Analysis of Microplastic Accumulation in the Sediments of the Bandella Artificial Lake (Arno River Basin)

Microplastics are increasingly recognized as a widespread pollutant in freshwater environments, with fluvial and lacustrine systems playing a key role in their transport and accumulation. The following thesis project investigates microplastics accumulation in the environment, focusing on the identification and quantification of these plastic particles in the sediments of the artificial lake present in the natural reserve of Bandella and Valle dell’ Inferno, located in the province of Arezzo in Tuscany, near the Arno River. A 4-metre sediment core was retrieved from the sampling area. After identifying the horizon corresponding to the lake establishment in 1958, starting from the surface, one sample every 20 centimetres was collected, for a total of 15 sediment samples along the continuous stratigraphic core. Overall, 673 microplastic particles were identified, with concentrations ranging from 0.44 to 42.12 MPs/g (average of 5.8 MPs/g). Microplastics were found in all the collected samples, with fibres representing the predominant morphology, being the 83.6% of the whole particles. The concentration distribution over depth displayed a general increasing trend towards the surface, highlighting the increase of microplastic production from the dam establishment to the present day. The concentration values were further evaluated in comparison to the fine-grained sediment fraction and to the plant debris content of each sample. Our study showed the occurrence of a moderate positive correlation between the number of microplastics and the content of clay and silt present in the environment. Highlighting how these two variables are related to each other. A similar positive correlation was found when comparing the microplastic abundance and the plant debris content, showing how the presence of organic matter in the system can change the entrapment conditions of microplastic particles.

Le microplastiche sono sempre più riconosciute come contaminanti diffusi negli ambienti di acqua dolce, dove i sistemi fluviali e lacustri svolgono un ruolo chiave nei processi di trasporto e accumulo. Il seguente studio analizza le dinamiche di accumulo delle microplastiche nell’ambiente, concentrandosi sulla identificazione e quantificazione delle particelle di plastica presenti nei sedimenti del lago artificiale situato all’interno della riserva naturale di Bandella e Valle dell’Inferno lungo il fiume Arno, nella provincia di Arezzo in Toscana. Una carota di 4 metri è stata recuperata dall’area di campionamento. Dopo aver identificato l’orizzonte corrispondente alla creazione del lago nel 1958, iniziando dalla superficie, è stato raccolto un campione ogni 20 centimetri, per un totale di 15 campioni lungo la carota. In totale sono state identificate 673 microplastiche, con concentrazioni comprese tra 0.44 e 42.12 MPs/g, con un valore medio di 5.8 MPs/g. Le microplastiche sono state trovate in tutti i livelli campionati, con le fibre che rappresentano la morfologia predominante, pari all’83.6% delle particelle totali. La distribuzione della concentrazione rispetto alla profondità mostra un generale trend di crescita verso la superficie, evidenziando l’aumento nella produzione di microplastiche avvenuto dalla realizzazione della diga ad oggi. Le concentrazioni sono poi state studiate in correlazione con la frazione granulometrica fine dei sedimenti e con il contenuto di detriti vegetali di ogni campione. I risultati mostrano la presenza di una moderata correlazione positiva tra il numero di microplastiche e il contenuto di limo e argilla presenti nell’ambiente, evidenziando come queste due variabili siano legate tra loro. Una simile correlazione positiva è stata trovata comparando il contenuto microplastiche e di detrito vegetale, mostrando come la presenza di materia organica nel sistema può cambiare le condizioni di intrappolamento delle particelle.