Dottorato in BIOLOGIA AMBIENTALE ED EVOLUZIONISTICA

Titolo della tesi: Climate-resilient water safety plans for drinking water supply systems and marine waters, with a particular focus on emerging chemical parameters

L'inquinamento da microplastiche (MPs) ha suscitato crescente interesse negli ultimi anni per i potenziali effetti che questi contaminanti emergenti possono avere sull'ambiente e sulla salute umana. Le microplastiche, infatti, sono contaminanti ubiquitari, presenti in diverse matrici ambientali, con particolare diffusione nei corpi idrici dove affluiscono da molteplici fonti. Sebbene l’ambiente marino sia particolarmente soggetto a tale inquinamento, infatti tracce di MPs sono rilevate in aree remote del pianeta (e.g. gyre oceanici, calotte polari e al largo di isole disabitate), anche le acque interne rappresentano una via di diffusione significativa. Queste, difatti, fungono da punto di raccolta per MPs provenienti da diverse fonti (e.g. deterioramento di plastica di maggior dimensioni, rilascio di fibre sintetiche mediante scarichi civili e industriali o uso di materiali contenenti MPs come toner o cosmetici) e da cui possono diffondersi ulteriormente fino a raggiungere il consumatore a seguito dell’immissione nella rete idrica. Pertanto, per rispondere alla crescente attenzione dell’opinione pubblica relativa agli effetti sulla salute umana di tali contaminanti, la Commissione Europea si è posta l'obiettivo di regolamentare il controllo di MPs entro il 2024 definendo, alla luce di quanto previsto dalla Direttiva (UE) 2020/2184 , un metodo per la loro determinazione e caratterizzazione al fine di poter consentire il loro inserimento in un elenco di controllo (Watch List) e ridurne la potenziale esposizione mediante l'acqua. La stessa Direttiva, recepita in Italia con il D.Lgs 18/2023 , richiede lo sviluppo e applicazione di un approccio alla sicurezza delle acque basato sull'analisi del rischio sito-specifica, per garantire la qualità delle risorse idriche e, quindi, prevenire una contaminazione da parametri attualmente non previsti dalla normativa. Il controllo della qualità dell’acqua, infatti, consentirebbe di valutare la potenziale esposizione da parte del consumatore, i relativi potenziali rischi per la salute e prevenire e/o ridurre i rischi connessi alla loro assunzione. Il progetto si propone, dunque, di raggiungere due obiettivi distinti ma correlati tra loro: lo sviluppo e l'ottimizzazione di un metodo di analisi quali-quantitativa di microplastiche in diverse matrici acquose, con particolare riferimento all'acqua destinata al consumo umano ed acqua di mare. In primo luogo, è stato sviluppato e messo a punto un metodo di identificazione e quantificazione di microplastiche mediante Microspettroscopia Raman (µ-Raman) per l'analisi quali-quantitativa di queste ultime in campioni di acqua destinata al consumo umano prelevati in diverse fasi della filiera idropotabile. Al fine di ottimizzare un metodo analitico efficiente, anche sotto il profilo dei costi, e applicabile di routine, sono stati valutati sia i punti di forza che le criticità in tutte le varie fasi, dal campionamento all’analisi ed elaborazione dati. Il metodo di identificazione e conta così ottimizzato consente l’identificazione di microplastiche di diversa forma e dimensioni permettendo di effettuare screening a tre diversi livelli di caratterizzazione del campione. Inoltre, sono stati condotti studi di ripetibilità e riproducibilità del metodo, grazie all’utilizzo di materiale certificato, al fine di ottenere dati confrontabili e garantire lo sviluppo di protocolli di analisi standardizzati per tutte le matrici oggetto di future indagini di studio e/o monitoraggio. Infine, il metodo analitico sviluppato è stato applicato per l'analisi di campioni reali nell’ambito di un primo studio pilota. In particolare, sono stati analizzati campioni di acqua prelevati all’ingresso e all’uscita di un impianto di potabilizzazione, da fontane pubbliche, rubinetti domestici, casette dell’acqua e acque in bottiglia, con l'obiettivo di valutare statisticamente la presenza di microplastiche nell'acqua potabile e l'eventuale esposizione umana attraverso il consumo. In secondo luogo, la linea di ricerca si è focalizzata sullo sviluppo di un metodo di determinazione e caratterizzazione di microplastiche in campioni di acqua di mare prelevati in diverse aree marine del globo nell’ambito del progetto Sea Care. Data la complessità di tale matrice, è stato ottimizzato un protocollo di campionamento, pretrattamento ed analisi mediante µ-Raman standardizzato per garantire la comparabilità dei dati. Questo approccio ha permesso di osservare come vari fattori ambientali e antropici (e.g. effetto delle correnti, diversa pressione antropica, tassi di anidride carbonica ed ossidi di azoto e zolfo prodotti o traffico navale) possano influire su una diversa distribuzione di tali contaminanti, espressa in termini di numero di microplastiche identificate per volumi di acqua di mare prelevata.