Microplastiche e caratteristiche chimiche del manto nevoso in tundra alpina (sito LTER Istituto Mosso)

In the present thesis, snowpack in an alpine tundra environment, the site LTER Istituto Mosso, on the slopes of Monte Rosa, was analyzed. In particular, the main chemical properties along with the microplastic content were analyzed. From February to June 2021, in a period characterized by limitations in the frequentation of mountain areas due to the COVID-19 pandemic, snow samples were taken and then analyzed in the laboratory for the determination of pH, electrical conductivity (EC) and concentration of C and N forms. The values emerged were often higher than the historical series of data available in the study area since 2009. This difference can be attributed to the influence of the large amount of Saharan dust precipitation observed in early 2021. The comparison of the measured data with what is available in the literature for other regions of the planet, showed that the concentrations are substantially similar in remote areas of high altitude around the globe, except for the Poles, where they are lower. This can be attributed to the influence that large anthropized areas exert also on remote areas, demonstrating how pollutants produced by industrial activities can be transported by air masses over long distances. Since numerous episodes of Saharan dust occurred during the winter of 2021, it was decided to analyze in more detail the effects of these events on snow chemistry. The samples taken specifically from the Saharan dust layers showed that almost all the chemical parameters analyzed had higher values than the historical series. The most significant variations were in EC and dissolved organic C. They reached values higher than those of the historical series. They reached values of 109.80 µS/cm and 17.101 mg/L, respectively, which are unprecedented globally. This shows that last winter's events were among the highest intensities ever recorded in recent times. In addition to the chemical characteristics of the snowpack, the content of microplastics (MP) present within it was also analyzed. To date, MP are considered to all intents and purposes atmospheric pollutants and their presence has been confirmed even in the most remote environments in the world (including the Arctic and Antarctica), including the snow of high-altitude alpine areas. The densities found from February to June 2021 present an average value of 336.93 ± 94.88 items/L, in line with other studies carried out in remote areas. The particles analyzed consisted of 72% fibers and 28% fragments and were predominantly white/transparent and black in color. Nearly 50% of the MPs are in the smallest size class (100-500 µm). The MP found in the present work constitute a real environmental blank. The particles found are mainly attributable to transport and atmospheric deposition and to a minimum extent to the influence of local anthropic activities. In the past winter, in fact, due to the COVID-19 pandemic, there was not the classic flow of skiers who normally attend the ski resorts in the vicinity of the study area, so the MPs that can usually be attributed to contamination in situ (such as wear and tear of clothing and ski equipment) are to be considered minor.

Nell’ambito della presente tesi è stato analizzato il manto nevoso in un ambiente di tundra alpina, ovvero il sito LTER Istituto Mosso, alle pendici del Monte Rosa. In particolare, sono state analizzate le principali proprietà chimiche unitamente al contenuto di microplastiche. Da febbraio a giugno 2021, in un periodo caratterizzato da limitazioni della frequentazione delle aree montane a causa della pandemia COVID-19, sono stati prelevati campioni di neve poi analizzati in laboratorio per la determinazione di pH, conducibilità elettrica (CE) e concentrazione delle forme di C e N. I valori emersi sono risultati spesso maggiori rispetto alle serie storiche di dati disponibili nell’area di studio a partire dal 2009. Tale differenza è imputabile all’influenza delle numerose precipitazioni di dust sahariano che si sono osservate nei primi mesi del 2021. Dal confronto dei dati misurati con quanto disponibile in letteratura per altre regioni del Pianeta, è emerso che le concentrazioni sono sostanzialmente simili nelle aree remote di alta quota di tutto il globo, ad eccezione dei Poli, dove invece risultano inferiori. Ciò è da attribuire all’influenza che le grandi aree antropizzate esercitano anche nei confronti delle zone remote, a dimostrazione di come gli inquinanti prodotti dalle attività industriali possano essere trasportati dalle masse d’aria a notevoli distanze. Poiché durante l’inverno 2021 si sono verificati numerosi episodi di dust sahariano, si è deciso di analizzare in maniera più dettagliata gli effetti sulla chimica della neve apportati da tali eventi. Dai campioni prelevati specificamente dagli strati di dust sahariano è emerso come quasi tutti i parametri chimici analizzati abbiano presentato dei valori più elevati rispetto alle serie storiche. Le variazioni più significative sono a carico di CE e C organico disciolto. Esse, infatti, hanno raggiunto valori rispettivamente di 109,80 µS/cm e 17,101 mg/L, che non hanno precedenti a livello globale. Ciò dimostra come gli eventi dell’inverno passato siano stati di intensità tra le più elevate mai registrate in tempi recenti. Oltre alle caratteristiche chimiche del manto nevoso, è stato anche analizzato il contenuto di microplastiche (MP) presente al suo interno. Ad oggi, le MP sono considerate a tutti gli effetti degli inquinanti atmosferici e la loro presenza è stata confermata anche negli ambienti più remoti al mondo (Artide e Antartide inclusi), compresa la neve delle zone alpine di alta quota. Le densità riscontrate da febbraio a giugno 2021 presentano un valore medio di 336,93 ± 94,88 particelle/L, in linea con altri studi svolti in aree remote. Le particelle analizzate sono costituite per il 72% da fibre e per il 28% da frammenti e sono prevalentemente di colore bianco/trasparente e nero. Quasi il 50% delle MP è compreso nella classe dimensionale più piccola (100-500 µm). Le MP riscontrate nel presente lavoro costituiscono un vero e proprio bianco ambientale, ovvero le particelle trovate sono da attribuire principalmente al trasporto e alla deposizione atmosferica ed in minima parte all’influenza di attività antropiche locali. Nell’inverno passato, infatti, a causa della pandemia COVID-19, non vi è stato il classico flusso di sciatori che normalmente frequentano gli impianti in prossimità dell’area di studio, per cui le MP che solitamente si possono attribuire alle contaminazioni in loco (come l’usura di vestiti ed attrezzature sciistiche) sono da ritenersi minoritarie.