Joaquim Goes, biochimiste océanique à l'observatoire terrestre Lamont-Doherty de la Columbia Climate School, a dû y regarder à deux fois lorsqu'il a vu pour la première fois les minuscules brins de fibres flottant dans un échantillon d'eau de la rivière Hudson. Expert en détection de microplastiques, il a déjà vu de nombreuses petites particules dans les cours d'eau urbains.
Les microplastiques apparaissent aux quatre coins de la planète, de la neige fraîche de l'Antarctique aux dîners de fruits de mer. Ils proviennent de diverses sources, notamment des contenants d’aliments et de boissons, des filets de pêche, des pneus et des produits cosmétiques. Mais les particules que Goes a vues lui ont semblé liées aux vêtements.
"En regardant de plus près, j'ai pu voir qu'il ne s'agissait pas de phytoplancton ou de zooplancton, mais de fibres provenant probablement de la lessive", a-t-il déclaré. Effectivement, alors que Goes et ses étudiants continuaient à échantillonner la rivière, ils ont trouvé des panaches de fibres autour des canalisations des usines de traitement de l'eau, confirmant l'idée que la lessive était en cause.
En plus de cela, "certains de nos étudiants ont caractérisé quelques échantillons que nous avons collectés dans les cours d'eau et, dans la plupart des cas, il s'agissait de polyester ou de ses dérivés utilisés dans les vêtements", a déclaré Goes.
En gardant ces facteurs à l'esprit, a ajouté Goes, "nous pensons que le lavage des vêtements et les effluents rejetés par les machines à laver constituent la plus grande source de fibres microplastiques dans nos cours d'eau."
Goes a contacté son ami et collaborateur Beizhan Yan, un expert en identification plastique. Yan avait également observé ces fibres dans le cadre de ses propres recherches sur le fleuve Hudson et avait lu qu'elles avaient également été trouvées dans plus d'un tiers des déchets plastiques présents dans l'océan.
"Nous discutions d'idées pour une proposition et j'ai suggéré que nous poursuivions là où les étudiants s'étaient arrêtés et trouvions une solution pour empêcher les microplastiques de pénétrer dans l'océan", a déclaré Goes. "Je lui ai dit que personne ne considérerait cela comme un problème majeur, mais nous avons des données pour le prouver, et ce serait un projet remarquable."
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre les effets de la consommation de microplastiques sur la santé humaine, mais une étude récente a révélé que les personnes dont les minuscules particules de plastique étaient logées dans un vaisseau sanguin clé étaient plus susceptibles de subir une crise cardiaque, un accident vasculaire cérébral ou la mort. Les microplastiques sont inhalés et ingérés par les fruits de mer contaminés, l'eau (du robinet et en bouteille) et de nombreux autres types d'aliments.
« De toute évidence, ces particules prédominent dans nos rivières et nos océans, et si nous ne les traitons pas, elles finiront dans nos chaînes alimentaires et causeront des problèmes », a déclaré Yan. "J'étais vraiment intéressé de voir si nous pouvions résoudre le problème à la source."
Dans ce cas, Yan fait référence à la buanderie. Une charge moyenne de trois livres de chemises, de pantalons et de chaussettes rejette des centaines de milliers de microfibres dans le système d’égouts, où elles glissent sans être détectées devant les usines de traitement chimique de l’eau et pénètrent dans les écosystèmes fluviaux et océaniques. Aux États-Unis, la plupart des usines de traitement sont conçues pour réduire les matières organiques présentes dans l'eau, a déclaré Yan, et ne sont pas efficaces pour éliminer une abondance de fines particules synthétiques telles que les microplastiques.
La plupart des vêtements modernes contiennent une sorte de matière synthétique. Contrairement aux fibres naturelles comme le coton qui se décomposent complètement, les matières synthétiques restent pour toujours dans l’environnement. Goes et ses étudiants ont découvert que les tissus en polyester sont les pires excréteurs. La lessive joue également un rôle :le linge lavé avec de la lessive produit en moyenne 86 % de microfibres en plus que le linge lavé à l'eau pure. Alors qu'une famille moyenne lave 300 machines à laver par an, les déchets s'accumulent.
Pour résoudre le problème, Yan a réuni une équipe de chercheurs multidisciplinaires de l’Université de Columbia, de l’Université SUNY Stony Brook, de l’Université Cornell et de l’Université d’État de Caroline du Nord. Forts d'une expertise dans des domaines aussi divers que la chimie, les textiles durables, la filtration et l'exploitation minière urbaine, les chercheurs développent et testent un système de filtration de l'eau pour capturer les microfibres avant même qu'elles ne quittent la machine à laver. Le projet, financé par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), a été lancé en 2023 et se poursuivra jusqu'en 2025.
L'un des plus grands défis du projet sera de développer un système de filtration capable non seulement de détecter et d'extraire les microfibres, mais également de traiter de grands volumes d'eau à un rythme rapide, a déclaré Nicholas Frearson, associé principal à l'Observatoire de la Terre de Lamont-Doherty. .
Une machine à laver typique produit environ huit gallons d'eau au cours d'un cycle, a-t-il déclaré, et les microfibres peuvent être aussi petites qu'un millionième de la largeur d'un cheveu. De plus, le filtre risque de se boucher rapidement, ce qui nécessitera une sorte de cycle d'auto-nettoyage automatisé.
"Les filtres fonctionnent bien au début, mais ensuite ils empirent progressivement parce qu'ils attrapent tout et s'encrassent", a-t-il déclaré. "Donc, l'un des plus gros problèmes que nous essayons de résoudre est de savoir comment les déboucher ?"
Doté d'une formation en ingénierie, Frearson se spécialise dans le développement de systèmes de capteurs pour les scientifiques travaillant dans des régions reculées du monde et a récemment collaboré avec Yan sur un projet de détection de microplastiques au pôle Sud. Il avait hâte de rejoindre l'équipe travaillant sur le problème de la pollution du linge.
"Si nous pouvons empêcher les fibres de pénétrer dans la rivière, nous pourrions être en mesure de ralentir considérablement le processus de remplissage de l'océan", a-t-il déclaré.
Le prototype actuel de l’équipement est un labyrinthe de tuyaux et de vannes de cinq pieds de haut, presque la taille d’une véritable machine à laver. Idéalement, un modèle de deuxième génération sera beaucoup plus petit (de la taille d'une petite valise) et un modèle final sera suffisamment petit pour être intégré aux machines à laver commerciales.
La technologie servira à empêcher les microfibres d'entrer dans le réseau d'égouts, mais contribuera également à une économie circulaire, a déclaré Frearson. Une fois séchées, les boues de microfibres extraites de chaque cycle ressembleront à un mince disque en forme de gâteau qui pourra être recyclé pour produire plus de vêtements.
Une fois qu'un prototype du système de filtrage sera prêt, l'équipe le testera dans des bâtiments résidentiels de l'Université de Columbia, ce qui pourrait avoir lieu dès l'automne 2024, a déclaré Yan. Après cela, ils chercheront activement à transférer la technique développée à l'industrie et sont déjà en conversation avec plusieurs fabricants.
Des programmes d'éducation communautaire visant à informer le public sur les microplastiques ainsi que sur les remèdes potentiels à la pollution des blanchisseries seront développés et mis en œuvre par Katherine Bunting-Howarth, directrice associée de New York Sea Grant et co-chercheuse du projet.
Parmi les autres co-chercheurs du projet figurent Benjamin Hsiao, professeur distingué de chimie à l'Université Stony Brook; Karen K. Leonas, professeur de sciences textiles à la North Carolina State University; Wei Min, professeur de chimie à l'Université de Columbia; et Thanos Bourtsalas, maître de conférences en développement durable et économie circulaire à l'Université de Columbia.
"Notre objectif est que la nouvelle technologie d'élimination des microplastiques testée dans le cadre du projet devienne, au fil du temps, disponible pour toutes les communautés, y compris les communautés traditionnellement mal desservies, et profite à tout le monde", a déclaré Yan.
Fourni par L'état de la planète
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.
