Alors que le plastique dans les océans se décompose en morceaux de plus en plus petits sans se décomposer chimiquement, les microplastiques qui en résultent deviennent un grave problème d’environnement. Une nouvelle étude de l’Institut Weizmann des Sciences (Israël) révèle un aspect troublant des microplastiques, définis comme des particules de moins de 5mm de diamètre. Ils sont emportés dans l’atmosphère et transportés par le vent vers des zones éloignées de l’océan, y compris dans des zones qui semblent épargnées.
L’aérosolisation est le processus ou l’acte de conversion d’une substance physique sous forme de particules suffisamment petites et légères pour être transportées dans l’air, c’est-à-dire en aérosol (wikipedia).
L’étude révèle que ces minuscules fragments peuvent rester en suspension dans l’air plusieurs heures ou plusieurs jours, augmentant le risque de nuire à l’environnement marin, de remonter la chaîne alimentaire et d’affecter la santé humaine. «Quelques études ont trouvé des microplastiques dans l’atmosphère juste au-dessus de l’eau près des rives», explique le Dr Miri Trainic, dans les groupes du Pr Ilan Koren du Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Institut en collaboration avec celui du Pr Yinon Rudich du même département, et le Pr Assaf Vardi du Département des sciences végétales et environnementales de l’Institut. « Mais nous avons été surpris de trouver une quantité non négligeable au-dessus d’une eau apparemment vierge ».
Ilan Koren et Assaf Vardi collaborent depuis plusieurs années à des études visant à comprendre l’interaction entre l’océan et l’air. Si la manière dont les océans absorbent les matériaux de l’atmosphère a été bien étudiée, le processus inverse – l’aérosolisation, par laquelle des volatiles, des virus, des fragments d’algues et d’autres particules sont entraînés de l’eau de mer vers l’atmosphère – a été beaucoup moins étudié. Des échantillons d’aérosols ont été collectés pour les laboratoires Weizmann lors de la traversée du navire de recherche Tara en 2016, une goélette sur laquelle plusieurs équipes de recherche internationales se réunissent à la fois pour étudier les effets du changement climatique, principalement sur biodiversité marine.
L’équipe de Weizmann a posé leur équipement de mesure au sommet d’un des mâts de Tara (afin d’éviter les aérosols produits par la goélette elle-même) et le Dr J. Michel Flores, du groupe Koren, a rejoint la mission de collecte pendant que la goélette traversait l’océan Atlantique Nord.
Identifier et quantifier les morceaux de microplastiques piégés dans leurs échantillons d’aérosol ne fut pas chose facile car les particules furent difficiles à détecter au microscope. Pour comprendre quel plastique pénétrait dans l’atmosphère, l’équipe a effectué des mesures de spectroscopie portable Raman avec l’aide du Dr Iddo Pinkas du soutien à la recherche chimique de l’Institut afin de déterminer leur composition chimique et leur taille.
Les chercheurs ont détecté des niveaux élevés de plastiques courants (polystyrène, polyéthylène, polypropylène…) dans leurs échantillons. Ensuite, en calculant la forme et la masse des particules de microplastiques, ainsi que les directions et les vitesses moyennes du vent sur les océans, l’équipe a montré que la source de ces microplastiques était très probablement les sacs en plastique et autres déchets plastiques qui avaient été jetés près du rivage. et s’est frayé un chemin dans l’océan à des centaines de kilomètres. La vérification de l’eau de mer sous les sites d’échantillonnage a montré le même type de plastique que dans l’aérosol, ce qui appuie l’idée que les microplastiques pénètrent dans l’atmosphère par des bulles à la surface de l’océan ou sont ramassés par les vents et transportés par les courants d’air vers des régions éloignées. de l’océan.
«Une fois que les microplastiques sont dans l’atmosphère, ils sèchent et ils sont exposés à la lumière UV et aux composants atmosphériques avec lesquels ils interagissent chimiquement. Les particules qui retombent dans l’océan sont susceptibles d’être encore plus nocives ou toxiques qu’auparavant pour toute vie marine qui les ingère», explique Miri Trainic. «De plus, certains de ces plastiques deviennent des supports pour la croissance bactérienne de toutes sortes de bactéries marines, de sorte que le plastique en suspension dans l’air pourrait offrir un tour gratuit à certaines espèces, y compris les bactéries pathogènes qui sont nocives pour la vie marine et humains », ajoute Assaf Vardi.
«La quantité réelle de microplastique dans les aérosols océaniques est presque certainement supérieure à ce que nos mesures ont montré, car notre configuration n’a pas été en mesure de détecter ces particules en dessous de quelques micromètres. En plus des plastiques qui se décomposent en morceaux encore plus petits, il y a les nanoparticules qui sont ajoutées aux cosmétiques et qui sont facilement lavées dans l’océan, ou qui se forment dans l’océan par fragmentation microplastique», explique Miri Trainic. Dans le cas des particules de plastique, la taille importe parce que les particules plus légères peuvent rester en suspension pendant de plus longues périodes.
Lorsqu’elles atterrissent à la surface de l’eau, elles sont plus susceptibles d’être avalées par une faune marine tout aussi petite, qui, bien entendu, ne peut pas les digérer. Ainsi, chacune de ces particules peut nuire à un organisme marin ou remonter la chaîne alimentaire et dans notre corps. «Enfin, comme tous les aérosols, les microplastiques font partie des grands cycles planétaires, par exemple, le carbone et l’oxygène, car ils interagissent avec d’autres parties de l’atmosphère. Parce qu’ils sont à la fois légers et durables, nous verrons plus de microplastiques transportés dans l’air à mesure que les plastiques qui polluent déjà nos océans se décomposent, même si nous n’ajoutons plus de plastiques à nos voies navigables», déclare Ilan Koren.
Le Pr Ilan Koren est directeur du centre de Botton pour les sciences marines. Chef du Centre de la famille Sussman pour l’étude des sciences de l’environnement ; et chef du Centre de recherche sur l’eau et le climat de la Fondation Dr. Scholl.
Publication dans Nature 18 déc. 2020
Traduction/adaptation Esther Amar pour Israël Science Info