Valutazione di diverse fonti di radicali ossidrile nella degradazione del poli(stirene-co-acrilonitrile)

Microplastics (MP) represent a growing environmental threat due to their persistence and potential impact on aquatic ecosystems. Among the processes influencing their fate in surface waters, oxidation mediated by hydroxyl radicals (•OH) can play a crucial role in their chemical degradation. This study aims to evaluate the effectiveness of different •OH radical sources—hydrogen peroxide, nitrate, and nitrite—in the degradation of poly(styrene-co-acrylonitrile) (SAN), a polymer widely used in the industrial sector. Experiments were conducted under controlled laboratory conditions, both with and without exposure to UV-B light, to simulate degradation processes under environmentally relevant conditions. The formation of •OH radicals was monitored using a fluorescent probe molecule, disodium terephthalate, while the release and degradation products of SAN were analyzed through ion chromatography (IC), mass spectrometry (LC-MS), and total organic carbon (TOC) analysis. The results showed that under dark conditions and in the absence of reagents, a slight accumulation of organic matter occurred over time, whereas in the presence of •OH radicals and UV-B light, SAN degradation increased. This suggests that phototransformation and photooxidation processes may play a key role in the degradation of microplastics. This study contributes to the understanding of MP degradation processes in aquatic systems, with implications for assessing their environmental impact and developing strategies to mitigate plastic pollution.

Le microplastiche (MP) rappresentano una crescente minaccia ambientale a causa della loro persistenza e del potenziale impatto sugli ecosistemi acquatici. Tra i processi che ne influenzano il destino nelle acque superficiali, l'ossidazione mediata dai radicali ossidrile (•OH) può giocare un ruolo fondamentale nella loro degradazione chimica. Questo studio si propone di valutare l’efficacia di diverse fonti di radicali •OH – perossido di idrogeno, nitrato e nitrito – nella degradazione del poli(stirene-co-acrilonitrile) (SAN), un polimero ampiamente utilizzato in ambito industriale. Gli esperimenti sono stati condotti in condizioni controllate di laboratorio, con e senza esposizione alla luce UV-B, per simulare processi di degradazione in condizioni simili a quelle ambientali. La formazione dei radicali •OH è stata monitorata mediante una molecola sonda fluorescente, il disodio tereftalato, mentre i prodotti di rilascio e di degradazione del SAN sono stata analizzati attraverso tecniche di cromatografia ionica (IC), spettrometria di massa (LC-MS) e analisi del carbonio organico totale (TOC). I risultati hanno evidenziato che in condizioni di buio e assenza di reagenti si ha un lieve accumulo di materia organica nel tempo mentre in presenza di radicali •OH e luce UV-B la degradazione del SAN aumenta, suggerendo che processi di foto-trasformazione e foto-ossidazione possono avere un ruolo chiave nella degradazione delle microplastiche. Questo studio fornisce un contributo alla comprensione dei processi di degradazione delle MP nei sistemi acquatici, con implicazioni per la valutazione del loro impatto ambientale e lo sviluppo di strategie per la mitigazione dell'inquinamento da plastica.