Il metodo di analisi semiautomatico di nuova concezione combina la colorazione della microplastica, un colorante fluorescente (rosso Nilo) e algoritmi di apprendimento automatico. Il primo algoritmo (albero decisionale) aiuta a determinare se le particelle sono di plastica o meno (Plastic Detection Model – PDM). Un secondo algoritmo (Random Forest) classifica le particelle di plastica in base alla loro tipologia di polimero (modello di identificazione dei polimeri – PIM).
Le prestazioni di questi due modelli sono state inizialmente validate per le microplastiche (50-1200 μm). Poi anche per le microplastiche che i ricercatori hanno lasciato esporre agli elementi in condizioni semi-controllate in acque marine superficiali e profonde. I modelli di foresta casuale si sono rivelati più affidabili per identificare i polimeri, anche per le particelle
Come terzo passo, i ricercatori hanno iniettato microplastiche rilevanti dal punto di vista ambientale negli organismi marini, che sono stati poi estratti e analizzati. I modelli Random Forest si sono dimostrati ancora una volta molto affidabili per il rilevamento e l’identificazione sia della plastica autentica (precisione >88%) che della maggior parte della plastica alterata (>70%). Per particelle tra 2 e 10 micrometri è possibile ottenere una precisione superiore al 90%.
Infine, Nelly ha testato le prestazioni di entrambi i modelli su campioni di acqua di mare e sedimenti reali provenienti dal Mare del Nord belga. Anche in questo caso la combinazione di protocolli e modelli di estrazione ottimizzati si è dimostrata affidabile, almeno per le molecole non fibrillari. Rilevare le fibre microplastiche non è impossibile, ma non è ancora perfetto. Migliorarlo non rientrava nei tempi di questo dottorato. Un caso di studio nel Mare del Nord ha portato all’identificazione dell’area di smaltimento dragata “Loswal Zeebrugge-Oost” come un vero e proprio hotspot per le microplastiche.
Infine, è stata eseguita un’analisi costo-efficacia dei metodi di analisi comunemente utilizzati per le microplastiche nell’acqua di mare e sono stati sviluppati strumenti predittivi che forniscono informazioni oggettive a ricercatori e decisori politici, tra gli altri, per fare una scelta informata tra diversi metodi di analisi e per determinare l’efficienza nell’utilizzo delle proprie risorse finanziarie per il monitoraggio e lo studio.
Nelly Myers ha difeso il suo dottorato di ricerca il 19 giugno presso l’InnovOcean Campus di Ostenda. Il promotore del dottorato è il Prof. medico. Colin Jansen (UGent) sotto la supervisione del Dr. ehm. Paavo de Wit (ILVO) e il Dott. ehm. Gert Everett (VLIZ).
Questa ricerca è stata condotta nell’ambito del progetto Andromeda, finanziato dall’Ufficio federale belga per la politica scientifica (BELSPO). Il lavoro sperimentale è stato svolto nei laboratori del Flemish Marine Institute (VLIZ) e dell’Istituto per l’agricoltura, la pesca e la ricerca alimentare (ILVO) di Ostenda.
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