquatici ha suggerito l’ipotesi che le microplastiche possano fungere da vettori di contaminazione in caso di ingestione da parte degli organismi marini. Ad oggi risulta poco chiaro alla comunità scientifica se tale interazione possa rappresentare un reale rischio per gli ecosistemi se confrontata alle convenzionali vie d’esposizione agli inquinanti in ambiente marino (i.e. acqua, sedimenti). In questo studio, tramite l’analisi della letteratura esistente, sono stati individuati i principali contaminanti e polimeri di interesse e le dinamiche che regolano la loro interazione in ambiente marino e nel biota, per il quale vi è evidenza di esposizione a contaminanti rilasciati dalla plastica ingerita. Su queste basi, è stato elaborato un modello per descrivere lo scambio di inquinanti tra microplastica e ambiente idrico, dimostratosi efficace nel catturare l’elevata affinità tra microplastiche e contaminanti in condizioni sia all’equilibrio di ripartizione che in presenza di input dinamici. Successivamente, il modello è stato esteso al comparto del biota marino considerando come specie target il merluzzo nordico Gadus morhua. L’approccio adottato ha portato a concludere, per esemplari esposti a plastica contaminata da fenantrene, come il rischio per tale organismo potrebbe essere sottostimato qualora si trascuri la dinamica del processo di trasferimento di contaminante tra le particelle di plastica e l’acqua circostante.