La plastica è pratica, economica e incredibilmente popolare. Ogni anno vengono prodotte più di 350 milioni di tonnellate in tutto il mondo. Queste plastiche contengono un'enorme varietà di sostanze chimiche che possono essere rilasciate durante il loro ciclo di vita, comprese sostanze che rappresentano un rischio significativo per le persone e l'ambiente. Tuttavia, solo una piccola parte delle sostanze chimiche contenute nella plastica è pubblicamente nota o è stata ampiamente studiata.
Un team di ricercatori guidato da Stefanie Hellweg, Professore ETH di Ecological Systems Design, ha per la prima volta compilato un database completo di monomeri plastici, additivi e coadiuvanti tecnologici da utilizzare nella produzione e lavorazione delle materie plastiche sul mercato mondiale e classificato sistematicamente loro sulla base dei modelli di utilizzo e del potenziale di pericolo. Lo studio, appena pubblicato sulla rivista scientifica Scienze e tecnologie ambientali, fornisce uno spaccato illuminante ma preoccupante sul mondo dei prodotti chimici aggiunti intenzionalmente alla plastica.
Un alto livello di diversità chimica
Il team ha identificato circa 10,500 sostanze chimiche nella plastica. Molti sono utilizzati negli imballaggi (2,489), nei tessili (2,429) e nelle applicazioni a contatto con gli alimenti (2,109); alcuni sono per giocattoli (522) e dispositivi medici, comprese le mascherine (247). Delle 10,500 sostanze identificate, i ricercatori hanno classificato 2,480 sostanze (24 percento) come sostanze potenzialmente preoccupanti.
“Ciò significa che quasi un quarto di tutte le sostanze chimiche utilizzate nella plastica sono altamente stabili, si accumulano negli organismi o sono tossiche. Queste sostanze sono spesso tossiche per la vita acquatica, causano il cancro o danneggiano organi specifici", spiega Helene Wiesinger, studentessa di dottorato presso la Cattedra di Ecological Systems Design e autrice principale dello studio. Circa la metà sono prodotti chimici con volumi di produzione elevati nell'UE o negli Stati Uniti.
"È particolarmente sorprendente che molte delle sostanze discutibili siano a malapena regolamentate o siano descritte in modo ambiguo", continua Wiesinger.
In effetti, il 53 percento di tutte le sostanze potenzialmente preoccupanti non è regolamentato negli Stati Uniti, nell'UE o in Giappone. Più sorprendentemente, 901 sostanze pericolose sono approvate per l'uso nelle plastiche a contatto con gli alimenti in queste regioni. Infine, mancano studi scientifici per circa il 10 per cento delle sostanze identificate di potenziale preoccupazione.
Monomeri plastici, additivi e coadiuvanti tecnologici
Le materie plastiche sono costituite da polimeri organici costituiti da unità monomeriche ripetute. Un'ampia varietà di additivi, come antiossidanti, plastificanti e ritardanti di fiamma, conferiscono alla matrice polimerica le proprietà desiderate. Catalizzatori, solventi e altri prodotti chimici vengono utilizzati anche come coadiuvanti tecnologici nella produzione.
"Finora, la ricerca, l'industria e le autorità di regolamentazione si sono concentrate principalmente su un numero limitato di sostanze chimiche pericolose note per essere presenti nella plastica", afferma Wiesinger. Oggi, gli imballaggi in plastica sono considerati una delle principali fonti di contaminazione organica negli alimenti, mentre i plastificanti ftalati e i ritardanti di fiamma bromurati sono rilevabili nella polvere domestica e nell'aria interna. Studi precedenti hanno già indicato che un numero significativamente maggiore di sostanze chimiche plastiche utilizzate in tutto il mondo è potenzialmente pericoloso.
Tuttavia, i risultati dell'inventario sono stati una spiacevole sorpresa per i ricercatori. "Il numero inaspettatamente elevato di sostanze potenzialmente preoccupanti è preoccupante", afferma Zhanyun Wang, scienziato senior del gruppo di Hellweg. L'esposizione a tali sostanze può avere un impatto negativo sulla salute dei consumatori e dei lavoratori e sugli ecosistemi inquinati. Le sostanze chimiche problematiche possono anche influenzare i processi di riciclaggio e la sicurezza e la qualità della plastica riciclata.
Wang sottolinea che anche più sostanze chimiche nella plastica potrebbero essere problematiche. “I dati registrati sui pericoli sono spesso limitati e dispersi. Per il 4,100 o il 39% di tutte le sostanze che abbiamo identificato, non siamo stati in grado di classificarle a causa della mancanza di classificazioni di pericolo", afferma.
Mancanza di dati e trasparenza
I due ricercatori hanno identificato la mancanza di trasparenza nelle sostanze chimiche nella plastica e i silos di dati dispersi come un problema principale. In oltre due anni e mezzo di lavoro investigativo, hanno setacciato oltre 190 fonti di dati pubblicamente accessibili provenienti da ricerca, industria e autorità e hanno identificato 60 fonti con informazioni sufficienti sulle sostanze intenzionalmente aggiunte nella plastica. “Abbiamo riscontrato molteplici lacune nelle conoscenze critiche e nei dati, in particolare per le sostanze e i loro usi effettivi. Ciò in definitiva ostacola la scelta dei consumatori di prodotti in plastica sicuri", affermano.
Wiesinger e Wang perseguono l'obiettivo di un'economia della plastica circolare sostenibile. Vedono una forte necessità di un'efficace gestione globale delle sostanze chimiche; un tale sistema dovrebbe essere trasparente e indipendente e controllare integralmente tutte le sostanze pericolose. I due ricercatori affermano che un accesso facile e aperto a informazioni affidabili è fondamentale.
Riferimento: "Deep Dive into Plastic Monomers, Additives, and Processing Aids" di Helene Wiesinger, Zhanyun Wang e Stefanie Hellweg, 21 giugno 2021, Environmental Science and Technology.
DOI: 10.1021/acs.est.1c00976
