Gli ingredienti invisibili della plastica

La scienza ha identificato fino a 16.000 sostanze chimiche impiegate come monomeri, additivi o coadiuvanti di processo nelle plastiche, di cui più di 2.400 classificate come potenzialmente preoccupanti perché persistenti, tossiche o tendenti ad accumularsi a livello tissutale

Quando pensiamo alla plastica, immaginiamo soprattutto il polimero che ne costituisce la struttura. In realtà, gran parte delle proprietà che rendono questo materiale così versatile dipendono dagli additivi: sostanze chimiche aggiunte per aumentarne flessibilità, resistenza, durata, colore o sicurezza.

Senza questi ingredienti, molte applicazioni della plastica moderna semplicemente non esisterebbero. I principali additivi comprendono plasticizzanti, stabilizzanti, antiossidanti, ritardanti di fiamma, pigmenti, cariche minerali e agenti antimicrobici.

Il loro peso sul totale del materiale varia moltissimo a seconda del materiale plastico in questione: il caso più estremo è quello del Pvc flessibile dove i soli plasticizzanti possono arrivare a rappresentare fino al 50% del peso totale, come testimoniano i lavori di Turner A., Filella M., citati in Polyvinyl Chloride (Pvc) Additives: A Scoping Review, Uk Health Security Agency, 2024.

La complessità del fenomeno è stata a lungo sottovalutata. Un primo censimento sistematico condotto su 63 report e documenti provenienti da industrie, agenzie scientifiche e regolatorie ha identificato oltre 10.000 sostanze chimiche impiegate come monomeri, additivi o coadiuvanti di processo nelle plastiche, di cui più di 2.400 classificate come potenzialmente preoccupanti perché persistenti, tossiche o tendenti ad accumularsi a livello tissutale (vedi anche le fonti espressa da Wiesinger H., Wang Z., Hellweg S., Deep Dive into Plastic Monomers, Additives, and Processing Aids, Environmental Science & Technology, 2021, 55(13), 9339-9351).

Un report più recente ha portato la stima a oltre 16.000 sostanze chimiche presenti nelle plastiche, di cui 5.776 classificate specificamente come additivi e oltre 4.200 identificate come sostanze potenzialmente pericolose o da attenzionare.

Meno del 6% di queste sostanze risulta oggi soggetto a una regolamentazione a livello globale (Wagner M., Monclús L., Arp H.P.H., Groh K.J., Løseth M.E., Muncke J., Wang Z., Wolf R., Zimmermann L., State of the Science on Plastic Chemicals: Identifying and Addressing Chemicals and Polymers of Concern, PlastChem Project, 2024).

La plastica, quindi, non è un materiale unico, ma una vera e propria miscela chimica composta da migliaia di sostanze diverse.

Negli ultimi anni, l’attenzione della comunità scientifica si è concentrata sugli effetti che alcuni additivi possono avere sulla salute umana e sugli ecosistemi. Tra i più studiati figurano gli ftalati, utilizzati come plasticizzanti per rendere morbidi materiali come il Pvc.

Le interferenze con il sistema endocrino

Una review pubblicata sulle Philosophical Transactions of the Royal Society segnala una preoccupazione crescente sul possibile ruolo di ftalati, bisfenolo A e Pbde come interferenti del sistema endocrino, pur sottolineando che i dati raccolti sull’uomo restano ancora limitati rispetto alla più solida evidenza sperimentale disponibile su modelli animali (Meeker J.D., Sathyanarayana S., Swan S.H., Phthalates and Other Additives in Plastics: Human Exposure and Associated Health Outcomes, Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2009, 364(1526), 2097-2113).

Un’altra categoria sotto osservazione è quella dei ritardanti di fiamma bromurati. Queste sostanze sono persistenti e bioaccumulabili, tanto da essere diventate contaminanti ambientali ormai ubiquitari.

Uno studio longitudinale condotto negli Usa su un gruppo di bambini seguiti dalla nascita fino ai sei anni ha rilevato che concentrazioni più elevate di un ritardante di fiamma, il Pbde, nel sangue del cordone ombelicale erano associate a un minor sviluppo mentale e motorio (Herbstman J.B., Sjödin A., Kurzon M., Lederman S.A., Jones R.S., Rauh V., Needham L.L., Tang D., Niedzwiecki M., Wang R.Y., Perera F., Prenatal Exposure to Pbdes and Neurodevelopment, Environmental Health Perspectives, 2010, 118(5), 712-719).

Lo studio ha generato un acceso dibattito metodologico in letteratura, ma resta uno dei riferimenti più citati sul tema.

La complessità del riciclo

Il quadro si complica ulteriormente con la presenza delle cosiddette Nias (Non intentionally added substances), ovvero impurità, sottoprodotti di reazione e composti generati durante la lavorazione o la degradazione del materiale, che non vengono aggiunti deliberatamente ma possono essere presenti in quantità significative.

Un’analisi condotta su pellet di polietilene riciclato provenienti da diverse aree del Sud del mondo ha rilevato quasi cinquecento composti organici quantificabili a dimostrazione di come la composizione reale di una plastica riciclata sia molto più complessa di quanto suggeriscano etichette e schede tecniche (Carmona, et al. A dataset of organic pollutants identified and quantified in recycled polyethylene pellets. Data in Brief, 51, Article 109740.)

Plastica trasparente

Un problema spesso trascurato riguarda la trasparenza. Come ricordato sopra, meno del 6% delle sostanze chimiche presenti nelle plastiche è oggi soggetto a regolamentazione internazionale (PlastChem Project, 2024) e, per la maggior parte dei prodotti, le informazioni sugli additivi utilizzati non accompagnano il materiale lungo l’intera filiera fino a chi lo ricicla o lo smaltisce.

Questa mancanza di conoscenza rappresenta un ostacolo sia per la tutela della salute sia per la realizzazione di sistemi di riciclo realmente sicuri ed efficienti.

Anche il crescente interesse per le bioplastiche non elimina automaticamente queste criticità.

Sebbene il polimero possa derivare da risorse rinnovabili, molti additivi utilizzati per migliorarne le prestazioni, in particolare nel Pla, sono stati a lungo gli stessi impiegati nelle plastiche convenzionali.

La sostenibilità di un materiale dipende quindi non soltanto dall’origine della matrice polimerica, ma anche dalla natura degli additivi che contiene e dal comportamento dell’intero prodotto durante il suo ciclo di vita.

Le alternative sono ancora una nicchia

La ricerca sta sviluppando alternative più sicure e sostenibili, in particolare plasticizzanti ottenuti da oli vegetali (soia, colza, cardo) e da acido citrico, pensati per sostituire gli ftalati prodotti da fonti fossili, descritti in letteratura come non tossici, a bassa migrazione dal materiale e biodegradabili.

Restano tuttavia, a oggi, una nicchia rispetto al mercato complessivo dei plasticizzanti: la sostituzione è tecnicamente possibile ma non ancora sistemica e riguarda comunque una sola delle numerose famiglie di additivi in uso.

È necessario che il mondo della ricerca e della politica investa maggiormente su questo tipo di soluzioni. Comprendere quali sostanze vengono utilizzate, in quali quantità e con quali effetti rappresenta una delle sfide principali per costruire un’economia della plastica più trasparente, sicura e realmente sostenibile.

Crediti immagine: Depositphotos

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Gennaro agrimi: biochimico e professore all’Università di Bari, lavora all’intersezione tra ricerca di base e applicazioni industriali, concentrandosi su biotecnologie microbiche, ingegneria metabolica e biologia sintetica, con particolare attenzione alla valorizzazione degli scarti | Linkedin