Boluwatife S. Olubusoye, University of Mississippi et James V Cizdziel, University of Mississippi
Tous les quelques années, les pneus de votre voiture s’usent et doivent être remplacés. Mais où vont les matériaux perdus ?
La réponse, malheureusement, est souvent dans les cours d’eau, où les minuscules particules microplastiques provenant du caoutchouc synthétique des pneus transportent plusieurs produits chimiques qui peuvent être transférés dans les poissons, les crabes et peut-être même les personnes qui les mangent.c00682″>plusieurs produits chimiques qui peuvent être transférés dans les poissons, les crabes et peut-être même les personnes qui les mangent.
Nous sommes analytiques et chimistes de l’environnement qui étudient les moyens d’éliminer ces microplastiques – et les produits chimiques toxiques qu’ils transportent – avant qu’ils n’atteignent les cours d’eau et les organismes aquatiques qui y vivent.
Microplastiques, macro-problème
Des millions de tonnes métriques de déchets plastiques entrent chaque année dans les océans du monde entier. Récemment, on a constaté que les particules d’usure des pneus représentaient environ 45 % de tous les microplastiques dans les systèmes terrestres et aquatiques.
Les pneus se débarrassent de minuscules microplastiques lorsqu’ils se déplacent sur les routes. La pluie entraîne ces particules d’usure dans les fossés, où elles se déversent dans les ruisseaux, les lacs, les rivières et les océans.
En chemin, les poissons, les crabes, les huîtres et d’autres organismes aquatiques trouvent souvent ces particules d’usure dans leur nourriture. À chaque bouchée, les poissons consomment également des produits chimiques extrêmement toxiques qui peuvent affecter à la fois les poissons eux-mêmes et les créatures qui les mangent.
Certaines espèces de poissons, telles que la truite arc-en-ciel, l’omble de fontaine et le saumon coho, meurent à cause des produits chimiques toxiques liés aux particules d’usure des pneus.
Des chercheurs ont découvert en 2020 que plus de la moitié des saumons coho remontant les cours d’eau de l’État de Washington sont morts avant le frai, en grande partie à cause du 6PPD-Q, un produit chimique dérivé du 6PPD, qui est ajouté aux pneus pour les empêcher de se dégrader.
Mais les particules d’usure des pneus n’ont pas seulement des effets sur les organismes aquatiques. Les humains et les animaux peuvent être exposés aux particules d’usure des pneus en suspension dans l’air, en particulier les personnes et les animaux qui vivent à proximité des grands axes routiers.
Dans une étude menée en Chine, le même produit chimique, le 6PPD-Q, a également été trouvé dans l’urine d’enfants et d’adultes. Bien que les effets de ce produit chimique sur le corps humain soient encore à l’étude, des recherches récentes montrent que l’exposition à ce produit chimique pourrait nuire à plusieurs organes humains, notamment le foie, les poumons et les reins.
À Oxford, dans le Mississippi, nous avons identifié plus de 30 000 particules d’usure de pneus dans 24 litres d’eau de ruissellement provenant de routes et de parkings après deux tempêtes de pluies. Dans les zones à forte circulation, nous pensons que les concentrations pourraient être beaucoup plus élevées.
Le Interstate Technology and Regulatory Council, une coalition dirigée par les États, a recommandé en 2023 d’identifier et de déployer des alternatives au 6PPD dans les pneus afin de réduire le 6PPD-Q dans l’environnement. Mais les fabricants de pneus affirment qu’il n’existe pas encore de substitut approprié.
Que peuvent faire les communautés pour réduire les dommages ?
A l’université du Mississippi, nous expérimentons des moyens durables d’éliminer les particules d’usure des pneus des voies d’eau à l’aide de matériaux naturels accessibles et peu coûteux provenant de déchets agricoles.
L’idée est simple : Il s’agit de capturer les particules d’usure des pneus avant qu’elles n’atteignent les ruisseaux, les rivières et les océans.
Dans une étude récente, nous avons testé les copeaux de bois de pin et le biochar – une forme de charbon de bois obtenue en chauffant des balles de riz dans une chambre à oxygène limité, un processus connu sous le nom de pyrolyse – et nous avons constaté qu’ils pouvaient éliminer environ 90 % des particules d’usure des pneus des eaux de ruissellement sur nos sites d’essai à Oxford.
Le biochar est un matériau reconnu pour éliminer les contaminants de l’eau en raison de sa grande surface et de ses pores, de ses nombreux groupes de liaison chimique, de sa grande stabilité, de sa forte capacité d’adsorption et de son faible coût. Les copeaux de bois, en raison de leur riche composition en composés organiques naturels, se sont également avérés efficaces pour éliminer les contaminants. D’autres scientifiques ont également utilisé du sable pour filtrer les microplastiques, mais son taux d’élimination était faible comparé à celui du biochar.
Nous avons conçu un système de biofiltration utilisant du charbon végétal et des copeaux de bois dans une chaussette filtrante et l’avons placé à l’embouchure d’un canal de drainage. Nous avons ensuite prélevé des échantillons d’eaux de ruissellement et mesuré les particules d’usure de pneus avant et après la mise en place des biofiltres pendant deux orages sur une période de deux mois. La concentration de particules d’usure de pneus s’est avérée nettement plus faible après la mise en place du biofiltre.
Les caractéristiques uniques, allongées et enchevêtrées, des particules d’usure de pneus font qu’elles se retrouvent facilement piégées ou enchevêtrées dans les pores de ces matériaux lors d’un événement pluvieux. Même les plus petites particules d’usure de pneus ont été piégées dans le réseau d’intrication de ces matériaux.
Utiliser les filtres de biomasse à l’avenir
Nous pensons que cette approche présente un fort potentiel d’évolutivité pour atténuer la pollution par les particules d’usure des pneus et d’autres contaminants pendant les tempêtes de pluie.
Comme biochar et chips de bois peuvent être générés à partir de déchets agricoles, ils sont relativement peu coûteux et facilement disponibles pour les communautés locales.
Des études de suivi à long terme seront nécessaires, en particulier dans les environnements à forte circulation, pour déterminer pleinement l’efficacité et l’évolutivité de l’approche. La source du matériau filtrant est également importante. On s’est demandé si les déchets agricoles bruts qui n’ont pas subi de pyrolyse pouvaient libérer des polluants organiques.
Comme la plupart des filtres, les biofiltres devraient être remplacés au fil du temps – les filtres usagés étant éliminés correctement – car les contaminants s’accumulent et les filtres se dégradent.
Les déchets plastiques nuisent à l’environnement, aux aliments que les gens consomment et potentiellement à la santé humaine. Nous pensons que les biofiltres fabriqués à partir de déchets végétaux pourraient constituer une solution efficace, relativement peu coûteuse et respectueuse de l’environnement.
Boluwatife S. Olubusoye, Ph.D. Candidate in Chemistry, University of Mississippi et James V Cizdziel, Professor of Chemistry, University of Mississippi
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article original
