Des chercheurs de l'Université de l'État de Washington ont montré les mécanismes fondamentaux qui permettent à de minuscules morceaux de sacs en plastique et d'emballages en mousse à l'échelle nanométrique de se déplacer dans l'environnement.

Les chercheurs ont découvert qu'une surface de silice telle que le sable a peu d'effet sur le ralentissement du mouvement des plastiques, mais que la matière organique naturelle résultant de la décomposition de restes végétaux et animaux peut piéger temporairement ou définitivement les particules de plastique à l'échelle nanométrique, selon le type de plastique.

L'oeuvre, publié dans la revue Recherche sur l'eau , pourrait aider les chercheurs à développer de meilleurs moyens de filtrer et de nettoyer les plastiques omniprésents de l'environnement. Les chercheurs incluent Indranil Chowdhury, professeur adjoint au département de génie civil et environnemental de WSU, avec Mehnaz Shams et Iftaykhairul Alam, récents diplômés du programme de génie civil.

"Nous cherchons à développer un filtre qui peut être plus efficace pour éliminer ces plastiques, " a déclaré Chowdhury. " Les gens ont vu ces plastiques s'échapper dans notre eau potable, et notre système d'eau potable actuel n'est pas suffisant pour éliminer ces plastiques à l'échelle micro et nanométrique. Ce travail est la première façon fondamentale d'examiner ces mécanismes. »

Autour depuis les années 1950, les plastiques ont des propriétés qui les rendent utiles pour la société moderne. Ils sont résistants à l'eau, pas cher, facile à fabriquer et utile pour une grande variété d'utilisations. Cependant, L'accumulation de plastique devient une préoccupation croissante dans le monde entier avec des plaques géantes de déchets plastiques flottant dans les océans et des déchets plastiques apparaissant dans les régions les plus reculées du monde.

"Les plastiques sont une grande invention et si faciles à utiliser, mais ils sont si persistants dans l'environnement, " a déclaré Chowdhury.

Après utilisation, les plastiques se dégradent par voie chimique, procédés mécaniques et biologiques jusqu'à des particules de taille micro puis nanométrique inférieures à 100 nanomètres. Malgré leur élimination dans certaines stations d'épuration, de grandes quantités de plastiques à l'échelle micro et nanométrique se retrouvent toujours dans l'environnement. Plus de 90 % de l'eau du robinet aux États-Unis contient des plastiques à l'échelle nanométrique, Chowdhury a dit, et une étude de 2019 a révélé que les gens mangent environ cinq grammes de plastique par semaine ou la quantité de plastique dans une carte de crédit. Les effets sur la santé d'une telle pollution environnementale ne sont pas bien compris.

"Nous ne connaissons pas les effets sur la santé, et la toxicité est encore inconnue, mais nous continuons à boire ces plastiques tous les jours, " dit Chowdhury.

Dans le cadre de la nouvelle étude, les chercheurs ont étudié les interactions avec l'environnement des plus petites particules des deux types de plastiques les plus courants, polyéthylène et polystyrène, pour savoir ce qui pourrait entraver leur mouvement. Le polyéthylène est utilisé dans les sacs en plastique, cartons de lait et emballages alimentaires, tandis que le polystyrène est une mousse de plastique qui est utilisée dans les gobelets en mousse et les matériaux d'emballage.

Dans leur travail, les chercheurs ont découvert que les particules de polyéthylène des sacs en plastique se déplacent facilement dans l'environnement, que ce soit à travers une surface de silice comme le sable ou la matière organique naturelle. Le sable et les particules de plastique se repoussent de la même manière que les pôles d'un aimant, pour que le plastique ne colle pas aux particules de sable. Les particules de plastique se diffusent sur une matière organique naturelle omniprésente dans l'environnement aquatique naturel, mais seulement temporairement. Ils peuvent être facilement lavés avec un changement de chimie dans l'eau.

"C'est une mauvaise nouvelle pour le polyéthylène dans l'environnement, " a déclaré Chowdhury. " Il ne colle pas beaucoup à la surface de la silice et s'il colle à la surface de la matière organique naturelle, il peut être remobilisé. Sur la base de ces constatations, il indique que des plastiques de polyéthylène à l'échelle nanométrique peuvent s'échapper de nos procédés de traitement de l'eau potable, notamment la filtration."

Dans le cas des particules de polystyrène, les chercheurs ont trouvé de meilleures nouvelles. Alors qu'une surface de silice n'a pas pu arrêter son mouvement, la matière organique l'a fait. Une fois les particules de polystyrène collées à la matière organique, ils sont restés en place.

Les chercheurs espèrent que la recherche les aidera éventuellement à développer des systèmes de filtration pour les installations de traitement de l'eau afin d'éliminer les particules nanométriques de plastique.