Les microplastiques dans les environnements aquatiques ne sont pas de simples polluants visibles ; ils fuient en continu des mélanges chimiques complexes dans l’eau environnante, un processus accéléré par la lumière solaire. De nouvelles recherches révèlent que ces panaches invisibles, issus de divers types de plastiques, diffèrent significativement de la matière organique naturelle et pourraient impacter les écosystèmes. L’étude, publiée dans New Contaminants, fournit des insights détaillés sur ce phénomène.
Les chercheurs ont découvert comment les microplastiques dérivant dans les rivières, lacs et océans émettent des nuages invisibles de produits chimiques organiques dissous, connus sous le nom de matière organique dissoute dérivée des microplastiques (MPs DOM). Cette fuite s’intensifie sous exposition à la lumière solaire, transformant les plastiques en sources de signatures chimiques évolutives qui peuvent altérer la vie aquatique.
L’étude a examiné quatre plastiques courants : polyéthylène (PE), polyéthylène téréphtalate (PET), acide polylactique (PLA) et polybutylène adipate co-téréphtalate (PBAT). Des échantillons ont été exposés à l’eau dans des conditions d’obscurité et ultraviolettes pendant jusqu’à 96 heures. La lumière solaire a fortement augmenté la libération de carbone organique dissous de tous les types, les options biodégradables comme PLA et PBAT produisant les quantités les plus élevées en raison de leurs structures instables.
En utilisant des techniques telles que la modélisation cinétique, la spectroscopie de fluorescence, la spectrométrie de masse haute résolution et l’analyse infrarouge, l’équipe a trouvé que chaque plastique produit un mélange unique d’additifs, monomères, oligomères et fragments photo-oxydés. Les plastiques à structure aromatique comme PET et PBAT ont généré des mélanges particulièrement complexes. Avec le temps, les groupes contenant de l’oxygène tels que les alcools, carboxylates, éthers et carbonyles ont augmenté, ainsi que des additifs détectables comme les phtalates.
« Les microplastiques ne polluent pas seulement les environnements aquatiques comme des particules visibles. Ils créent aussi un panache chimique invisible qui change au fur et à mesure qu’ils se dégradent », a déclaré l’auteure principale Jiunian Guan de l’université Northeast Normal. « Notre étude montre que la lumière solaire est le principal moteur de ce processus, et que les molécules libérées des plastiques sont très différentes de celles produites naturellement dans les rivières et les sols. »
L’analyse de fluorescence a indiqué que les MPs DOM imitent plus la matière organique produite par les microbes que la matière dérivée des terres, avec des équilibres changeants de substances de type protéine, lignine et tanin en fonction du type de plastique et de l’exposition à la lumière. La libération suit une cinétique d’ordre zéro, limitée par des facteurs de surface, et sous lumière UV, la diffusion en film joue un rôle clé.
Ces panaches chimiques posent des risques en stimulant ou inhibant potentiellement la croissance microbienne, en perturbant les cycles de nutriments, en interagissant avec les métaux et les polluants, en générant des espèces réactives d’oxygène et en affectant la formation de sous-produits de désinfection. « Nos résultats soulignent l’importance de considérer le cycle de vie complet des microplastiques dans l’eau, y compris les chimiques dissous invisibles qu’ils libèrent », a noté la co-auteure Shiting Liu. Alors que la production de plastique augmente, les flux non réglementés vers les voies navigables pourraient amplifier ces effets, incitant à des modèles d’apprentissage automatique pour prédire le comportement des MPs DOM et informer les évaluations des risques.
