Débris de plastique sur une plage isolée du golfe d'Alaska. Les débris à terre peuvent se transformer en microplastiques, être mangé par la faune locale, ou retourner à l'eau, où il peut être transporté sur de longues distances par les courants océaniques. Certains des plastiques ici proviennent du tsunami japonais de 2011. Crédit :Chris Pallister/GoAK.org.
Le professeur Rob Hale du Virginia Institute of Marine Science de William &Mary est l'auteur principal d'un nouvel article sur les « Grands défis » commandé pour marquer le 100e anniversaire de l'American Geophysical Union, la plus grande association mondiale de scientifiques de la Terre et de l'espace avec plus de 60, 000 membres dans 137 pays.
Le papier, "Une perspective mondiale sur les microplastiques, " est co-écrit par Meredith Seeley, doctorante du VIMS et le chercheur principal Dr Mark LaGuardia, avec les Drs. Lei Mai et Eddy Zeng de l'Université de Jinan à Guangzhou, Chine.
Les « microplastiques » sont des particules microscopiques fabriquées pour des produits tels que les exfoliants pour le visage, ou produit lorsqu'il est physique, chimique, et les forces biologiques décomposent de plus gros morceaux de débris de plastique. Les scientifiques et le public craignent largement que ces minuscules fragments synthétiques aient un impact sur les écosystèmes marins.
Le directeur exécutif/PDG de l'AGU, Chris McEntee, a déclaré que les Grands Défis « représentent une collection spéciale d'articles de synthèse en libre accès dans le but commun de transformer les sciences de la Terre et de l'espace pour relever les défis d'aujourd'hui et les opportunités de demain. Ils explorent où les principales recherches et découvertes sont nécessaires pour répondre aux questions fondamentales de notre compréhension de la Terre et du système solaire."
Pas seulement un problème d'océan
Le document de l'équipe paraît dans le numéro de janvier du Journal of Geophysical Research :Océans , mais Hale s'empresse de souligner que les microplastiques sont également une préoccupation en dehors de l'environnement marin.
"Ce n'est pas seulement un problème d'océan, " dit Hale. " Il y a de plus en plus de preuves que les microplastiques sont distribués à travers la surface terrestre et dans l'air. Nous ouvrons enfin les autres cartons et découvrons une empreinte assez conséquente."
En effet, la nature large de la menace microplastique est un objectif principal du manuscrit des auteurs. "Nous soulignons que les microplastiques sont un phénomène mondial qui ne peut pas être correctement compris ou traité dans le seul contexte de l'environnement marin, " dit Hale. " Les plastiques sont produits, utilisé, et jetés à terre, et se disperser dans les sols, rivières, et l'ambiance. Le chat est déjà sorti du sac si vous parlez de traiter ces matériaux après qu'ils aient atteint l'océan."
Les chercheurs notent que la portée mondiale du problème s'étend également à la sphère sociale. "Nous devons reconnaître que la pollution par les microplastiques est un problème international qui ne respecte pas les frontières politiques, " dit Seeley. " Comme pour le changement climatique et la gestion des espèces, les nations développées et émergentes devront coopérer pour trouver des solutions équitables."
Tout le plastique n'est pas pareil
Un deuxième objectif de l'article est de faire reconnaître plus largement que « plastique » est un terme fourre-tout pour un ensemble complexe de matériaux dont la composition chimique varie, Taille, texture, et la forme, y compris les granulés, fragments, et fibres. Pour ajouter à la complexité, les plastiques sont souvent imprégnés d'additifs, y compris les retardateurs de flamme et les inhibiteurs d'UV, qui peuvent elles-mêmes avoir des impacts environnementaux et sanitaires.
"Les gens supposent souvent que tous les plastiques sont les mêmes et se comportent de manière identique dans l'environnement, " dit Hale, "mais ce n'est pas du tout le cas. Pour résoudre les questions clés et atténuer les impacts possibles, tout le monde—fabricants, scientifiques, spécialistes de la santé, ingénieurs, économistes, créateurs de politiques, et d'autres, doivent collaborer pour mieux comprendre la composition et la nature des produits en plastique et de leurs additifs."
La plupart des déchets plastiques commencent leur vie sur terre. Crédit :© D. Malmquist/VIMS.
Les chercheurs soulignent également que les caractéristiques des microplastiques peuvent changer et changent pendant et après leur utilisation. "La complexité des microplastiques devient encore plus alambiquée une fois qu'ils pénètrent dans l'environnement et commencent à s'entremêler et à s'altérer, " dit LaGuardia. " Nous devons mieux comprendre ces complexités, en particulier dans les zones de transition telles que les estuaires.
Pour acquérir cette compréhension, les auteurs recommandent à la communauté des chercheurs d'aller au-delà des études d'habitats individuels, gammes de tailles, types de polymères, ou des formulaires ; et dans des études plus holistiques des caractéristiques changeantes des microplastiques et de leurs impacts sur la santé et les processus des écosystèmes.
Un besoin de meilleurs outils
Le troisième message principal des chercheurs est qu'une compréhension globale de la question des microplastiques, et les réponses les plus efficaces, nécessitera de meilleurs outils d'analyse.
"Pour comprendre les impacts réels des microplastiques, " dit Hale, « nous devons améliorer nos capacités d'échantillonnage et d'analyse, y compris la capacité d'étudier les nanoplastiques et les matériaux altérés. » Les nanoplastiques sont des particules encore plus petites que les microplastiques, avec des tailles allant de 1 nanomètre à 1, 000 nanomètres ou un micron. Un brin d'ADN mesure environ 2,5 nanomètres de diamètre.
Hale dit que les instruments de pointe actuels, tels que les microscopes FTIR et Raman, « fournissez de très bonnes informations lorsque vous vous concentrez sur une seule particule de microplastique. » Le problème, il dit, est que de nombreux échantillons contiennent des milliers de particules différentes, et beaucoup de ces particules sont vraiment, vraiment petit.
"Il y a une déconnexion, " dit Hale. " Une grande partie de notre technologie ne peut pas descendre à moins de 10 microns, et en termes d'effets sur les organismes, nous pensons que les particules plus petites peuvent être plus toxiques. » En essayant de combler cet écart, VIMS a récemment reçu un financement du programme NOAA Marine Debris pour étudier les interactions entre les particules inférieures à 10 microns et les maladies infectieuses chez les poissons.
Des effets sur la santé humaine ?
Les préoccupations des auteurs concernant les microplastiques s'étendent aux impacts potentiels sur la santé humaine.
« Il y a eu des inquiétudes concernant l'ingestion de microplastiques provenant de fruits de mer, mais l'environnement intérieur est notre plus grande menace directe, " dit Hale. " Beaucoup de gens dans les pays développés passent presque tout leur temps à l'intérieur, dans des espaces de plus en plus étanches à l'air et isolés avec des choses comme la mousse de polystyrène. Notre exposition aux microplastiques provenant de la respiration et de l'ingestion de poussières intérieures peut avoir des conséquences toxicologiques, mais il y a eu très peu de recherches."
Pour répondre à ces préoccupations, Hale et ses collègues du VIMS acquièrent un spectromètre de masse à temps de vol, qui, espérons-le, leur permettra de mieux analyser les contaminants chimiques associés aux microplastiques, ainsi que ceux trouvés dans d'autres échantillons environnementaux.
"Cela nous aidera à commencer à chercher tous ces additifs inconnus dans les plastiques et à ouvrir un peu mieux cette boîte de Pandore, " dit Hale. "Je pense que c'est là que l'action est vraiment en termes de santé humaine."
