È ormai divenuta consuetudine uscire di casa portando con sé una mascherina monouso, se non si è in possesso di una in stoffa riutilizzabile, al fine di limitare la diffusione del coronavirus. Il problema sempre più pressante è: come smaltire le migliaia di mascherine, che ogni giorno vengono utilizzate, senza gravare ulteriormente sull’ambiente?
Mascherine monouso: impatto ambientale
Le comuni mascherine chirurgiche azzurre, che siamo oramai abituati a portare sempre con noi, come facciamo con accessori di varia natura, hanno una seconda vita che non va sottovalutata in termini di impatto ambientale.
Come riportato in un articolo pubblicato sulla rivista britannica The Guardian, in aggiunta alle migliaia di piatti e bicchieri di plastica ed altri oggetti monouso, che da anni sono divenuti occupatori indesiderati, quanto abituali, delle acque dei nostri mari, la pandemia ha portato in dote, figurativamente parlando, una nuova fonte di inquinamento: mascherine, guanti e flaconi di sanificatori per mani.
Laurent Lombard, attivista dell’associazione no-profit francese Opération Mer Propre, tra le quali attività risulta appunto la periodica raccolta di rifiuti plastici, e non, nella regione della Costa Azzurra, ha così riassunto la sua preoccupazione in tal senso: “A conoscenza di ciò (del fatto che le autorità abbiano ordinato 2 miliardi di mascherine monouso, ndr), presto correremo il rischio di avere più maschere che meduse nel Mediterraneo”.
Difficoltà di smaltimento
La difficoltà nello smaltire le mascherine è correlata ad una moltitudine di fattori. In primo luogo, le mascherine utilizzate in luoghi pubblici, quali ospedali, mezzi di trasporto pubblici, supermercati e quant’altro, sono ad alto rischio di contaminazione, il che rende difficile lo smaltimento.
Inoltre, le suddette mascherine risultano difficili da smaltire, in quanto rilasciano nell’atmosfera una grandissima quantità di sostanze chimiche tossiche, nel caso in cui si proceda allo smaltimento per incenerimento. Allo stesso tempo, questi personal protective equipment (PPE), conosciuti anche con l’abbreviazione DPI (dispositivi di protezione individuale), risultano costituiti da svarianti componenti e materiali, tra i quali diversi polimeri (polistirene, polipropilene, polietilene, poli-vinil cloruro e molti altri), difficilmente separabili, che ne rendono complesso un’eventuale riciclo.
Composizione di una mascherina monouso.
In uno studio condotto da un gruppo di ricerca del Dipartimento di Environment and Energy, dell’Università di Sejong, sono state identificate le diverse componenti delle mascherine monouso, come mostrato in figura.
Le componenti risultano essere: quattro strati che fungono da filtro (Layer 1-4), un filo metallico (Nose wire), che funge da supporto sul naso, e un elastico (Ear strap), per il supporto auricolare. I filtri e l’elastico risultano costituiti da materiali plastici, la cui composizione è stata studiata mediante FTIR, spettroscopia infrarossi in trasformata di Fourier.
La FTIR consiste nella misura dell’interazione infrarossa con la materia, in termini di assorbimento, emissione e riflessione. È una tecnica utilizzata per l’identificazione delle sostanze chimiche o dei gruppi funzionali di componenti solidi, liquidi o gassosi.
Attraverso tale tecnica, i picchi caratteristici degli spettri degli strati 1, 3 e 4 del filtro suggeriscono una composizione prevalentemente a base di polipropilene (PP), mentre il secondo strato di polietilene (PE). L’elastico risulta composto in prevalenza da nylon, mentre il filo metallico da ferro e, in minor parte, da zinco, titanio, calcio e manganese.
La quantità di ciascun componente è stata poi misurata ricorrendo ad una misura gravimetrica.
Pirolisi: una nuova possibilità a favore dell’ambiente.
Mediante un preliminare studio di analisi termo-gravimetrico, è risultato che la maggior degradazione termica, delle componenti della maschera, avviene tra 330°C e 495°C, che risultano essere contenute all’interno del range di temperature di degradazione del PE e del PP, i maggiori costituenti della mascherina stessa (rispettivamente 13,77% e 73,33% del totale).
Un successivo studio è risultato utile per valutare l’impatto ambientale che avrebbe il processo di pirolisi della mascherina, in termini di emissioni di CO ed altre sostanze tossiche o inquinanti.
La pirolisi è un processo chimico che prevede la scissione o decomposizione chimica del materiale esclusivamente attraverso l’applicazione di calore (energia termica), in assenza di ossigeno e ad alta pressione. Le lunghe catene polimeriche (idrocarburiche nel nostro caso) vengono scisse nei monomeri o oligomeri costituenti.
Da quest’analisi, mediante l’utilizzo di CO2, è risultata una prevalente emissione di idrogeno (H2) e metano (CH4), più facilmente smaltibili. In particolare, l’anidride carbonica ha ricoperto il fondamentale ruolo di gas purificatore, permettendo la riduzione nelle emissioni di monossido di carbonio (CO), altamente inquinante, e di altri idrocarburi di difficile smaltimento. In questa maniera, il gruppo di ricerca suggerisce che potrebbe essere possibile smaltire le mascherine senza gravare ulteriormente sull’ambiente, ma anzi riuscendo ad utilizzare la CO2 atmosferica come mezzo purificatore.
Un’ulteriore ricerca eseguita da un gruppo di ricerca dell’Università di Dehradun, nello stato federale indiano dell’Uttarakhand, suggerisce la possibile conversione del polipropilene, componente principale dei suddetti DPI, in biocarburante, sempre mediante il processo di pirolisi. Attraverso tale reazione, i ricercatori sostengono la possibilità di convertire i residui plastici di scarto in carburante liquido, riutilizzabile a livello industriale.
Articolo a cura di Giammarco Pasqua