I glitter possono interrompere la biomineralizzazione marina / Glitter Can Disrupt Marine Biomineralisation

 I glitter possono interrompere la biomineralizzazione marina / Glitter Can Disrupt Marine Biomineralisation

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Le microplastiche contenute nei glitter a base di PET potrebbero avere un impatto negativo a lungo termine sugli ecosistemi marini.

Una nuova ricerca rivela che le microplastiche glitterate a base di PET possono influenzare attivamente i processi di biomineralizzazione negli ambienti marini, sollevando nuove preoccupazioni circa l'impatto ambientale a lungo termine dell'inquinamento da microplastiche sugli ecosistemi marini.

La ricerca, condotta da un gruppo della Facoltà di Scienze Naturali della Trinity e pubblicata sulla rivista  Environmental Sciences Europe, dimostra che queste microplastiche favoriscono la cristallizzazione dei minerali di carbonato di calcio (CaCO 3 ), influenzando potenzialmente la crescita e la stabilità degli organismi marini calcificanti. 

Lo studio ha imitato le condizioni dell'acqua di mare e ha esaminato sei diversi tipi di glitter PET per determinare come le loro proprietà superficiali influenzano la formazione di minerali di carbonato di Ca-Mg. Utilizzando tecniche analitiche avanzate, tra cui la microscopia elettronica a scansione e la spettroscopia infrarossa, i ricercatori hanno scoperto che le microplastiche glitterate forniscono siti per la cristallizzazione di CaCO 3 , accelerando la formazione di minerali e potenzialmente alterando le strutture scheletriche negli organismi marini. 

Inoltre, i ricercatori hanno eseguito esperimenti che hanno dimostrato che la cristallizzazione superficiale dei glitter può avvenire in poche ore od addirittura minuti. Questo rapido processo può anche accelerare la degradazione delle microplastiche, aumentando il rilascio di particelle nocive negli ambienti marini.

"I nostri risultati suggeriscono che i glitter in PET possono fungere da modelli artificiali per la formazione di carbonato di calcio, il che potrebbe avere conseguenze indesiderate per la vita marina", ha affermato  Kristina Petra Zubovic , autrice principale dello studio. "Questo processo potrebbe influenzare l'integrità strutturale degli organismi marini che dipendono da condizioni stabili per la biomineralizzazione".

Oltre a promuovere la cristallizzazione, lo studio ha anche scoperto che il glitter PET subisce una degradazione fisica durante la formazione minerale, portando ad una maggiore frammentazione ed al rilascio di particelle microplastiche più piccole nell'ambiente. Ciò solleva ulteriori preoccupazioni sulle implicazioni ecologiche a lungo termine, poiché le microplastiche più piccole vengono ingerite più facilmente dagli organismi marini, interrompendo potenzialmente le catene alimentari ed i cicli biogeochimici.

"L'inquinamento da microplastiche è un problema globale urgente ed il nostro studio fornisce nuove informazioni su come questi materiali sintetici interagiscono con i processi di mineralizzazione naturale", ha affermato  il dott. Juan Diego Rodriguez-Blanco, ricercatore principale dello studio, professore associato di nanomineralogia presso Trinity e ricercatore finanziato presso iCRAG (Research Ireland Centre for Applied Geosciences).

"Comprendere queste interazioni è essenziale per valutare le più ampie conseguenze ambientali della contaminazione da microplastiche negli ecosistemi marini. Questa ricerca evidenzia la necessità di ulteriori indagini sul ruolo delle microplastiche nella biomineralizzazione e sul loro più ampio impatto sulla biodiversità marina. Mentre le microplastiche continuano ad accumularsi negli oceani del mondo, studi come questo forniscono conoscenze fondamentali per informare le politiche ambientali e le strategie di mitigazione".

Cosa hanno scoperto i ricercatori?

I glitter sono ampiamente utilizzati nei cosmetici, nell'artigianato, nella moda e nelle decorazioni natalizie per aggiungere brillantezza. Sono utilizzati anche in applicazioni industriali, come vernici per auto, tessuti e materiali anticontraffazione. La loro versatilità li rende popolari in molti settori, ma le loro piccole dimensioni e la composizione in plastica sollevano preoccupazioni ambientali. 

Questo materiale è fatto di pezzi di plastica lucida con dimensioni di 0,5 mm od inferiori, con più strati. Il componente principale del glitter è noto come PET (polietilene tereftalato) ed è una plastica resistente e leggera comunemente usata negli imballaggi e nei tessuti. È durevole e resistente all'acqua ma persiste nell'ambiente, contribuendo all'inquinamento da plastica.  

Tuttavia, i glitter sono fatti di una base di plastica di PET rivestita con strati molto sottili di metalli e coloranti per renderli riflettenti. Questa struttura a strati li rende più durevoli, ma anche più difficili da scomporre nell'ambiente. La maggior parte dei rifiuti di glitter finisce per finire nell'acqua di mare a causa delle loro piccole dimensioni, della loro natura leggera e del loro uso diffuso, rendendoli difficili da catturare nei sistemi di gestione dei rifiuti.

I ricercatori hanno scoperto che le microplastiche glitterate a base di PET possono promuovere attivamente la cristallizzazione dei minerali di carbonato di calcio (CaCO 3 ) nell'acqua di mare. I loro esperimenti hanno rivelato che le proprietà superficiali di queste microplastiche, in particolare le loro texture irregolari ed i gruppi chimici funzionali, creano siti favorevoli per la cristallizzazione dei minerali. Ciò significa che quando il glitter PET è presente nell'acqua di mare, il carbonato di calcio si forma più facilmente sulla sua superficie, influenzando potenzialmente i processi naturali di biomineralizzazione degli organismi marini che si affidano al CaCO 3  per costruire i loro gusci e scheletri.

Oltre a promuovere la cristallizzazione, lo studio ha scoperto che le microplastiche glitterate subiscono cambiamenti strutturali durante il processo di formazione minerale, portando a crepe, desquamazioni e rilascio di frammenti di micro e nanoplastiche più piccoli, anche di soli 0,001 mm. Ciò suggerisce che le microplastiche non solo interagiscono con la mineralizzazione, ma possono anche degradarsi più rapidamente negli ambienti marini, contribuendo alla diffusione di particelle di plastica ancora più piccole.

Tali risultati sollevano preoccupazioni circa le più ampie conseguenze ambientali dell'inquinamento da microplastiche, in particolare sul modo in cui potrebbe avere un impatto sugli ecosistemi marini e sugli organismi calcificanti alterando la formazione naturale di minerali e aumentando la biodisponibilità delle microplastiche.

ENGLISH

Microplastics from PET-based glitter could have a negative long-term impact on marine ecosystems.

New research reveals that PET-based glitter microplastics can actively influence biomineralisation processes in marine environments, raising fresh concerns about the long-term environmental impact of microplastic pollution on marine ecosystems.

The research, led by a team from Trinity’s School of Natural Sciences and published in the journal Environmental Sciences Europe, shows that these microplastics promote the crystallisation of calcium carbonate (CaCO3) minerals, potentially affecting the growth and stability of marine calcifying organisms. 

The study mimicked seawater conditions and investigated six different types of PET glitter to determine how their surface properties influence the formation of Ca-Mg carbonate minerals. Using advanced analytical techniques, including scanning electron microscopy and infrared spectroscopy, the researchers found that glitter microplastics provide sites for CaCO3 crystallisation, accelerating mineral formation and potentially altering skeletal structures in marine organisms. 

Additionally, the researchers performed experiments that showed surface crystallisation on glitter can occur within hours or even minutes. This rapid process may also accelerate microplastic degradation, increasing the release of harmful particles into marine environments.

“Our findings suggest that PET glitter can serve as artificial templates for calcium carbonate formation, which may have unintended consequences for marine life,” said Kristina Petra Zubovic, lead author of the study. “This process could influence the structural integrity of marine organisms that rely on stable conditions for biomineralisation.”

Beyond promoting crystallisation, the study also found that PET glitter undergoes physical degradation during mineral formation, leading to increased fragmentation and the release of smaller microplastic particles into the environment. This raises further concerns about the long-term ecological implications, as smaller microplastics are more easily ingested by marine organisms, potentially disrupting food chains and biogeochemical cycles.

“Microplastic pollution is an urgent global issue, and our study provides new insights into how these synthetic materials interact with natural mineralisation processes,” said Dr Juan Diego Rodriguez-Blanco, the study’s Principal Investigator, Associate Professor of Nanomineralogy in Trinity, and a funded investigator at iCRAG (Research Ireland Centre for Applied Geosciences).

“Understanding these interactions is essential for assessing the broader environmental consequences of microplastic contamination in marine ecosystems. This research highlights the need for further investigations into the role of microplastics in biomineralisation and their broader impact on marine biodiversity. As microplastics continue to accumulate in the world's oceans, studies like this provide critical knowledge to inform environmental policies and mitigation strategies.”

What have the researchers discovered?

Glitter is widely used in cosmetics, arts and crafts, fashion, and holiday decorations to add sparkle and shine. It is also used in industrial applications, such as automotive paints, textiles, and anti-counterfeiting materials. Its versatility makes it popular across many industries, but its small size and plastic composition raise environmental concerns. 

This material is made of shiny plastic pieces with sizes of 0.5 mm or smaller, with multiple layers. The main component of glitter is known as PET (polyethylene terephthalate) and is a strong, lightweight plastic commonly used in packaging, and textiles. It is durable and resistant to water but persists in the environment, contributing to plastic pollution.  

However, glitter is made of a plastic base of PET coated with very thin layers of metals and colour dyes to make it reflective. This layered structure makes it more durable, but also harder to break down in the environment. Most glitter waste eventually makes its way into seawater due to its small size, lightweight nature, and widespread use, making it difficult to capture in waste management systems.

The researchers discovered that PET-based glitter microplastics can actively promote the crystallisation of calcium carbonate (CaCO3) minerals in seawater. Their experiments revealed that the surface properties of these microplastics, particularly their irregular textures and functional chemical groups, create favourable sites for mineral crystallisation. This means that when PET glitter is present in seawater, calcium carbonate forms more readily on its surface, potentially influencing the natural biomineralisation processes of marine organisms that rely on CaCO3 to build their shells and skeletons.

In addition to promoting crystallisation, the study found that glitter microplastics undergo structural changes during the mineral formation process, leading to cracks, peeling, and the release of smaller micro- and nanoplastic fragments, even as small as 0.001 mm. This suggests that microplastics not only interact with mineralisation but may also degrade more rapidly in marine environments, contributing to the spread of even smaller plastic particles.

Such findings raise concerns about the broader environmental consequences of microplastic pollution, particularly how it may impact marine ecosystems and calcifying organisms by altering natural mineral formation and increasing the bioavailability of microplastics.

Da:

https://www.technologynetworks.com/applied-sciences/news/glitter-can-disrupt-marine-biomineralisation-398061