Les chercheurs découvrent déjà des microplastiques dans tous les environnements et organismes. Il n’existe toujours pas d’opinion claire sur les dangers des micro-(particules de moins de 5 mm) et des nanoparticules (de moins de 100 nm) de plastique pour l’homme et pour le biote terrestre en général. Apparemment, les plastiques courants comme le polyéthylène et le polypropylène sont inoffensifs en eux-mêmes. Cependant, les additifs ajoutés par les fabricants aux plastiques pour améliorer leurs propriétés de performance et qui constituent un savoir-faire secret pour la société et les autorités réglementaires peuvent causer de graves dommages à l’environnement. Et surtout, les particules de plastique sont des adsorbants et porteurs de pollution chimique et bactérienne.
L’un des principaux composants des microplastiques sont les fibres synthétiques telles que le nylon, le polyester, le polypropylène et l’acrylique, qui sont utilisées pour fabriquer des tissus. Une fois lavées, les fibres finissent dans les égouts et finissent dans l’océan. Selon certaines estimations, entre 4,8 et 12,7 millions de tonnes de plastiques divers pénètrent chaque année dans les océans de la planète, et les microplastiques en représentent environ un tiers. Les fibres, à leur tour, constituent jusqu’à 90 % des microplastiques.
Les chercheurs ont déjà découvert des microplastiques dans une grande variété d’espèces animales : des microfibres ont été trouvées dans 60 % des macroinvertébrés, 49 % des oiseaux de rivage et une variété de poissons. Tout au long de leur vie, les poissons absorbent de grandes quantités de microfibres. Il a été rapporté précédemment que les fibres microplastiques ne restaient pas plus longtemps dans les intestins des poissons que les autres composants alimentaires, et une autre expérience de six semaines a révélé que les microfibres causaient des dommages à la bouche et aux replis intestinaux des poissons.
Aujourd’hui, la science en est au stade de l’accumulation de connaissances dans l’étude des microplastiques. Les scientifiques ne savent pas avec certitude quelle quantité ni quel type de plastique sont contenus dans les différents environnements naturels. Jusqu’à présent, il n’existe pas de méthodes unifiées pour l’échantillonnage des environnements contaminés, ni de méthodes convenues d’analyse et de conception expérimentale. Les biologistes, océanologues, écologistes, chimistes et physiciens utilisent des approches de recherche complètement différentes.
Il existe un énorme fossé dans les méthodes et les objets de recherche entre les spécialistes «de laboratoire» et ceux «naturels». Les premiers mènent souvent des expériences dans des conditions idéales de laboratoire sur des objets artificiellement simulés, parfois même sur des modèles mathématiques. Souvent, les expériences établissent des conditions environnementales impossibles pour des objets réels.
Dans des conditions naturelles, les chercheurs sont confrontés à un problème complètement opposé. Les grosses particules microplastiques, notamment celles visibles visuellement, peuvent être facilement isolées de l’environnement. Et les microparticules et les contaminants qu’elles transportent sont extrêmement difficiles à isoler et à identifier. D’énormes volumes d’air, d’eau et de sol doivent être traités pour extraire des quantités suffisantes de microplastiques aux fins d’analyse. Dans le même temps, les instruments utilisés pour l’analyse varient parfois considérablement. De plus, de nombreux chercheurs se limitent à constater la présence de plastique dans un environnement donné, sans évaluer sa masse ni le type de pollution qui lui est associé, ce qui rend difficile l’évaluation de la gravité du problème.
Diverses méthodes non standardisées de collecte et de traitement d’échantillons environnementaux utilisées par différents groupes de chercheurs conduisent à l’incomparabilité des résultats. Une solution au problème complexe de l’évaluation de l’impact des microplastiques sur les humains et le biote ne peut être trouvée que grâce à une interaction étroite entre les scientifiques de tous les domaines concernés ; dans le même temps, il est nécessaire de prendre en compte une recherche approfondie et le développement de méthodes standardisées pour étudier le problème des microplastiques.
Des microplastiques trouvés dans le sang humain
Des scientifiques néerlandais ont découvert pour la première fois des particules microplastiques dans le sang humain. La découverte choquante a été rapportée par la ressource d’information LENTA.RU en référence à The Guardian. Auparavant, des données avaient déjà été obtenues sur la capacité des microplastiques à s’accumuler dans les organes et tissus humains.
Les experts ont analysé des échantillons de sang de 22 donneurs anonymes, tous adultes en bonne santé, et ont identifié des particules de plastique chez 17 personnes. La moitié des échantillons contenaient du plastique PET, couramment utilisé dans les bouteilles de boissons, et un tiers contenait du polystyrène, utilisé dans les emballages alimentaires et autres produits. Un quart des échantillons de sang contenaient du polyéthylène, celui utilisé pour fabriquer des sacs en plastique.
Les scientifiques ne connaissent pas encore l’impact des microplastiques sur la santé humaine. Cependant, les experts s’inquiètent du fait que les microplastiques ont prouvé leurs effets nocifs sur les cellules humaines dans des conditions de laboratoire, et que l’on sait déjà que les particules de pollution de l’air pénètrent dans l’organisme et provoquent des millions de décès prématurés chaque année. De plus, il a été démontré que les humains ingèrent les minuscules particules présentes dans la nourriture et l’eau, ainsi que les inhalent.
Une étude récente a révélé que les microplastiques peuvent s’accrocher aux membranes externes des globules rouges et limiter leur capacité à transporter l’oxygène. Les particules ont également été trouvées dans les placentas des femmes enceintes et, chez les rats gravides, elles traversent rapidement les poumons, pénétrant dans le cœur, le cerveau et d’autres organes du fœtus.
Les microplastiques présents dans les plaques athéroscléreuses carotidiennes augmentent le risque d’une combinaison d’infarctus du myocarde, d’accident vasculaire cérébral ou de décès, quelle qu’en soit la cause
Des chercheurs italiens ont découvert que la présence de microplastiques dans les plaques d’athérosclérose de l’artère carotide augmente le risque de combinaison d’infarctus du myocarde, d’accident vasculaire cérébral ou de décès, quelle qu’en soit la cause. Comme indiqué dans le New England Journal of Medicine, les composés les plus couramment trouvés dans les plaques sont le polyéthylène et le chlorure de polyvinyle. Plusieurs études ont montré que les microplastiques et les nanoplastiques pénètrent dans le corps humain par le tractus gastro-intestinal, les poumons et la peau, où ils interagissent avec les tissus et les organes.
Les preuves issues d’études in vitro suggèrent que les microplastiques favorisent le stress oxydatif, l’inflammation et l’apoptose dans les cellules endothéliales. Des modèles animaux ont montré qu’une telle exposition entraîne des modifications de la fréquence cardiaque, une altération de la fonction cardiaque, une fibrose myocardique et un dysfonctionnement endothélial. Cependant, on ne sait pas dans quelle mesure ces observations sont cliniquement significatives chez l’homme. Il n’existe actuellement aucune preuve que les microplastiques puissent provoquer des lésions vasculaires chez l’homme.
Une équipe de scientifiques dirigée par Raffaele Marfella de l’Université de Naples Luigi Vanvitelli a mené une étude prospective qui a évalué la présence de ces microplastiques dans des plaques carotidiennes chirurgicalement retirées en utilisant la chromatographie en phase gazeuse pyrolytique-spectrométrie de masse, l’analyse des isotopes stables et la microscopie électronique. Les chercheurs ont ensuite examiné l’association entre la présence de microplastiques dans la plaque et le résultat composite d’un infarctus du myocarde, d’un accident vasculaire cérébral ou d’un décès quelle qu’en soit la cause.
Au total, 312 patients opérés de la plaque carotidienne ont été étudiés, dont 257 patients inclus dans l’analyse finale et suivis pendant une durée moyenne de 33,7 mois. Chez 150 patients, une quantité notable de polyéthylène a été trouvée dans la plaque retirée (21,7 ± 24,5 microgrammes par milligramme de plaque) et chez 31 patients, une quantité mesurable de chlorure de polyvinyle a été trouvée (5,2 ± 2,4 microgrammes par milligramme de plaque). Dans le même temps, les médecins ne sont pas conscients des différences évidentes dans la fréquence de détection des microplastiques selon le lieu de résidence des patients ou la localisation du centre médical.
L’imagerie par microscopie électronique à transmission chez dix patients sélectionnés au hasard a montré la présence de particules aux bords irréguliers dans les macrophages mousseux de la plaque. Presque toutes les particules étaient inférieures à un micromètre. La microscopie électronique à balayage a montré une teneur réduite en carbone et en oxygène dans ces particules et une teneur élevée en chlore.
L’analyse des isotopes stables a montré que le rapport carbone-13/carbone-12 variait selon les patients sans aucune tendance évidente. L’analyse de régression linéaire a révélé une corrélation positive entre la quantité de polyéthylène présente et les niveaux d’expression de l’interleukine-18, de l’interleukine-1β, de l’interleukine-6 et du facteur de nécrose tumorale-α, ainsi que les niveaux de cellules CD3 et CD68. La quantité de collagène a été réduite.
Les patients présentant des micro- ou nanoplastiques dans la plaque athéroscléreuse carotidienne présentaient un risque plus élevé de crise cardiaque, d’accident vasculaire cérébral ou de décès, quelle qu’en soit la cause, que les patients sans ces substances dans la plaque (rapport de risque 4,53, p < 0,001). Le rapport de risque non ajusté était de 2,84 (p = 0,007). Les résultats de cette étude indiquent que les micro- et nanoplastiques peuvent augmenter considérablement le risque d’événements cardiovasculaires graves. Ces données indiquent un lien entre la pollution de l'environnement et la détérioration de la santé publique, elles sont donc importantes pour le développement de programmes interdisciplinaires visant à réduire les niveaux de pollution.
Les fibres microplastiques provoquent des lésions branchiales et des anévrismes chez les médakas japonais, mais augmentent la production d’œufs chez les femelles
Ce ne sont pas seulement les fibres qu’ils consomment qui finissent dans le corps des poissons. Des centaines, voire des milliers de fibres traversent chaque jour leurs branchies avec de l’eau. L’appareil branchial et les intestins sont les plus exposés aux microplastiques, mais les études en laboratoire sur les changements associés à l’exposition aux fibres ne sont pas encore suffisantes pour tirer des conclusions sur d’éventuels dommages, rapporte la revue PLoS One.
Une équipe dirigée par David Hinton de l’Université Duke a décidé de combler cette lacune et a mené une série d’expériences avec le médaka japonais (Oryzias latipes), un poisson qui fraie chaque jour, facilitant ainsi l’étude d’éventuels changements reproductifs. Vingt-sept couples de poissons adultes ont été répartis au hasard en groupes ; un groupe témoin de neuf couples de poissons a été conservé dans des aquariums d’eau propre. Deux groupes expérimentaux, également composés de neuf couples de poissons, ont été conservés dans des aquariums à forte teneur en fibres de polyester ou de polypropylène, les fibres synthétiques les plus courantes.
Chaque réservoir du groupe expérimental a reçu 10 000 fibres par litre d’eau, suivi de l’ajout de 1 000 fibres par poisson et par jour lors des changements d’eau pour corriger les microfibres éliminées dans les matières fécales. La longueur moyenne des fibres de polyester dans l’expérience était de 350 micromètres, celle du polypropylène de 380 micromètres.
L’expérience a duré trois semaines, au cours desquelles les chercheurs ont surveillé quotidiennement le poids du poisson, sa production d’œufs, ainsi que sa consommation et son absorption de microfibres : la quantité de fibres entrant et sortante. Les résultats de l’expérience ont montré que les fibres n’entraînaient pas de changements visibles dans l’état ou le poids corporel et n’affectaient pas la mortalité embryonnaire, le développement des œufs ou l’éclosion des juvéniles. Une fois l’expérience terminée, les scientifiques ont examiné les tissus du poisson pour voir quels changements s’étaient produits dans les organes et les tissus.
Il s’est avéré qu’une grande quantité de fibres contenues dans l’eau, après avoir traversé la cavité branchiale et les intestins, provoque des modifications aiguës et chroniques dans le corps du poisson. Cela a notamment entraîné des modifications structurelles des plaques branchiales, une augmentation de la production de mucus dans les branchies et les intestins, la formation d’anévrismes dans les vaisseaux et des modifications des cellules épithéliales. Les scientifiques soulignent que les modifications de l’appareil branchial peuvent entraîner un manque d’oxygène, ce qui rend les poissons vulnérables aux prédateurs, moins compétitifs pour obtenir de la nourriture et dans la lutte avec d’autres mâles pour le frai.
L’expérience a montré que les femelles participant à l’expérience ont commencé à produire plus d’œufs au fil du temps. Des résultats statistiquement significatifs (p < 0,05) ont été obtenus pour le groupe expérimental avec de l'eau contenant du polypropylène au cours de la troisième semaine d'exposition; le nombre moyen d'œufs dans ce groupe était de 14 morceaux, tandis que le groupe témoin avait 12 œufs au cours de la troisième semaine d'exposition. , bien que l'intérieur du groupe n'ait pas atteint une signification statistique. Les modifications du nombre d'œufs sont un biomarqueur courant des troubles endocriniens chez les poissons, qui peuvent indiquer l'influence des microfibres sur les fonctions endocriniennes et le système reproducteur des poissons.
Les chercheurs pensent que cela est dû aux produits chimiques ajoutés aux textiles. Il s’agit par exemple de colorants ou de tensioactifs utilisés pour éliminer l’électricité statique des fibres des tissus synthétiques. Pour répondre aux questions sur les mécanismes par lesquels ces produits chimiques affectent les poissons, les scientifiques poursuivront leurs recherches et analyseront des échantillons d’eau et de tissus obtenus lors de cette expérience.
Des pierres en plastique trouvées sur une île inhabitée et écologiquement propre
Il existe peu d’endroits sur Terre aussi isolés que l’île volcanique inhabitée de Trindade, accessible en bateau en 3 à 4 jours depuis les côtes du Brésil. Des roches ont été trouvées sur l’île, formées à cause d’un excès de plastique flottant dans l’océan.
Des analyses en laboratoire ont montré que le plastique était principalement formé de restes de filets de pêche, un type de détritus extrêmement courant dans l’océan. Le processus de formation d’une nouvelle race est simple. Les courants jettent des fragments de filets sur le rivage de l’île ; sous l’influence du soleil, le plastique fond lentement et se confond avec le substrat – les pierres locales. En conséquence, une nouvelle roche durable se forme. Il a déjà un nom scientifique – plastiglomérats (plastique + agglomérat).
Des formations roche-plastiques similaires ont été enregistrées à Hawaï, en Grande-Bretagne, en Italie et au Japon depuis 2014. Mais l’île de Trindade est l’endroit le plus isolé de la planète où des plastiglomérats ont été découverts. “C’était d’autant plus terrible de les retrouver sur l’une des plages les plus respectueuses de l’environnement”, commentent les scientifiques. Ils craignent qu’à mesure que les roches s’érodent, des microplastiques soient libérés dans l’environnement et polluent davantage la chaîne alimentaire de l’île, selon le journal Marine Pollution Bulletin.
Les objets artificiels deviennent un piège pour les animaux marins et entraînent leur mort
Les bernard-l’ermite, contrairement à la plupart des crabes, naissent avec un corps mou et choisissent indépendamment une coquille protectrice pour eux-mêmes. À mesure qu’ils grandissent, ils abandonnent leurs défenses et en cherchent une plus grande. Aujourd’hui, le plastique et d’autres déchets sont tellement infestés sur les plages du monde entier que les écrevisses ont recours à des gobelets en plastique, des bouchons de bouteilles, des douilles d’ampoules et autres débris similaires comme coquilles.
Comme ils l’écrivent dans la revue Science of The Total Environment, un comportement similaire des bernard-l’ermite est observé à l’échelle mondiale. Les chercheurs ont trouvé 386 individus enveloppés dans des déchets dans le monde. Environ 85 % d’entre eux utilisaient des déchets plastiques, le reste utilisait du métal, du verre et d’autres matériaux.
Les déchets sont plus faciles à trouver et à transporter qu’une coquille traditionnelle. De plus, il offre un meilleur camouflage, et la couleur et l’odeur du plastique attirent un partenaire. La recherche montre que les crabes aiment les produits chimiques libérés par les produits en plastique. C’est pourquoi les crabes préfèrent les déchets aux coquilles. Or, un tel choix entraîne la mort des animaux. Souvent, la coquille artificielle devient un piège pour eux. Ainsi, au large des seules côtes australiennes, plus d’un demi-million de bernard-l’ermite sont morts à cause des coquilles de déchets.
Sources supplémentaires de microplastiques dans l’océan
Des scientifiques canadiens ont découvert que la plupart des microplastiques polluant l’Arctique ne proviennent pas des déchets plastiques, mais du linge ménager ordinaire. Pour chaque mètre cube d’eau de mer, il y a en moyenne 40 particules microplastiques. 92,3 % d’entre elles sont des fibres, dont 73,3 % de polyester. L’origine de ces fibres est le lavage des tissus synthétiques, car les stations d’épuration ne sont pas encore capables de filtrer les microplastiques : ils laissent passer plus de 20 milliards de particules chaque année.
Des scientifiques américains ont découvert que jusqu’à 30 % des microplastiques pénétrant dans l’océan mondial sont des particules provenant des pneus des voitures, libérées lors de la conduite. Ils se mélangent à la poussière des routes, pénètrent dans le sol, les eaux souterraines et l’atmosphère et sont également distribués avec les précipitations.
Un groupe d’étudiants britanniques en design a proposé un moyen de se débarrasser de cette source d’émissions de microplastiques : ils ont développé un dispositif fixé aux roues et capturant jusqu’à 60 % des particules de caoutchouc. Il est proposé de réutiliser les microplastiques collectés dans la production de colorants, de matériaux d’insonorisation et d’impression 3D.
Supprimer les microplastiques de l’eau potable
La recherche montre que les microplastiques sont particulièrement courants dans l’eau du robinet. Cependant, de nouvelles recherches suggèrent qu’une possible solution low-tech pour éliminer les microplastiques est en train de bouillir. Dans l’expérience, les chercheurs ont créé des modèles d’eau du robinet, qui est généralement chargée de minéraux et de particules de plastique, et ont découvert que la faire bouillir pendant cinq minutes et faire passer le liquide à travers un filtre réduisait l’exposition aux nano et microplastiques de 90 %. Selon l’étude, lorsque le carbonate de calcium devient solide à des températures suffisamment élevées, il piège les particules de plastique et peut être filtré à travers un filtre à café.
“Il est important de noter ici que l’efficacité du piégeage de ces micro/nanoplastiques dans ces solides minéraux dépend de la dureté et de la charge minérale de l’eau : plus l’eau est dure, plus les solides sont produits, plus les microplastiques sont piégés”, Anya. Brandon a déclaré à Healthline, directeur associé de la politique américaine en matière de plastiques à l’Ocean Conservancy et ingénieur environnemental qui n’a pas été impliqué dans l’étude.
Même si les auteurs de l’étude ont averti que des recherches supplémentaires sont nécessaires avant de recommander cette pratique à grande échelle, il n’y a aucun mal à l’essayer. Les scientifiques ont déclaré au Washington Post que les gens devraient attendre 5 à 10 minutes après l’ébullition pour permettre aux solides de se déposer et à l’eau de refroidir, puis de filtrer.