Et s’il existait un matériau semblable au plastique qui pourrait absorber l’excès de nutriments présents dans l’eau et être utilisé comme engrais lorsqu’il se décompose ? Ce produit, un matériau « bioplastique », a été créé par le professeur de chimie de l'Université de la Saskatchewan (USask), le Dr Lee Wilson, et son équipe de recherche, comme l'explique un article récemment publié dans RSC Sustainability. . L'équipe de recherche comprend un doctorat. le candidat Bernd G. K. Steiger, l'étudiant en licence Nam Bui et le stagiaire postdoctoral Bolanle M. Babalola.

"Nous avons fabriqué un matériau bioplastique qui fonctionne comme un absorbant et élimine le phosphate de l'eau, alors que des niveaux élevés de phosphate dans les eaux de surface constituent un énorme problème mondial de sécurité de l'eau", a-t-il déclaré. "Vous pouvez récolter ces granulés et les distribuer comme engrais agricole."

Wilson, membre du Global Institute for Water Security (GIWS), et son équipe de laboratoire de recherche, se concentrent sur le développement de formes de « bioplastique », un matériau qui ressemble au plastique mais qui est constitué de matériaux biologiques (ou biomatériaux) conçus pour se décomposer.

Comme le plastique, les bioplastiques peuvent être utilisés de nombreuses façons, depuis des matériaux d'emballage tels que des boîtes en bioplastique ou des sacs en plastique conçus pour contenir des aliments.

Ce matériau bioplastique est une pastille biocomposite qui contient un polysaccharide marin (chitosane), des coquilles d'œufs et de la paille de blé. Le granulé est son propre matériau en « boucle fermée » qui absorbe le phosphate des sources d'eau et est ensuite utilisé comme source d'engrais pour les applications agricoles.

Le phosphate est un nutriment essentiel couramment utilisé dans les engrais agricoles. En tant que produit chimique clé dans la culture alimentaire dans le monde, un excès de phosphate dans les sources d’eau peut entraîner une croissance accrue des plantes aquatiques, telles que les algues bleu-vert. Les algues bleu-vert peuvent libérer des toxines nocives pour les humains et les animaux.

Le phosphate est également une ressource non renouvelable et est obtenu grâce à l’exploitation minière de la roche phosphatée. Les minéraux phosphatés ont un approvisionnement limité et peuvent être épuisés lorsqu'ils s'échappent du sol vers les sources d'eau environnantes.

Ce système en boucle fermée est une solution alternative à l’extraction du phosphate et à l’utilisation des nutriments déjà présents dans les sources d’eau. C'est également une alternative aux produits qui utilisent des revêtements plastiques pour fournir des engrais aux terres agricoles, ce qui finit par devenir une pollution microplastique.

Les microplastiques constituent une préoccupation de plus en plus grande dans le monde ; leur impact à long terme sur les humains, les animaux et l'environnement n'est pas encore complètement connu.

"Lorsque ces (plastiques) se décomposent dans l'environnement, ils forment en réalité des microplastiques", a-t-il déclaré. "Les microplastiques ont une taille physique inférieure ou égale à un micron. Ils contiennent des plastifiants et d'autres produits chimiques qui peuvent contaminer l'eau."

Les produits chimiques ajoutés pour rendre le plastique souple sont ceux qui rendent le matériau toxique, a expliqué Wilson. Plus le plastique est flexible ou mou, plus de composants ont probablement été ajoutés.

Le plastique utilisé pour les bouteilles d'eau, le cuir synthétique ou les contenants de bonbons est constitué de polypropylène ou de polyéthylène, des matériaux solides contenant des additifs chimiques qui peuvent s'échapper du produit dans les décharges lorsque l'eau s'y infiltre, a-t-il expliqué. P>

"Au cours de la dernière décennie, à mesure que le plastique se décompose en petites particules, il peut se retrouver dans les aliments et pénétrer dans les cellules", a déclaré Wilson. Les microplastiques peuvent pénétrer dans l'océan, dans les eaux souterraines et dans les plantes qui sont récoltées et transformées en aliments.

"Si vous placez un contenant de margarine en plastique dans votre jardin et que vous l'enterrez, il pourrait y rester pendant 50 ans ou plus jusqu'à ce qu'il commence à s'effondrer. Mais ce sont ces petites particules qui sont nocives pour la santé humaine."

"Avec les bioplastiques, vous pouvez éviter tout cela et vous obtenez essentiellement quelque chose qui se décompose en ses composants d'origine ou qui peut être plus facilement composté ou dégradé par des processus naturels", a-t-il ajouté.

Wilson a ajouté que la réduction des matières synthétiques et des plastiques dans l’environnement aurait également un impact. Par exemple, si le plastique était composé à 90 % de bioplastique et à 10 % de synthétique, cela réduirait la charge globale sur l'environnement et permettrait éventuellement au plastique de se décomposer plus facilement.

"L'un des problèmes liés aux microplastiques est qu'il existe de nombreuses technologies disponibles pour éliminer le plastique de l'océan, mais il s'agit de la volonté et de la volonté politique (de l'empêcher), mais la science et la technologie sont déjà là."

Plus d'informations : Bernd G. K. Steiger et al, Eggshell a incorporé des granulés adsorbants de déchets agricoles pour une capture durable des orthophosphates à partir de milieux aqueux, RSC Sustainability (2024). DOI :10.1039/D3SU00415E

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Fourni par l'Université de la Saskatchewan