Les plastiques, désormais omniprésents dans le monde moderne, sont devenus une menace croissante pour la santé humaine et environnementale. Partout sur la planète, les preuves de la pollution plastique s'étendent des sacs d'épicerie dans les profondeurs marines aux microplastiques dans nos approvisionnements alimentaires et même dans notre sang.

À la recherche de solutions pour contrer l'augmentation des déchets plastiques, des scientifiques de l'Université de Californie à San Diego ont développé de nouveaux matériaux biodégradables conçus pour remplacer le plastique utilisé de manière conventionnelle. Après avoir prouvé que leurs mousses de polyuréthane se biodégradent dans les composts terrestres, une équipe interdisciplinaire de scientifiques comprenant le biologiste de l'UC San Diego Stephen Mayfield et les chimistes Michael Burkart et Robert "Skip" Pomeroy ont maintenant montré que le matériau se biodégrade dans l'eau de mer. Les résultats sont publiés dans la revue Science of the Total Environment.

Les chercheurs travaillent à résoudre un problème de pollution plastique désormais décrit comme une crise environnementale mondiale. En 2010, les chercheurs ont estimé que 8 milliards de kilogrammes de plastique pénètrent dans l'océan en une seule année, avec une forte escalade prévue d'ici 2025. En entrant dans l'océan, les déchets plastiques perturbent les écosystèmes marins, migrent vers des sites centraux et forment des tourbillons de déchets tels que le Grand Pacific Garbage Patch, qui couvre une superficie de plus de 1,6 million de kilomètres carrés. Ces plastiques ne se dégradent jamais, mais se divisent plutôt en particules de plus en plus petites, devenant finalement des microplastiques qui persistent dans l'environnement pendant des siècles.

En collaboration avec la coauteure de l'étude Samantha Clements, biologiste marine et plongeuse scientifique à la Scripps Institution of Oceanography, les chercheurs de l'UC San Diego ont mené une série de tests sur leurs matériaux en polyuréthane biodégradables, actuellement utilisés comme mousses dans les premières chaussures biodégradables disponibles dans le commerce (vendues par un société dérivée appelée Blueview) - à la jetée commémorative Ellen Browning Scripps de Scripps et à l'aquarium expérimental. L'emplacement de la jetée a fourni aux scientifiques l'accès et une occasion unique de tester des matériaux dans l'écosystème naturel du littoral, qui est l'environnement exact où les plastiques indésirables sont le plus susceptibles de se retrouver.

L'équipe a découvert qu'un assortiment d'organismes marins colonise la mousse de polyuréthane et biodégrade le matériau en ses produits chimiques de départ, qui sont consommés comme nutriments par ces micro-organismes, dans l'environnement océanique. Les données de l'étude suggèrent que les micro-organismes, un mélange de bactéries et de champignons, vivent dans tout l'environnement marin naturel.

"L'élimination inappropriée du plastique dans l'océan se décompose en microplastiques et est devenue un énorme problème environnemental", a déclaré Mayfield, professeur à la School of Biological Sciences et directeur du California Center for Algae Biotechnology. "Nous avons montré qu'il est tout à fait possible de fabriquer des produits en plastique haute performance qui peuvent également se dégrader dans l'océan. Les plastiques ne devraient pas aller dans l'océan en premier lieu, mais s'ils le font, ce matériau devient de la nourriture pour les micro-organismes et non du plastique. déchets et microplastiques qui nuisent à la vie aquatique."

Les chaussures, y compris les tongs, les chaussures les plus populaires au monde, représentent un pourcentage important des déchets plastiques qui finissent dans les océans et les décharges du monde. Pour tester et analyser pleinement leurs matériaux en polyuréthane, développés à l'UC San Diego au cours des huit dernières années, l'étude a réuni des experts en biologie, en chimie des polymères et synthétiques et en sciences marines. Des échantillons de mousse ont été exposés à la dynamique des marées et des vagues et suivis des changements moléculaires et physiques à l'aide de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier et de la microscopie électronique à balayage. Les résultats ont montré que le matériau a commencé à se dégrader en aussi peu que quatre semaines. Les chercheurs ont ensuite identifié des micro-organismes de six sites marins autour de San Diego qui sont capables de décomposer et de consommer le matériau en polyuréthane.

"Aucune discipline ne peut résoudre à elle seule ces problèmes environnementaux universels, mais nous avons développé une solution intégrée qui fonctionne sur terre et nous savons maintenant aussi qu'elle se biodégrade dans l'océan", a déclaré Mayfield. "J'ai été surpris de voir combien d'organismes colonisent ces mousses dans l'océan. Cela devient quelque chose comme un récif microbien."

La liste complète des coauteurs de l'article est :Natasha Gunawan, Marissa Tessman, Daniel Zhen, Lindsey Johnson, Payton Evans, Samantha Clements, Robert Pomeroy, Michael Burkart, Ryan Simkovsky et Stephen Mayfield. + Explorer plus loin

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