Primo monitoraggio di microparticelle antropiche in ambienti sotterranei mai esplorati dall’uomo
Una ricerca pubblicata su Science of The Total Environment documenta per la prima volta la presenza di microplastiche e microfibre in grotte completamente inesplorate della regione Abruzzo, dimostrando come l’inquinamento antropico possa raggiungere anche i luoghi più remoti del sottosuolo terrestre[1].
Lo studio, condotto dal team di Valentina Balestra e Rossana Bellopede (Politecnico di Torino) nelle cavità di San Vito in Valle Castellana, all’interno del Parco Nazionale del Gran Sasso e Monti della Laga, rappresenta la prima indagine scientifica su microparticelle antropiche in ambienti ipogei mai visitati dall’uomo.
Speleologia e Ricerca Ambientale
La collaborazione tra speleologi e ricercatori è fondamentale. Gli speleologi abruzzesi dello Speleo Club Teramo sono stati formati dai ricercatori per svolgere il campionamento nella maniera corretta, evitando contaminazioni e seguendo il protocollo di campionamento, redatto appositamente per questo specifico studio.
Gli speleologi hanno raccolto campioni di sedimento da cinque grotte inesplorate, denominate San Vito 2, 4, 5, 6 e 8.
Le cavità hanno rivelato sviluppi diversificati, da gallerie orizzontali di 10 metri fino a sistemi verticali di 45 metri di profondità.
I campioni sono stati prelevati a diverse distanze dall’ingresso per valutare la distribuzione delle microparticelle antropiche all’interno dei sistemi sotterranei.
Analisi Microscopica e Spettroscopica Avanzata
Il laboratorio ha utilizzato tecniche combinate di microscopia ottica e spettroscopia cob uFTIR-ATR per identificare e caratterizzare le microparticelle.
L’utilizzo della luce ultravioletta ha permesso di rivelare particelle fluorescenti non visibili ad occhio nudo, una metodologia che sta trovando sempre maggiore applicazione negli studi di inquinamento ambientale.
Risultati
L’analisi ha rivelato la presenza di microparticelle antropiche in tutte le grotte esaminate, con concentrazioni variabili da 0 a 2.311 particelle per chilogrammo di sedimento. Tuttavia, non in tutte erano presenti microplastiche.
Il 97,1% delle particelle identificate sono risultate microfibre naturali e rigenerate di origine cellulosica, principalmente cotone, mentre solo il 2,2% microplastiche sintetiche.
La grotta San Vito 4, che presentava rifiuti visibili scaricati nell’ambiente iniziale, ha mostrato le concentrazioni più elevate, confermando il legame diretto tra attività antropiche e inquinamento sotterraneo.
Al contrario, la grotta San Vito 8, situata in area più boscosa e distante da insediamenti, ha evidenziato i livelli di contaminazione più bassi.
Caratteristiche delle microparticelle trovate
Le particelle di dimensioni inferiori al millimetro hanno dominato i campioni (91,5%), con prevalenza di forme fibrose (97,6%).
Il 95,4% delle microparticelle mostrava fluorescenza blu sotto luce ultravioletta, facilitandone l’identificazione durante le analisi microscopiche.
Vie di Contaminazione negli Ecosistemi Carsici
Microplastiche e microfibre raggiungono gli ambienti sotterranei attraverso diverse vie.
Possono essere per via atmosferica e depositarsi poi al suolo, accumulandosi.
Di qui, avviene l’infiltrazione attraverso fratture rocciose e trasporto idrico.
Altre possibili fonti di inquinamento sono la presenza di rifiuti, l’inquinamento diretto di suolo e acqua superficiale, le attività antropiche.
La presenza di microparticelle antropiche in grotte mai visitate dall’uomo dimostra la possibilità di inquinamento indiretto tramite infiltrazione e/o inquinamento superficiale, comprrso l’inquinamento atmosferico, che puo trasportare inquinanti anche a lunga distanza.
La ricerca suggerisce che le microfibre tessili si possano essere disperse nell’ambiente principalmente attraverso il deterioramento di materiali geotessili utilizzati nelle infrastrutture stradali vicine alle cavità.
La strada provinciale San Giacomo-San Vito, che passa in prossimità di alcune grotte studiate, potrebbe rappresentare una fonte significativa di contaminazione.
Accumulo nei Sedimenti Sotterranei
I sistemi carsici possono favorire l’ accumulo di inquinanti, tra cui le microplastiche, che possono poi accumulare e persistere nei sistemi sotterranei, specialmente nei sedimenti.
Le condizioni ambientali stabili delle grotte favoriscono la conservazione di questi inquinanti, creando una sorta di registro geologico dell’impatto umano.
Implicazioni Ecologiche per Ecosistemi Ipogei
Vulnerabilità Degli Habitat Sotterranei
Gli ecosistemi sotterranei ospitano specie endemiche e altamente specializzate, adattate alle condizioni di estreme degli ambienti ipogei.
La presenza di microparticelle antropiche rappresenta una minaccia per questi organismi, che possono assimilare direttamente o indirettamente le particelle, entrando nella catena alimentare.
Le ricerche precedenti hanno dimostrato che le microplastiche possono assorbire inquinanti organici persistenti, metalli pesanti e altre sostanze tossiche, amplificando i rischi ecologici associati alla loro presenza negli ambienti naturali.
Compromissione Delle Risorse Idriche
I sistemi carsici forniscono acqua potabile a milioni di persone attraverso sorgenti e acquiferi sotterranei.
La contaminazione da microparticelle antropiche nelle grotte inesplorate indica che questi inquinanti potrebbero raggiungere le risorse idriche destinate al consumo umano.
Il monitoraggio delle microplastiche negli acquiferi carsici dovrebbe dunque diventare prioritario per le autorità, come evidenziato anche dai progetti internazionali di ricerca coordinati dalla Federazione Speleologica Europea.
Confronto con Studi Precedenti in Ambienti Speleologici
Grotte Turistiche vs Grotte Inesplorate
I livelli di contaminazione rilevati nelle grotte inesplorate abruzzesi risultano inferiori rispetto alle cavità turistiche italiane studiate in precedenza, come Bossea in Piemonte e Toirano e Borgio Verezzi in Liguria, dove le concentrazioni superano anche le 8.000 particelle per chilogrammo.
Questo conferma l’impatto diretto del turismo speleologico sulla dispersione di microparticelle antropiche.
Le grotte con accesso limitato, come la Cliff Cave nel Missouri studiata da ricercatori americani, mostrano livelli di contaminazione comparabili a quelli delle cavità abruzzesi inesplorate.
Questo suggerisce che la gestione dell’accesso rappresenta un fattore determinante per limitare l’inquinamento diretto.
Sistemi Carsici e ambienti sotterranei del Carso
Le ricerche precedenti condotte nel Carso classico del Friuli-Venezia Giulia hanno evidenziato concentrazioni elevate microplastiche e microfibre sia nelle acque che nei sedimenti sommersi di diverse grotte e sorgenti, tra cui la famosa grotta di Trebiciano.
Questi studi hanno evidenziato un accumulo di microplastiche e microfibre nei sedimenti sommersi rispetto alle aque analizzate nelle stesse cavità.
Prospettive Future e Monitoraggio Ambientale
Collaborazione Interdisciplinare
Lo studio abruzzese rappresenta un modello di collaborazione tra speleologi esperti e ricercatori, dimostrando come l’esplorazione speleologica possa contribuire significativamente alla ricerca scientifica.
L’iniziativa vuole incoraggiare gli speleologia raccogliere campioni durante le loro attività, comprese le esplorazioni, ampliando la rete di monitoraggio ambientale.
La Federazione Speleologica Europea ha riconosciuto l’importanza di questi studi assegnando il premio EuroSpeleo Protection Label a progetti di ricerca sulle microplastiche in ambienti carsici.
Questi riconoscimenti promuovono la sensibilizzazione della comunità speleologica verso le problematiche ambientali.
Strategie di Conservazione
I risultati della ricerca evidenziano la necessità di implementare misure di protezione per gli ambienti carsici, considerando i collegamenti tra superficie e sottosuolo.
Il monitoraggio regolare delle microparticelle anthropiche deve diventare parte integrante della gestione delle aree protette che includono sistemi di grotte.
La ricerca sottolinea l’importanza di regolamentare le attività industriali e urbane che possono contribuire alla dispersione di microparticelle nell’ambiente, considerando la capacità di trasporto atmosferico a lunga distanza di questi inquinanti.
Glossario sul tema “microplastiche e microfibre nelle grotte inesplorate”
Microplastiche (MPs)
Particelle solide composte in tutto o in parte da polimeri sintetici o modificati chimicamente, con dimensioni comprese tra 5 mm e 1 um. In ambito normativo recente si distingue tra microplastiche 1 mm–1um e big microplastics 5–1 mm.
Microfibre (MFs)
Fibre più corte di 5 mm rilasciate principalmente dal ciclo di vita dei tessili, da prodotti fibrosi e da materiali industriali. Possono essere:
Naturali (es. cotone, lana)
Rigenerate o man-made cellulosic (MMC, es. rayon/viscosa)
Sintetiche (polimeri plastici, es. poliestere)
Microparticelle antropiche (AMPs)
Insieme di microplastiche e microfibre di origine antropica rinvenute nell’ambiente. Nel contesto carsico includono fibre e frammenti trasportati e accumulati in sedimenti e acque sotterranee.
Ambiente ipogeo / “Continente buio”
L’insieme di grotte e cavità sotterranee, spesso non ancora esplorate. È un ambiente fragile, con dinamiche idrologiche e microclimatiche peculiari, e con elevata vulnerabilità all’inquinamento.
Aree carsiche
Territori caratterizzati da rocce solubili (principalmente carbonati) in cui processi di dissoluzione creano cavità, condotte, doline e acquiferi connesse tra superficie e sottosuolo.
Sedimenti sotterranei
Materiale depositato all’interno delle grotte l. Possono fungere da “archivio” di contaminanti come microplastiche e microfibre.
Concentrazione (items/kg)
Unità di misura della quantità di microparticelle antropiche rilevate per chilogrammo di sedimento secco.
Fluorescenza UV
Proprietà di alcune particelle di emettere luce (spesso blu) se irradiate con ultravioletti. È utile per lo screening preliminare di fibre e frammenti contenenti additivi fluorescenti.
Frammenti vs Fibre
Frammenti: particelle irregolari non filamentose, spesso derivanti da rottura/abrasione di oggetti plastici.
Fibre: particelle allungate a forma di filamento, frequenti per origine tessile o geotessile.
Sorgenti di contaminazione
Origini delle microparticelle: deposizione atmosferica, traffico (polveri, usura pneumatici) e infrastrutture (es. strade con geotessili), rifiuti in superficie o gettati in pozzi di cavità, acque di ruscellamento, attività agricole/industriali.
Trasporto e accumulo
Meccanismi con cui le microparticelle raggiungono le grotte: deposizione in terreno dall’atmosfera, infiltrazione attraverso suoli e fratture, flussi idrici sotterranei e circolazione d’aria in cavità.
Campionamento in grotta
Raccolta controllata di sedimenti (tipicamente 200-1000 grammi dagli strati superficiali) con strumentazione non plastica, vetreria pulita e protocolli anti-contaminazione.
Blank control
Controlli su reagenti, e procedure di campionamento e laboratorio per verificare eventuale contaminazione esterna al campione
PET (polietilene tereftalato)
Polimero sintetico comune nei tessili (poliestere) e nel packaging. Frequente tra le fibre microplastiche.
PE clorurato (CPE o PE-C)
Materiale polimerico usato in cavi e alcuni manufatti tecnici; può essere rinvenuto come frazione sintetica nelle analisi dei sedimenti.
Silicon grease
Grasso siliconico derivato da polimeri di silicone. In alcuni studi viene censito tra i materiali sintetici presenti nei campioni ambientali.
Fibre cellulosiche
Fibre di origine vegetale, naturali (cotone, seta, lana…) o rigenerate da cellulosa (viscosa/rayon). Possono essere largamente prevalenti nei sedimenti rispetto alle fibre sintetiche.
Degradazione e biofouling
Alterazioni fisico-chimiche delle microparticelle e colonizzazione biologica superficiale che complicano il riconoscimento visivo e la lettura spettrale.
Distribuzione lungo la grotta
Rischi ecologici ipogei
Possibile ingestione da parte della fauna cavernicola, interazioni con contaminanti adsorbiti (POPs, metalli), alterazioni dei microhabitat e potenziale impatto sugli acquiferi.
Monitoraggio a lungo termine
Programmazione di studi ripetuti per stimare le tendenze, individuare le sorgenti e comprendere i percorsi di trasporto e gli effetti sugli ecosistemi carsici.
Misure di prevenzione
Riduzione dei rilasci superficiali, gestione dei rifiuti, controllo delle infrastrutture prossime a cavità, protocolli per accessi e visite in cavità sensibili, coinvolgimento delle comunità speleologiche nelle segnalazioni e nel campionamento.
Protocolli anti-contaminazione
Sostituzione di utensili in plastica con metallo/vetro, uso di guanti in nitrile e camici in fibre naturali quando possibile, coperture in alluminio, pulizia con etanolo e acqua MilliQ filtrati, analisi dei reagenti, controllo contaminanti in aria.
Grotte turistiche vs grotte inesplorate
Le grotte turistiche possono mostrare concentrazioni più elevate per il contributo diretto dei visitatori; le grotte inesplorate evidenziano l’apporto “indiretto” da sorgenti esterne e trasporto ambientale.
Indicatori cromatici
Colori e fluorescenza delle particelle aiutano la selezione preliminare, pur non essendo diagnostici senza conferma spettrale.
Limiti metodologici
Differenze tra protocolli, soglie dimensionali e criteri di classificazione rendono complesso il confronto quantitativo tra studi e siti.
Fonte:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969725009647
Vedi anche:
[1] Microplastiche nelle grotte turistiche italiane: una nuova … – Scintilena https://www.scintilena.com/microplastiche-nelle-grotte-turistiche-italiane-una-nuova-minaccia-per-il-patrimonio-geologico-mondiale/08/17/
[2] La Speleogia subacquea è una continua fonte di scoperte scientifiche https://www.scintilena.com/la-speleogia-subacquea-e-una-continua-fonte-di-scoperte-scientifiche/01/13/
[3] Scoperta la Cava di Pietra Campanedda a Salemi – Scintilena https://www.scintilena.com/scoperta-la-cava-di-pietra-campanedda-a-salemi/07/07/
[4] SOS PROTEUS la Conferenza Internazionale sul Proteus anguinus … https://www.scintilena.com/sos-proteus-la-conferenza-internazionale-sul-proteus-anguinus-e-un-incontro-di-scienza-e-conservazione/12/25/
[5] Via all’ International Spring Project per monitorare le microplastiche … https://www.scintilena.com/via-all-international-spring-project-per-monitorare-le-microplastiche-nelle-grotte/08/04/
[6] Microplastiche nelle Acque Sotterranee: Nuovo Studio nel Regno … https://www.scintilena.com/microplastiche-nelle-acque-sotterranee-nuovo-studio-nel-regno-unito-rivela-dati-preoccupanti/11/20/
[7] Inquinamento da microplastiche nelle acque sotterranee? https://www.loscarpone.cai.it/dettaglio/inquinamento-microplastiche-acque-sotterranee/
[8] Elevate Concentrazioni di Microplastiche Nelle Acque e nel … https://www.scintilena.com/elevate-concentrazioni-di-microplastiche-nelle-acque-e-nel-sedimento-di-una-caverna/09/30/
[9] Studio e ricerca delle tracce invisibili dell’inquinamento plastico https://www.scintilena.com/studio-e-ricerca-delle-tracce-invisibili-dellinquinamento-plastico/04/25/
[10] Le Acque Sotterranee delle Grotte di Pertosa-Auletta Rivelano i … https://www.scintilena.com/le-acque-sotterranee-delle-grotte-di-pertosa-auletta-rivelano-i-segreti-dellecoidrologia-carsica/08/16/
[11] Nuovi Scavi archeologici nella Lecce romana, lo speleologo https://www.scintilena.com/lecce-romana-lo-speleologo-pronti-a-esplorare-ancora/12/05/
[12] Sinkhole: Fenomeni di Dissesto e Rischi per la Sicurezza – Scintilena https://www.scintilena.com/sinkhole-fenomeni-di-dissesto-e-rischi-per-la-sicurezza/12/07/
[13] Inquinamento delle grotte 1 – 08 gennaio 2010 – GSSG https://www.gssg.it/comunicazione/hanno-scritto/articoli/inquinamento-delle-grotte-1-08-gennaio-2010/
[14] Stiffe d’Abruzzo, la grotta bambina – foglieviaggi https://www.foglieviaggi.cloud/blog/stiffe-dabruzzo-la-grotta-bambina
[15] Impatto ambientale nelle grotte del Sulcis Iglesiente: il CISSA APS … https://www.scintilena.com/impatto-ambientale-nelle-grotte-del-sulcis-iglesiente-il-cissa-aps-evidenzia-la-presenza-di-microplastiche-e-materiali-organici-con-luci-uv/07/09/
[16] La grotta di Stiffe (San Demetrio de’ Vestini – AQ) – Grotta del Vento https://grottadelvento.com/it/grotte-da-visitare/la-grotta-di-stiffe-san-demetrio-de-vestini-aq/
[17] [PDF] l’impatto umano sulle grotte – Federazione Speleologica Toscana http://www.speleotoscana.it/3/wp-content/uploads/2011/02/08.pdf
[18] il progetto della Federazione Speleologica Lombarda con il … https://www.larioreti.it/news-consumatore/microplasticave-grotte-microplastiche-patrocinio/