L'abondance
croissante des déchets plastiques a alarmé la société, mais le
devenir environnemental des microplastiques est
difficile à suivre.
Cependant, un groupe de recherche, dirigé par l'Université de
Jyväskylä, utilise désormais le
marquage
par
un
isotopes du carbone pour suivre le sort du polyéthylène dans la
chaîne alimentaire. À la surprise des chercheurs, le carbone du
plastique
a même été transformé en acides gras bénéfiques oméga
3 et oméga 6, par les microbes provenant des lacs humiques.
L’étude
a été publiée dans Nature
Scientific Reports
de
décembre 2019.
Dans
l'étude récemment publiée, le Dr Sami Taipale et ses collègues
ont étudié la biodégradation du polyéthylène, qui est l'un des
plastiques les plus utilisés. Le polyéthylène a été marqué
avec
du
carbone 13,
un
isotope stable du carbone,
ce qui est
la technologie la plus sensible pour étudier le devenir des
matériaux se dégradant lentement.
« Nous
avons analysé les gaz produits et les acides gras microbiens en
utilisant l’analyses
des isotopes stables par
spectrométrie de masse »,
a
dit
Taipale, qui vient de recevoir un projet de 4 ans de la Fondation
Kone pour poursuivre ses études sur la dégradation des
microplastiques.
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| Le Dr. Sami Taipale. Photo: Marja Tiirola. |
« Nous
voulions étudier si les microbes capables de décomposer des
composés humiques complexes utiliseraient également des polymères
microplastiques récalcitrants », poursuit Taipale. « Et
en effet, la dégradation microplastique était plus prononcée par
les microbes provenant des lacs humiques que des lacs d'eau claire. »
« Les
profils d'acides gras ont également aidé à identifier les groupes
bactériens qui étaient responsables de la décomposition »,
explique le co-auteur, le professeur Marja Tiirola, qui dirige un
nouveau projet de l'Académie de Finlande pour découvrir des
décomposeurs de matériaux récalcitrants.
« Le
manque de matière marquée
limite les études sur les microplastiques », nous invitons
donc des
partenaires à synthétiser d'autres types de plastique marqués. »
La
démonstration de l'utilisation directe du polyéthylène carbone et
de sa valorisation dans la chaîne alimentaire supérieure est une
avancée méthodologique. La méthode était suffisamment sensible
pour montrer que le carbone des microplastiques était incorporé
dans des acides gras essentiels, oméga-3 et oméga-6, des espèces
eucaryotes flagellées. Dans la suite de l'étude, ces acides gras
essentiels ont soutenu la croissance et se sont intégrés aux
membranes cellulaires du zooplancton herbivore, niveau suivant de la
chaîne alimentaire aquatique.
Des
études antérieures ont suggéré que des concentrations élevées
de microplastiques peuvent inhiber la croissance des algues et du
zooplancton.
Cependant,
cette étude a montré que l'inhibition de la croissance observée à
des concentrations élevées de polyéthylène (30 mg.L-1) était
entièrement neutralisée par les décomposeurs microbiens.
« La
surface en plastique était recouverte de microbes, qui utilisaient
des produits chimiques libérés ou empêchaient le contact physique
avec les algues et le zooplancton », explique l'un des
co-auteurs, le professeur Jussi Kukkonen, spécialisé en
écotoxicologie.
Étant
donné que les microbes peuvent cesser la toxicité potentielle des
microplastiques dans les environnements aquatiques, des tests
écoréalistes doivent être effectués en présence de microbiomes
naturels.
