En agriculture, de grandes quantités de nano- et microplastiques se retrouvent dans le sol via le compost, boues d'épuration et l'utilisation de feuilles de paillage. Les particules de plastique transportent toujours avec elles divers polluants. Cependant, ils ne les transportent pas dans les eaux souterraines, comme on le suppose souvent. Les géoscientifiques de l'environnement dirigés par Thilo Hofmann ont maintenant déterminé que les particules de plastique libèrent les polluants dans les couches supérieures du sol :elles ne contaminent généralement pas les eaux souterraines, mais ont un effet négatif sur les microbes du sol et les cultures. L'étude de l'Université de Vienne paraît dans Nature Communications Terre &Environnement .

Les polluants pénètrent dans les sols agricoles avec des particules de plastique

Les eaux usées et les rivières transportent des microplastiques dans les océans. Le vent distribue les particules dans les parties les plus reculées de la terre. Cependant, l'agriculture elle-même joue un rôle beaucoup plus important dans la pollution plastique des terres agricoles :les engrais tels que le fumier de compost ou les boues d'épuration et les restes de feuilles de paillage agricole transportent de grandes quantités de particules de plastique, soi-disant macro-, micro-, et nanoplastiques, sur des terres agricoles. Selon les estimations actuelles, par exemple, avec chaque kilogramme de boues d'épuration, jusqu'à 300, 000 particules de plastique se retrouvent sur les sols agricoles et avec elles des polluants. « Le plastique contient toujours des soi-disant additifs. Ces additifs assurent certaines propriétés, durabilité ou même la couleur d'un polymère. En outre, des contaminants tels que des pesticides ou des résidus pharmaceutiques peuvent s'adsorber sur les particules de plastique, " explique Stéphanie Castan, auteur principal de l'étude et doctorat. étudiant au Centre de microbiologie et de science des systèmes environnementaux (CMESS) de l'Université de Vienne.

L'hypothèse courante selon laquelle les microplastiques transportent des polluants dans les eaux souterraines est contestée

"Les particules de plastique finissent par libérer ces polluants dans l'environnement. Nous voulions savoir quand exactement elles le font, " ajoute Castan. L'équipe de recherche a examiné l'hypothèse courante selon laquelle les particules de plastique pourraient transporter les polluants jusqu'aux eaux souterraines - et ils sont parvenus à une conclusion claire :" Nos calculs montrent qu'ils ne le font généralement pas, " dit Thilo Hofmann, chef du groupe d'étude et de recherche. "Les polluants restent dans les couches supérieures du sol agricole car ils y sont déjà libérés par les polymères."

Calcul du temps de transport et de désorption pour différents scénarios

La migration des polluants vers les eaux souterraines au moyen des micro et nanoplastiques dépend du fait que le transport des particules de plastique à travers les couches du sol est plus rapide que la libération (désorption) des polluants de ces particules. Pour l'étude, les chercheurs se sont donc concentrés sur ces deux chiffres clés - le temps de transport et le temps de désorption - et ont calculé le nombre dit de Damköhler :le nombre de Damköhler exprime le rapport des deux chiffres clés. "Afin de pouvoir faire des déclarations claires sur les conditions dans lesquelles les particules de plastique servent réellement de facilitateurs de transport pour les polluants, nous avons calculé le nombre de Damköhler pour deux situations extrêmes :le sol agricole habituel et un sol rocheux plus fracturé, " rapporte Charlotte Henkel, co-premier auteur de l'étude. "Nous avons également pris en compte les différentes propriétés des plastiques et des contaminants."

Les données montrent que les particules de plastique n'augmentent pas la mobilité des polluants

Comparer les scénarios calculés aux données mesurées de la littérature, les chercheurs n'ont trouvé aucune preuve que les nano- et microplastiques soient des vecteurs importants de polluants. "Le fait que les particules de plastique augmentent la mobilité des polluants dans le sol n'est plausible que pour des polymères très spécifiques et des conditions de sol spécifiques, par exemple lorsque les sols sont fortement asséchés et lessivés par de fortes pluies, " explique Thorsten Hüffer, chimiste de l'environnement et co-auteur de l'étude. La contamination des eaux souterraines par ce moyen est donc peu probable, il dit. "Toutefois, nous ne disons nullement que les nano- et microplastiques dans les sols agricoles sont inoffensifs, " souligne Thilo Hofmann, qui, à la tête de la plateforme de recherche PLENTY et du Réseau de recherche environnementale de l'Université de Vienne, encourage la recherche interdisciplinaire sur les plastiques dans l'environnement. "Plutôt, nous montrons où se situe le vrai problème de ces polluants liés aux particules plastiques :ils ne finissent pas dans les nappes phréatiques, mais dans les couches supérieures du sol. Ici, ils peuvent potentiellement être absorbés par les cultures et les micro-organismes et par la suite également pénétrer dans notre alimentation. »

Étude de suivi visant à déterminer si les plantes absorbent les polluants du sol

L'étude apporte ainsi une bonne nouvelle pour les eaux souterraines, mais plutôt de mauvaises nouvelles pour les cultures agricoles :l'équipe de géosciences environnementales mènera une étude de suivi pour déterminer si les cultures peuvent réellement absorber les polluants à travers le sol. Dans un bécher de laboratoire sur son bureau, Stéphanie Castan cultive déjà trois plants de laitue pour les expériences à venir.