Development of an operative procedure for the quantification of nanoplastics.... - Finanziamento dell’Unione Europea – NextGenerationEU – missione 4, componente 2, investimento 1.1.

La quantità di nanoparticelle di plastica (NP) che contribuiscono al carbonio organico totale (TOC) delle acque naturali e reflue non è nota, a causa della mancanza di procedure analitiche affidabili e quantitative in grado di eliminare la materia organica (OM) che interferisce pesantemente nella quantificazione e nell'identificazione del tipo di plastica. Quindi, il possibile ruolo delle NP nell’ambiente e il loro rischio per la salute non sono ora identificati. Man mano che la dimensione delle NP diminuisce, aumenta la proporzione relativa della OM interferente. Si prevede che le NP siano eteroaggregate con colloidi naturali come polisaccaridi, acidi umici e proteine, formando NP vestite (DNP). Per ottenere una solida procedura analitica per la determinazione delle NP, il progetto integra le fasi necessarie di concentrazione e pulizia del campione prima dell'analisi, che sarà effettuata utilizzando tecniche analitiche consolidate. Questo progetto testerà e ottimizzerà una procedura operativa di concentrazione/pulizia del campione basata sull'ultrafiltrazione multi-step con trattamento elettrochimico in linea utilizzando elettrodi attivi e non attivi, in grado di abbattere selettivamente e consentendo la quantificazione di sostanze disciolte (DOM), colloidali (COM) e materia organica adsorbita o proteine corona sui DNP. La produzione continua a bassa e costante concentrazione di ossidante rilasciato in soluzione con elettrodi non attivi consente l'abbattimento del COM con mitigazione dei fattori che possono causare la degradazione delle NP (UV, alta concentrazione). L'uso di elettrodi attivi consente la produzione continua di ossidante all'interfaccia fisica dell'elettrodo. DNP e COM nel retentato vengono leggermente ossidati a partire dal loro strato esterno a causa del ridotto contatto superficiale. Queste due diverse strategie verranno esplorate utilizzando elettrodi di materiali diversi. Poiché le NP hanno proprietà che sono tipicamente assenti nei nanomateriali ingegnerizzati, saranno preparate mediante criomillazione e sonicazione vigorosa utilizzando 4 tipi di plastica tra i più comuni nei rifiuti di plastica monouso (campioni di riferimento n. 1, RS n. 1). Per simulare le condizioni naturali, le NP con dimensioni e distribuzione adeguate per ciascun tipo di plastica verranno miscelate con 3 diversi tipi di OM (RS#2), vale a dire acidi umici, alginato (simulando il contenuto di polisaccaride presente nelle acque naturali), e una piccola proteina come la BSA. Un campione di riferimento con materia vivente (RS#3) sarà prodotto mediante inoculo con comunità microbiche che utilizzano plastica come fonte di carbonio. In questa procedura si prevede che durante il tempo di incubazione si formi un biofilm o proteine corona sulle NP e la bioframmentazione delle NP primarie. RS#2 verrà utilizzato per ottimizzare la procedura di pulizia/preconcentrazione, poiché la quantità di NP e COM è nota a priori. Su questi campioni la procedura ottimizzata fornirà un protocollo operativo per la quantificazione dei pesi relativi di DOM, NP e COM. Su RS#3 a tempi di incubazione prestabiliti verrà valutato il contributo alla diminuzione del TOC di NP, COM e DOM come per RS#2 e anche attraverso l'analisi metaproteomica del retentato.