Riscaldamento globale e inquinamento da plastica: un circolo vizioso da spezzare
di Ylenia Nicolini
- Obiettivo Primario: 13 - Lotta al cambiamento climatico
- Obiettivo Secondario: 15 - Vita sulla terra
- Materia: Biologia e Scienze della Terra
Come ogni anno, la data del 22 aprile, occasione per celebrare la Giornata Mondiale della Terra, ci ricorda che il nostro pianeta, sottoposto a molteplici minacce globali, ha bisogno degli accorgimenti di ognuno di noi per conservarne la biodiversità e le risorse naturali.
Tra i principali rischi globali, i cambiamenti climatici e l’inquinamento da plastica non solo rappresentano sfide urgenti da affrontare al più presto, ma sono anche minacce interconnesse ove l’una non è altro che il fattore scatenante dell’altra, in quello che potrebbe divenire un circolo vizioso senza fine.
La temperatura media globale della Terra è aumentata di circa 1 °C rispetto ai livelli preindustriali (con un tasso attuale di circa 0,2 °C per decennio) soprattutto per via delle enormi emissioni di gas serra. Se l’obiettivo dell’Accordo di Parigi (2015) di non superare il limite di 1,5 °C è ritenuto ormai irrealistico, le conseguenze di un aumento di 2 °C appaiono ancor più catastrofiche per milioni di specie, inclusa la nostra. Ma che cosa ha comportato l’aumento della temperatura globale osservato finora?
In primis, ondate di calore estreme. A livello regionale, picchi di temperatura immediati e marcati hanno talvolta superato i 10 °C rispetto ai livelli normali. Se nel 2022 nel Regno Unito i record di temperatura hanno raggiunto i 40,3 °C, a Phoenix (Arizona), durante luglio 2023, tutti i giorni tranne uno hanno registrato una temperatura massima superiore ai 43 °C. A ciò si affianca un incremento dell’umidità dell’aria: per ciascun grado di aumento della temperatura atmosferica, l’aria può contenere il 7% in più di vapore acqueo e finora, a partire dagli anni Settanta, il contenuto medio di umidità dell’atmosfera è aumentato di circa il 4%.
Ma che cosa hanno a che vedere questi dati con l’inquinamento da plastica?
La plastica è notoriamente sensibile alle variazioni di temperatura e umidità. Materie plastiche di uso comune come il polietilene, il polipropilene e il policloruro di vinile possono subire una perdita della rigidità di oltre il 20%, con un aumento della temperatura da 23 °C a 40 °C. Un clima più caldo favorisce inoltre l’invecchiamento precoce dei materiali; i polimeri si degradano nel tempo a causa di fattori quali calore, presenza di raggi UV, umidità, sostanze chimiche e stress meccanico, che a loro volta favoriscono reazioni di ossidazione, degradazione, idrolisi e migrazione degli additivi. In questi processi la temperatura gioca un ruolo chiave: come suggerito dalla legge di Arrhenius, infatti, considerando un’energia di attivazione di 50 kJ/mol per la degradazione della plastica, ogni aumento di temperatura di 10 gradi, ne raddoppia il tasso di degradazione.
Se si considera che alla plastica e alla sua produzione sono associate più di 13.000 sostanze chimiche, e tra queste oltre 3.200 sono state identificate come pericolose per la salute, si può vedere come i dati precedenti risultino allarmanti, in uno scenario globale in continuo cambiamento. In che cosa consistono queste sostanze? Si tratta di molecole derivanti dal processo di polimerizzazione, oppure di additivi usati durante il processo di produzione (lubrificanti, plastificanti, antiossidanti, coloranti, stabilizzatori UV). Tali sostanze possono essere emesse e rilasciate durante l’intero ciclo di vita della plastica, ma con l’aumento delle temperature, il rilascio di prodotti nocivi di degradazione nell’aria, nel suolo e nell’acqua, anche per via di un accelerato processo di invecchiamento, si intensifica.
Il riscaldamento del clima, nonché delle acque degli ambienti acquatici, accelera inoltre la rottura degli oggetti di plastica in frammenti più piccoli fino a generare micro- e nanoplastiche, queste ultime invisibili a occhio nudo; mano a mano che si degradano, favorite da un clima più caldo, tali microplastiche vanno incontro a profonde alterazioni delle proprietà chimico-fisiche: variazioni nella carica superficiale, nel comportamento di trasporto e adsorbimento e nelle interazioni con l’ambiente. Poiché cambiamenti di questo genere rendono le microplastiche più predisposte alla colonizzazione batterica e alla successiva formazione di biofilm, la loro presenza favorisce anche l’ecotossicità acquatica e terrestre.
Come evidenziato finora, l’incremento delle temperature medie del pianeta gioca un ruolo chiave nella degradazione delle materie plastiche; tuttavia, il riscaldamento globale potrebbe anche influenzare la richiesta mondiale di materiali in plastica. Per far fronte a temperature in costante aumento, infatti, si sta ricorrendo sempre più all’uso di elettrodomestici (condizionatori d’aria, ventilatori, frigoriferi), attualmente composti principalmente da componenti in plastica; oggigiorno, inoltre, i progetti di sostenibilità ambientale volti a elettrificare i trasporti o a costruire infrastrutture resilienti al clima prevedono l’impiego di svariate parti in materiale plastico.
Questa richiesta via via crescente di plastica ha portato a un aumento della produzione, del consumo e della successiva generazione di rifiuti, aggravando il problema dell’inquinamento da plastica. Ed è proprio qui che nasce il circolo vizioso: da un lato, il rapido incremento delle temperature globali favorisce la produzione di micro- e nanoplastiche nonché il rilascio di sostanze chimiche dalle stesse; dall’altro, però, è lo stesso cambiamento climatico ad alimentare la domanda di materie plastiche, contribuendo sia all’inquinamento da plastica, sia alle emissioni di gas serra (generate appunto dall’industria della plastica).
Nonostante il cambiamento climatico giochi un ruolo significativo nell’incrementare l’inquinamento da plastica, il nesso tra i due è tuttora sottostimato. Poiché il riscaldamento globale e le ondate di calore si stanno intensificando, però, sarà sempre più essenziale capire come il cambiamento climatico possa influenzare l’inquinamento da plastica e viceversa, sia nel breve che nel lungo termine. Per affrontare queste sfide e interrompere il circolo vizioso instauratosi non basterà però il solo coordinamento delle politiche nazionali e internazionali: sarà sempre più necessario coinvolgere la comunità, promuovere la collaborazione internazionale, investire nella ricerca scientifica e incentivare l’avanzamento tecnologico.
La temperatura media globale della Terra è aumentata di circa 1 °C rispetto ai livelli preindustriali (con un tasso attuale di circa 0,2 °C per decennio) soprattutto per via delle enormi emissioni di gas serra. Se l’obiettivo dell’Accordo di Parigi (2015) di non superare il limite di 1,5 °C è ritenuto ormai irrealistico, le conseguenze di un aumento di 2 °C appaiono ancor più catastrofiche per milioni di specie, inclusa la nostra. Ma che cosa ha comportato l’aumento della temperatura globale osservato finora?
In primis, ondate di calore estreme. A livello regionale, picchi di temperatura immediati e marcati hanno talvolta superato i 10 °C rispetto ai livelli normali. Se nel 2022 nel Regno Unito i record di temperatura hanno raggiunto i 40,3 °C, a Phoenix (Arizona), durante luglio 2023, tutti i giorni tranne uno hanno registrato una temperatura massima superiore ai 43 °C. A ciò si affianca un incremento dell’umidità dell’aria: per ciascun grado di aumento della temperatura atmosferica, l’aria può contenere il 7% in più di vapore acqueo e finora, a partire dagli anni Settanta, il contenuto medio di umidità dell’atmosfera è aumentato di circa il 4%.
Ma che cosa hanno a che vedere questi dati con l’inquinamento da plastica?
La plastica è notoriamente sensibile alle variazioni di temperatura e umidità. Materie plastiche di uso comune come il polietilene, il polipropilene e il policloruro di vinile possono subire una perdita della rigidità di oltre il 20%, con un aumento della temperatura da 23 °C a 40 °C. Un clima più caldo favorisce inoltre l’invecchiamento precoce dei materiali; i polimeri si degradano nel tempo a causa di fattori quali calore, presenza di raggi UV, umidità, sostanze chimiche e stress meccanico, che a loro volta favoriscono reazioni di ossidazione, degradazione, idrolisi e migrazione degli additivi. In questi processi la temperatura gioca un ruolo chiave: come suggerito dalla legge di Arrhenius, infatti, considerando un’energia di attivazione di 50 kJ/mol per la degradazione della plastica, ogni aumento di temperatura di 10 gradi, ne raddoppia il tasso di degradazione.
Se si considera che alla plastica e alla sua produzione sono associate più di 13.000 sostanze chimiche, e tra queste oltre 3.200 sono state identificate come pericolose per la salute, si può vedere come i dati precedenti risultino allarmanti, in uno scenario globale in continuo cambiamento. In che cosa consistono queste sostanze? Si tratta di molecole derivanti dal processo di polimerizzazione, oppure di additivi usati durante il processo di produzione (lubrificanti, plastificanti, antiossidanti, coloranti, stabilizzatori UV). Tali sostanze possono essere emesse e rilasciate durante l’intero ciclo di vita della plastica, ma con l’aumento delle temperature, il rilascio di prodotti nocivi di degradazione nell’aria, nel suolo e nell’acqua, anche per via di un accelerato processo di invecchiamento, si intensifica.
Il riscaldamento del clima, nonché delle acque degli ambienti acquatici, accelera inoltre la rottura degli oggetti di plastica in frammenti più piccoli fino a generare micro- e nanoplastiche, queste ultime invisibili a occhio nudo; mano a mano che si degradano, favorite da un clima più caldo, tali microplastiche vanno incontro a profonde alterazioni delle proprietà chimico-fisiche: variazioni nella carica superficiale, nel comportamento di trasporto e adsorbimento e nelle interazioni con l’ambiente. Poiché cambiamenti di questo genere rendono le microplastiche più predisposte alla colonizzazione batterica e alla successiva formazione di biofilm, la loro presenza favorisce anche l’ecotossicità acquatica e terrestre.
Come evidenziato finora, l’incremento delle temperature medie del pianeta gioca un ruolo chiave nella degradazione delle materie plastiche; tuttavia, il riscaldamento globale potrebbe anche influenzare la richiesta mondiale di materiali in plastica. Per far fronte a temperature in costante aumento, infatti, si sta ricorrendo sempre più all’uso di elettrodomestici (condizionatori d’aria, ventilatori, frigoriferi), attualmente composti principalmente da componenti in plastica; oggigiorno, inoltre, i progetti di sostenibilità ambientale volti a elettrificare i trasporti o a costruire infrastrutture resilienti al clima prevedono l’impiego di svariate parti in materiale plastico.
Questa richiesta via via crescente di plastica ha portato a un aumento della produzione, del consumo e della successiva generazione di rifiuti, aggravando il problema dell’inquinamento da plastica. Ed è proprio qui che nasce il circolo vizioso: da un lato, il rapido incremento delle temperature globali favorisce la produzione di micro- e nanoplastiche nonché il rilascio di sostanze chimiche dalle stesse; dall’altro, però, è lo stesso cambiamento climatico ad alimentare la domanda di materie plastiche, contribuendo sia all’inquinamento da plastica, sia alle emissioni di gas serra (generate appunto dall’industria della plastica).
Nonostante il cambiamento climatico giochi un ruolo significativo nell’incrementare l’inquinamento da plastica, il nesso tra i due è tuttora sottostimato. Poiché il riscaldamento globale e le ondate di calore si stanno intensificando, però, sarà sempre più essenziale capire come il cambiamento climatico possa influenzare l’inquinamento da plastica e viceversa, sia nel breve che nel lungo termine. Per affrontare queste sfide e interrompere il circolo vizioso instauratosi non basterà però il solo coordinamento delle politiche nazionali e internazionali: sarà sempre più necessario coinvolgere la comunità, promuovere la collaborazione internazionale, investire nella ricerca scientifica e incentivare l’avanzamento tecnologico.
Attività da proporre alla classe
Sono necessari più di 1000 anni affinché la plastica si decomponga. Tutte le bottiglie di plastica o cannucce mai riciclate sono tuttora integre, disperse da qualche parte sulla Terra. Il problema della plastica colpisce ogni parte del globo, dalla cima del vulcano Mauna Kea al punto più profondo dei fondali marini. In che modo ciascuno di noi può contribuire a ridurre l’utilizzo della plastica? Dopo aver consultato il seguente sito Internet, suddivisi in piccoli gruppi preparate un cartellone o una presentazione in PowerPoint o un altro programma simile che metta in evidenza le azioni che ciascuno di noi può adottare per salvare il pianeta dalla plastica.
Bibliografia
Hamilton, L. A., & Feit, S. (2019). Plastic & climate: the hidden costs of a plastic planet.
Lavers, J. L., Bond, A. L., & Rolsky, C. (2022). Far from a distraction: plastic pollution and the planetary emergency. Biological Conservation, 272, 109655.
Wei, X. F., Yang, W., & Hedenqvist, M. S. (2024). Plastic pollution amplified by a warming climate. nature communications, 15(1), 2052.
Lavers, J. L., Bond, A. L., & Rolsky, C. (2022). Far from a distraction: plastic pollution and the planetary emergency. Biological Conservation, 272, 109655.
Wei, X. F., Yang, W., & Hedenqvist, M. S. (2024). Plastic pollution amplified by a warming climate. nature communications, 15(1), 2052.
