In Copertina: Foto Wikipedia

Negli ultimi decenni la produzione globale di plastica ha registrato un incremento esponenziale, passando da circa 2 milioni di tonnellate nel 1950 a quasi 400 milioni di tonnellate nel 2021. Tale crescita ha determinato l’accumulo di notevoli quantità di rifiuti plastici che, attraverso differenti percorsi, raggiungono l’ambiente, favorendo la diffusione di inquinanti persistenti.

Tra questi, le microplastiche sintetiche (MPs) costituiscono una delle categorie più studiate. Si tratta di particelle di plastica con dimensioni inferiori a 5 millimetri, di origine primaria — prodotte già in formato micro (ad esempio nei cosmetici o nei granuli industriali) — oppure secondaria, generate dalla frammentazione di oggetti plastici più grandi sottoposti a degradazione fisica, chimica e biologica. Queste particelle sono ormai ubiquitarie: sono state rinvenute nei ghiacci polari, nei sedimenti oceanici profondi e nell’aria che respiriamo. Gli organismi marini possono ingerirle accidentalmente, con potenziali conseguenze sulla salute che si propagano lungo la catena alimentare fino all’uomo.

Un’ulteriore categoria emergente di contaminanti è rappresentata dalle microparticelle di origine antropica sotto forma di microfibre, particelle filamentose rilasciate principalmente durante il lavaggio dei tessuti. Le microfibre possono essere costituite sia da materiali naturali (cotone, lana, seta) sia sintetici (poliestere, nylon, acrilico e in questo caso sono considerate come MPs), largamente impiegati nei settori dell’abbigliamento, dell’arredamento e dell’industria. Nel 2023 la produzione globale di fibre tessili ha raggiunto 124 milioni di tonnellate, di cui le fibre sintetiche rappresentano circa il 14% della plastica prodotta a livello mondiale.

Le fibre tessili naturali e rigenerate, come viscosa e rayon (nel seguito indicate come MFTEX), costituiscono una frazione significativa — pari al 60–80% — delle microfibre rilevate nei mari e nei sedimenti. Sebbene la cellulosa che le compone sia teoricamente biodegradabile, i trattamenti chimici applicati durante la produzione ne riducono la degradabilità, aumentando la persistenza ambientale e il potenziale impatto ecotossicologico.

I fiumi svolgono un ruolo cruciale nella distribuzione di MPs e MFTEX, agendo come veri e propri vettori che trasportano tali contaminanti dalle aree continentali fino al mare. Si stima che tra il 15% e il 20% dell’inquinamento marino da microplastiche derivi dai corsi d’acqua dolce. Tuttavia, la quantificazione precisa dei flussi di MPs e MFTEX dai bacini fluviali agli ambienti marini costituisce ancora una notevole sfida scientifica. Le stime disponibili mostrano un’elevata variabilità, con valori che oscillano da poche tonnellate all’anno (come nel caso del Rodano e del Nilo) fino a oltre 140 tonnellate annuali per fiumi come il Po.

Particolarmente preoccupante è la situazione del Mar Mediterraneo che, pur rappresentando solo l’1% del volume complessivo degli oceani, ospita circa il 7% delle MPs marine globali. Questo bacino semi-chiuso è tra i più contaminati al mondo, con concentrazioni di MPs comparabili a quelle osservate nei grandi vortici oceanici (gyres).

In tale contesto, abbiamo realizzato uno studio che ha riguardato il monitoraggio stagionale delle microplastiche e delle microfibre nel fiume Arno, uno dei principali corsi d’acqua dell’Italia centrale. L’obiettivo è stato la raccolta di dati dettagliati relativi a concentrazione, flusso, morfologia, dimensioni e composizione chimica delle particelle, includendo un ampio intervallo dimensionale spesso trascurato negli studi precedenti. Inoltre, sono state analizzate le composizioni di MPs e MFTEX — ancora poco indagate nei sistemi fluviali — mediante spettroscopia μFT-IR, una delle tecniche analitiche più affidabili per l’identificazione dei polimeri.

Nel 2022 abbiamo dunque avviato uno studio specifico sul fiume Arno volto ad analizzare la presenza di microparticelle di origine antropica, con particolare attenzione alle microplastiche e alle microfibre tessili. Il monitoraggio ha previsto due campagne di campionamento in stagioni diverse: ad aprile, in condizioni di alta portata, e a luglio, in condizioni di bassa portata. I campioni sono stati prelevati in sette stazioni distribuite lungo tutto il corso del fiume, dalla sorgente alla foce, per valutare la variazione della concentrazione e della tipologia di particelle in funzione della geografia e delle attività antropiche. Le particelle raccolte, comprese tra 5 e 5000 μm, sono state suddivise in due classi principali: superiori e inferiori a 60 μm.

I risultati indicano un’elevata presenza di microparticelle lungo l’intero corso dell’Arno, con predominanza della frazione <60 μm e picchi nella zona urbana di Firenze. Le concentrazioni diminuiscono verso valle (Pisa) e variano tra le stagioni. In generale, sia MPs che MFTEX mostrano distribuzioni concentrate nelle aree maggiormente antropizzate. Le microplastiche risultano composte prevalentemente da PET, soprattutto nel sito urbano del Ponte Vecchio a Firenze. Le fibre tessili naturali rappresentano oltre il 70% delle particelle >60 μm, evidenziando il contributo del lavaggio dei materiali tessili all’inquinamento fluviale.

Considerando i flussi (numero di particelle/tempo attraverso una sezione fluviale), si osservano valori più elevati ad aprile — in corrispondenza della stagione più piovosa — e inferiori a luglio, durante il periodo più secco. I flussi più alti per tutte le categorie di particelle sono stati rilevati in prossimità del centro urbano di Firenze (Ponte Vecchio), a testimonianza dell’influenza delle attività cittadine sull’inquinamento da microplastiche. Il trasporto di tali particelle è evidente lungo tutto il corso dell’Arno anche oltre Firenze; è possibile, tuttavia, che parte della frazione più grossolana subisca fenomeni di sedimentazione lungo l’alveo. Nonostante ciò, la quantità di particelle fini (<60 μm) che raggiunge Pisa rimane elevata. La frazione che transita sotto Ponte Vecchio è di 2,3×10¹⁴ e 2,2×10¹³ particelle al giorno, rispettivamente ad aprile e a luglio, mentre quella che arriva a Pisa è di 2,7×10¹³ e 1,0×10¹² particelle nelle stesse stagioni. Ciò significa che a Pisa — e quindi nel Mediterraneo — giunge circa un decimo delle particelle misurate a Firenze. La riduzione delle microplastiche con dimensioni <60 μm non è tuttavia completamente spiegata. Tale fenomeno potrebbe dipendere da un minore apporto urbano locale, ma è verosimile che intervengano anche dinamiche più complesse di trasporto e deposizione. Tra i possibili fattori, un ruolo rilevante può essere attribuito all’intrusione salina, ovvero alla risalita dell’acqua marina lungo il corso fluviale. Nel caso dell’Arno, tale fenomeno è stato documentato dalle misure di conducibilità dell’acqua che evidenziano valori superiori alla norma fino a oltre 20 km dalla foce nei mesi più aridi. L’acqua marina, a minore concentrazione di microplastiche rispetto a quella fluviale, può contribuire a diluire il carico di particelle, oltre a modificare le condizioni fisico-chimiche dell’acqua, favorendo la sedimentazione delle microplastiche sul fondo.

È interessante notare che, per il flusso di microparticelle <60 μm, la stazione immediatamente a valle della confluenza con il Bisenzio mostra un numero di particelle giornaliero leggermente inferiore rispetto a Firenze. Considerando esclusivamente le microfibre tessili (MFTEX), che riflettono meglio l’impatto ambientale del distretto tessile di Prato, si rileva che ad aprile, dopo l’incontro con il Bisenzio, la quantità di microfibre risulta simile a quella osservata a Firenze. Nello stesso mese, a Pisa, il numero di microfibre che raggiunge il mare è circa quattro volte superiore a quello di Firenze. A luglio la situazione varia di poco: dopo la confluenza con il Bisenzio, le microfibre aumentano leggermente rispetto a Firenze e il flusso rimane pressoché costante fino a Pisa.

Questi dati suggeriscono che il polo tessile di Prato eserciti una pressione ambientale sull’Arno relativamente limitata. È tuttavia importante evidenziare che tale conclusione si basa su due sole campagne di rilevamento, prive di misurazioni dirette del flusso di microparticelle lungo il Bisenzio; il contributo di questo fiume è quindi stimato solo indirettamente. Sarà pertanto necessario verificare l’ipotesi attraverso una campagna dedicata che includa campionamenti diretti nel corso del Bisenzio, al fine di quantificare con maggiore precisione l’apporto del distretto pratese al carico di microfibre nell’Arno.

Lo studio ha inoltre approfondito la natura delle microplastiche e microfibre trasportate dal fiume. Le fibre rinvenute risultano composte prevalentemente da cellulosa naturale o rigenerata (ad esempio rayon) e da polimeri sintetici come il PET. Presso la stazione di Firenze Ponte Vecchio, le microfibre tessili rappresentano circa l’85% delle particelle >60 μm, con concentrazioni fino a 8 particelle per litro. Tale valore è paragonabile a quello osservato in contesti altamente industrializzati, come la “China Textile City” di Shaoxing. Non è semplice identificare una o più fonti principali di microfibre a Firenze, tenendo conto della tipologia di attività produttive locali; è plausibile, tuttavia, che il settore turistico rappresenti una fonte rilevante. Firenze, culla del Rinascimento e sito dichiarato Patrimonio Mondiale dell’Umanità dall’UNESCO nel 1982, ha registrato quasi 16 milioni di presenze nel 2019. L’uso intensivo di biancheria nei servizi ricettivi (asciugamani, lenzuola, tovaglie) e la frequenza dei lavaggi potrebbero contribuire al rilascio di microfibre nell’Arno. Si tratta tuttavia di un’ipotesi di lavoro che richiede ulteriori approfondimenti.

Le fibre tessili — incluse quelle di origine naturale — vengono spesso trascurate nelle valutazioni ambientali poiché considerate biodegradabili. Tuttavia, studi recenti evidenziano la loro persistenza nell’ambiente, la capacità di trasporto su lunghe distanze e il potenziale effetto biologico negativo. È stato effettuato un confronto, pur limitato dall’assenza di protocolli condivisi tra i ricercatori, tra il numero e la massa di microplastiche trasportate dall’Arno e da altri fiumi. Restringendo l’analisi a studi che considerano un intervallo dimensionale analogo (5–5000 μm), l’Arno mostra livelli di contaminazione da microplastiche comparabili a quelli di importanti sistemi fluviali mondiali, quali Senna e Yangtze con picchi fino a 7,6 particelle/L nelle zone urbane. Inquadrando questi risultati in un contesto più ampio, si può stimare che l’Arno riversi ogni anno nel Mar Mediterraneo circa 2,2 trilioni di particelle, equivalenti a circa 7,6 tonnellate di plastica, un apporto paragonabile o superiore a quello di fiumi più estesi come il Nilo e il Rodano.

In sintesi, lo studio indica che il fiume Arno svolge un ruolo significativo nel trasporto di microplastiche verso il Mediterraneo, specialmente durante la stagione piovosa. In tali periodi le precipitazioni favoriscono il dilavamento delle superfici urbane, aumentando il flusso di rifiuti plastici verso il mare. Al contrario, nei periodi di siccità la contaminazione si riduce probabilmente per effetto della sedimentazione delle particelle o del loro intrappolamento nella vegetazione acquatica, che nei mesi primaverili ed estivi prolifera grazie alle condizioni climatiche favorevoli.

Le nostre ricerche hanno inoltre considerato la distribuzione delle microplastiche e microfibre nei sedimenti dell’Arno (oggetto di un articolo attualmente in preparazione). Il lavoro mira a fornire una visione più completa delle dinamiche di trasporto delle microplastiche lungo il fiume, includendo anche i frammenti più densi dell’acqua, tendenzialmente destinati a depositarsi sul fondo. I risultati ottenuti mettono in evidenza l’urgenza di approfondire le conoscenze sulle microplastiche, considerando le diverse dimensioni, origini e modalità di comportamento all’interno degli ecosistemi fluviali. Comprendere tali aspetti è essenziale per sviluppare strategie efficaci di mitigazione e tutela degli ambienti di acqua dolce e marini del Mediterraneo.