Integrated methodological approach to include microplastics emissions in LCA and its application on a textile case study

Microplastics are pollutants of emerging concern due to their environmental persistence, ecotoxicity, and heterogeneity. To incorporate their impacts into the Life Cycle Assessment (LCA) framework, this study developed an integrated assessment approach combining multiple characterization factor (CF) methodologies across different environmental compartments, geographic scales, ecosystem types, and polymer characteristics. The framework was applied to a case study of a 100% virgin polyester (PES) T-shirt. Distinct scenarios were modeled to evaluate the influence of waste mismanagement, production relocation, and associated microplastic emissions throughout the product life cycle. The results showed that the inclusion of microplastic-related impacts substantially altered the environmental profile of the product. At the endpoint level, microplastic impacts accounted for approximately 80–90% of the total damage to ecosystem quality, expressed in PDF·m²·year. While relocating textile production to a low-income country (LIC) generally increased impacts related to climate change, resource use, acidification, and eutrophication, it reduced impacts in categories such as toxicity, land use, and water scarcity, revealing trade-offs among conventional environmental indicators. In contrast, microplastic-related impact categories consistently identified the relocation scenario as the most environmentally burdensome, particularly for aquatic and marine ecosystems, with impacts increasing by more than one order of magnitude compared with the baseline scenario. Although the production stage remained the main contributor to most conventional impact categories, microplastic emissions introduced substantial additional burdens associated with the use, washing, and end-of-life phases. Despite uncertainties in emission inventories and CFs, the study demonstrates that microplastic impacts can dominate ecosystem quality damage and significantly influence the environmental interpretation of textile supply chains. These findings highlight the importance of integrating microplastic-specific impact categories into LCA to support more comprehensive environmental assessments and decision-making in the textile sector.

Le microplastiche sono contaminanti emergenti di crescente interesse a causa della loro persistenza ambientale, ecotossicità ed eterogeneità. Al fine di integrare i loro impatti nell’ambito della Valutazione del ciclo di vita (LCA), questo studio ha sviluppato un approccio di valutazione integrato che combina diverse metodologie di fattori di caratterizzazione (FC), considerando differenti comparti ambientali, scale geografiche, tipologie di ecosistemi e caratteristiche dei polimeri. Il framework è stato applicato a un caso di studio relativo a una T-shirt realizzata in poliestere 100% vergine (PES). Sono stati modellati diversi scenari per valutare l’influenza della gestione inadeguata dei rifiuti, della delocalizzazione della produzione e delle relative emissioni di microplastiche lungo l’intero ciclo di vita del prodotto. I risultati hanno mostrato che l’inclusione degli impatti associati alle microplastiche ha modificato in modo sostanziale il profilo ambientale del prodotto. A livello endpoint, gli impatti delle microplastiche hanno rappresentato circa l’80–90% del danno totale alla qualità degli ecosistemi, espresso in PDF·m²·anno. La delocalizzazione della produzione tessile in un Paese a basso reddito (LIC) ha generalmente aumentato gli impatti associati al cambiamento climatico, all’utilizzo delle risorse, all’acidificazione e all’eutrofizzazione, essa ha ridotto gli impatti in categorie quali la tossicità, l’uso del suolo e la scarsità idrica, evidenziando compromessi tra gli indicatori ambientali convenzionali. Al contrario, le categorie di impatto associate alle microplastiche hanno identificato in modo sistematico lo scenario di delocalizzazione come quello ambientalmente più gravoso, in particolare per gli ecosistemi acquatici e marini, con impatti superiori di oltre un ordine di grandezza rispetto allo scenario di riferimento. Sebbene la fase di produzione sia risultata il principale contributore alla maggior parte delle categorie di impatto convenzionali, le emissioni di microplastiche hanno introdotto carichi ambientali aggiuntivi significativi associati alle fasi di utilizzo, lavaggio e fine vita. Nonostante le incertezze legate agli inventari delle emissioni e ai fattori di caratterizzazione, lo studio dimostra che gli impatti delle microplastiche possono dominare il danno alla qualità degli ecosistemi e influenzare in modo significativo l’interpretazione ambientale delle filiere tessili. Questi risultati evidenziano l’importanza di integrare categorie di impatto specifiche per le microplastiche nelle valutazioni LCA, al fine di supportare analisi ambientali più complete e processi decisionali più consapevoli nel settore tessile.