Dottorato in INGEGNERIA ELETTRICA, DEI MATERIALI E DELLE
NANOTECNOLOGIE

Titolo della tesi: Caratterizzazione e monitoraggio di macro- e microplastiche in ambienti acquatici marini e fluviali

La presente ricerca indaga la presenza, la distribuzione spaziale e la diversità tipologica delle macro- e microplastiche in diversi ambienti acquatici, inclusi sistemi marini, costieri e acque interne. L’obiettivo principale è stato la caratterizzazione e il monitoraggio dei rifiuti plastici al fine di (1) validare approcci rapidi e a basso costo per il monitoraggio ambientale; (2) valutare lo stato di degradazione dei materiali plastici in condizioni naturali; (3) tracciare l’origine e la dispersione dei rifiuti plastici nell’ambiente. La ricerca integra un’ampia campionatura sul campo con analisi di laboratorio per sviluppare protocolli standardizzati e innovativi per la caratterizzazione e il monitoraggio dei contaminanti plastici. Particolare attenzione è stata posta sull’uso combinato di tecniche analitiche complementari - imaging iperspettrale, spettroscopia FTIR, micro-FTIR e micro NIR, analisi isotopica e stereomicroscopia - al fine di migliorare precisione e riproducibilità nell’identificazione dei polimeri e nella valutazione del loro stato di degradazione. Le metodologie sviluppate sono state applicate a diversi casi studio rappresentativi. Il primo riguarda l’incidente della nave Toconao nell’Oceano Atlantico, al largo della costa iberica, che ha comportato il rilascio di numerosi pellet plastici, analizzati per valutarne la variabilità composizionale e le dinamiche di degradazione. Altro caso studio ha riguardato la caratterizzazione delle microplastiche raccolte in vari siti costieri e marini dell’Isola di Vulcano (Sicilia, Italia), evidenziando eterogeneità spaziale e pattern di degrado specifici. In un altro caso, è stato testato un protocollo di monitoraggio fluviale lungo il Fiume Po (Italia) attraverso un’indagine di 12 mesi, fornendo un quadro scalabile e replicabile per quantificare i flussi di microplastiche nei sistemi fluviali. Infine, è stato testato il microNIR per identificare la composizione polimerica delle macroplastiche nella Laguna de La Algaida (Riserva Naturale della Baia di Cadice, Spagna), parallelamente alla valutazione della distribuzione spaziale e dello stato di degrado al fine di comprendere come vegetazione e dinamiche tidali influenzino accumulo e trasporto. Complessivamente, questa ricerca contribuisce a promuovere la standardizzazione metodologica e a migliorare la comprensione scientifica del comportamento, del trasporto e della degradazione delle plastiche negli ambienti acquatici interconnessi.