Valutazione del rischio ambientale da contaminanti emergenti disciolti e adsorbiti su microplastiche

Contaminants of Emerging Concern (CECs) and microplastics are two groups of pollutants that raise considerable concerns regarding their ecotoxicological impacts and risks to human health. Despite the growing scientific interest in this topic, the characterization of environmental risk associated with the simultaneous presence of CECs and microplastics remains poorly explored. This thesiswork fits into this context by proposing a quantitative assessment of environmental risk under different contamination scenarios, considering the presence of CECs dissolved in water, the presence of microplastics, and the presence of CECs adsorbed onto microplastics. The risk quotient was calculated for three antibiotics: amoxicillin, ciprofloxacin, and sulfamethoxazole. To achieve this goal, a literature review was conducted concerning the adsorption isotherms of CECs on microplastics, the typical concentrations of these compounds in freshwater, and the Predicted No Effect Concentration (PNEC). Model uncertainties were evaluated through sensitivity analysis to identify the most relevant factors influencing the risk estimation. The results demonstrate that the assessment of risk derived from CECs cannot disregard the occurrence of microplastics, in order to develop strategies to predict, prevent, and minimize risks.

I contaminanti emergenti e le microplastiche sono due gruppi di inquinanti che destano notevole preoccupazione riguardo agli impatti ecotossicologici e al rischio per la salute umana. Nonostante il crescente interesse scientifico sul tema, la caratterizzazione del rischio ambientale associato alla presenza simultanea di contaminanti emergenti e microplastiche rimane poco approfondita. Il presente lavoro di tesi si inserisce in questo contesto, proponendo una valutazione quantitativa del rischio ambientale associato a differenti scenari di contaminazione, considerando la presenza di contaminanti emergenti disciolti in acqua, la presenza di microplastiche e la presenza di contaminanti emergenti adsorbiti su microplastiche. In particolare, il quoziente di rischio è stato calcolato relativamente a tre antibiotici: amoxicillina, ciprofloxacina e sulfametossazolo. Per raggiungere tale obiettivo, è stata condotta un’analisi della letteratura relativa alle isoterme di adsorbimento dei contaminanti emergenti sulle microplastiche, alle concentrazioni tipiche di tali composti nelle acque dolci superficiali e ai livelli di concentrazione privi di effetto. Le incertezze del modello sono state valutate mediante analisi di sensibilità, al fine di identificare i fattori più rilevanti che influenzano la stima del rischio. I risultati ottenuti dimostrano che la valutazione del rischio derivante dai contaminanti emergenti non può prescindere dall’analizzare l’occorrenza delle microplastiche, al fine di sviluppare strategie per prevedere, prevenire e minimizzare i rischi.