Des chercheurs de l’Université métropolitaine de Tokyo ont découvert que les microplastiques, en particulier la mousse de polystyrène, présents dans la rivière Tuul, en Mongolie, contiennent des niveaux élevés de métaux lourds tels que le cuivre et le chrome. L’étude révèle que les caractéristiques de surface telles que les trous et les biofilms sur les microplastiques favorisent la collecte de ces polluants, ce qui présente des risques potentiels pour l’environnement.
Les fissures de surface et les biofilms sur les particules de plastique pourraient contribuer à la propagation de la pollution.
Une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université métropolitaine de Tokyo a étudié comment les microplastiques présents dans l’environnement accumulent les métaux lourds. Au fur et à mesure que les microplastiques se répandent, leur cargaison toxique se répand également. En se concentrant sur la mousse de polystyrène, ils ont collecté des particules le long d’une rivière traversant Ulaanbaatar, en Mongolie. Ils ont constaté que des niveaux importants de métaux lourds s’accumulaient sur les particules, reflétant l’utilisation des terres et les industries locales, ainsi que des caractéristiques de surface telles que des trous et des biofilms qui aident les polluants à s’accumuler.
La propagation des débris de plastique dans l’environnement naturel est une catastrophe écologique. Au fur et à mesure que les déchets plastiques se frayent un chemin dans les environnements terrestres et marins, souvent à cause d’une mauvaise gestion, les particules s’altèrent et se décomposent, devenant progressivement trop petites pour être facilement collectées et séparées. Légères, de faible densité et très résistantes, elles se répandent extrêmement rapidement. Bien qu’elles soient en grande partie chimiquement inertes, les scientifiques découvrent aujourd’hui qu’elles peuvent également être des vecteurs efficaces de tout ce qu’elles absorbent, y compris des polluants mortels. De nombreuses recherches sont actuellement en cours sur les types de toxines qu’elles peuvent aider à transporter et sur la manière dont elles le font.
(a-c) et (k-m) montrent des particules de mousse de polystyrène prélevées dans l’environnement et fabriquées, respectivement, photographiées à différents grossissements par microscopie électronique à balayage (MEB). (d-e) et (n-o) montrent la composition des deux mêmes types de particules, telle qu’elle ressort de la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie. Crédit : Université métropolitaine de Tokyo
Une équipe dirigée par le Dr Batdulam Battulga, chercheur affilié au département de géographie de l’université métropolitaine de Tokyo, qui travaille actuellement pour l’Agence japonaise de l’énergie atomique, et le professeur Masayuki Kawahigashi de l’université métropolitaine de Tokyo ont examiné les propriétés des particules de mousse de polystyrène collectées à différents endroits le long de la rivière Tuul qui traverse Oulan-Bator, en Mongolie. En raison du développement continu de la capitale, les déchets plastiques provenant des matériaux de construction sont devenus omniprésents dans l’environnement, en particulier la mousse de polystyrène utilisée pour l’isolation. Les minuscules fragments ont été soumis à une série de diagnostics afin de déterminer comment ils avaient changé et ce qu’ils contenaient désormais. Ils ont trouvé une série de contaminants métalliques qui ne sont pas présents dans le matériau d’origine, en particulier de grandes quantités de cuivre et de chrome. Des signaux forts ont été relevés pour des métaux associés à des utilisations spécifiques du sol ou à des industries de la ville, comme les produits chimiques utilisés dans la fabrication du verre et de la céramique et les sédiments enrichis en polluants provenant des stations d’épuration des eaux usées.
Les chercheurs ont également examiné en détail les propriétés physiques des particules elles-mêmes. Les images des particules obtenues par microscopie électronique à balayage (MEB) ont montré que l’exposition à l’environnement avait considérablement modifié les propriétés de surface des particules, créant des fractures, des trous et des piqûres. De nombreuses images montraient également des particules de cristaux minéraux, montrant comment la surface rugueuse pouvait abriter des polluants inorganiques absorbés dans l’environnement. Les chercheurs ont également trouvé des traces de biofilms, des couches de bactéries qui adhèrent aux surfaces. Ces films sont connus pour développer des charges électriques et des groupes chimiques à leur surface, qui peuvent absorber efficacement les contaminants métalliques. L’équipe a conclu que ces caractéristiques de surface jouaient un rôle clé dans la collecte des métaux lourds sur les débris de plastique, d’autant plus que l’accumulation de métaux était plus importante dans les particules de taille moyenne (5-20 mm) que dans les particules de taille microscopique (<5 mm).
En découvrant le mécanisme par lequel les métaux sont adsorbés sur les fragments de plastique, l’équipe espère comprendre l’ampleur de l’impact des polluants plastiques dans notre environnement et les dangers cachés qu’ils peuvent représenter.
Référence : « Plastic-associated metal(loid)s in the urban river environments of Mongolia » par Batdulam Battulga, Mariko Atarashi-Andoh, Jun Koarashi, Bolormaa Oyuntsetseg et Masayuki Kawahigashi, 6 juin 2023, Ecotoxicology and Environmental Safety.
DOI: 10.1016/j.ecoenv.2023.115100
Ce travail a été soutenu par une subvention de recherche avancée du gouvernement métropolitain de Tokyo, numéro de subvention R4-2.