Nell’ambito del Workshop tenutosi a Taranto in occasione della Giornata Europea del Mare 2025, Lucio Litti – Professore Associato dell’Università di Padova - Dipartimento di Scienze Chimiche, ha presentato un quadro aggiornato sulle ricerche e sui sistemi innovativi di misurazione di micro e nanoplastiche.
Il prof. Litti ha evidenziato la complessità nello studio ed analisi quantitativa delle micro- e nanoplastiche, a causa delle loro ridotte dimensioni, della varietà di matrici ambientali in cui si trovano e della mancanza di metodi standardizzati.
Si richiede infatti di sapere quante microplastiche ci sono, quanto sono grosse, di cosa sono fatte e che forma hanno perché ognuno di questi parametri ha la sua importanza. L’analisi di un target particellare presenta infatti una difficoltà aggiunta rispetto a un target molecolare.
Una molecola ha la sua struttura che è sempre uguale, mentre il materiale plastico, come ad esempio il polistirene, ha una serie di caratteristiche tutte diverse tra loro, che rendono impossibile standardizzare il campionamento e la gestione.
Quale tecnica di analisi occorre utilizzare se vogliamo caratterizzare il materiale, conoscerne la morfologia, ricorrere a una analisi non distruttiva e adatta a campioni tipicamente umidi?
Sono necessarie tecniche ibride di microspettroscopia: la microscopia per distinguere la morfologia dei materiali e la spettroscopia per distinguere il tipo di materiale.
Le principali tecniche analitiche oggi maggiormente impiegate sono la spettroscopia Raman e quella infrarossa (FTIR).
La spettroscopia IR sfrutta l'interazione tra la radiazione infrarossa e le molecole per ottenere informazioni sulle vibrazioni molecolari. Quando una molecola assorbe radiazione IR, la sua energia vibrazionale aumenta, e ciò porta a vibrazioni specifiche correlate ai legami chimici presenti.
Ogni molecola ha un "impronta digitale" unica in uno spettro infrarosso.
La spettroscopia Raman si basa sul fenomeno di scattering della luce quando un fascio di luce laser colpisce un materiale. La maggior parte della luce viene diffusa senza cambiamenti di energia, ma una piccola frazione subisce un cambiamento energetico (chiamato effetto Raman). Ciò fornisce informazioni sui legami chimici e sulla struttura molecolare.
La scelta tra l'uso della spettroscopia IR o Raman dipende dalle caratteristiche specifiche del campione e dalle informazioni desiderate.
Il prof. Litti spiega come le due tecniche sono complementari: la Raman offre una risoluzione spaziale maggiore, mentre la FTIR consente analisi più rapide su campioni più ampi, seppur con risoluzione inferiore. Sotto i 10/20 micron FTIR non legge. L’utilizzo di entrambe le tecniche permette di analizzare particelle di materiale composito e leggere anche i pigmenti.
Per la rilevazione e l’identificazione delle microplastiche si usano strumenti di mapping e imaging.
L'imaging consente di rilevare le microplastiche basandosi su differenze ottiche, migliorando la sensibilità e l'accuratezza della rilevazione
Il mapping delle microplastiche consente di tracciare la distribuzione e la concentrazione di queste particelle nei diversi ecosistemi.
Il prof. Litti sottolinea inoltre le difficoltà legate alla bassa percentuale di area realmente coperta da particelle su un filtro, e alla necessità di strumenti sofisticati e software di riconoscimento particellare.
Presenta quindi le innovazioni tecnologiche recenti, come la Raman stimolata (SRS) e il Laser Direct Infrared (LDIR), che promettono di ridurre drasticamente i tempi di acquisizione, e metodi di marcatura con nanotecnologie, per facilitare l’identificazione delle nanoplastiche.
A conclusione del suo intervento, il prof. Litti pone l’accento sull’importanza dello sviluppo di nuove tecniche di analisi dati e sull’urgenza di definire protocolli affidabili per il monitoraggio ambientale delle nanoplastiche, che ad oggi rimane una sfida aperta.
