Pollution: Nouvelle méthode pour estimer l’âge des microplastiques

Des chercheurs de l’université de Kyushu et d’Asahi Kasei Corporation ont mis au point une nouvelle technique pour évaluer l’âge des microplastiques découverts dans les couches supérieures de l’océan. Cette nouvelle approche associe l’analyse des niveaux d’oxydation des plastiques à des facteurs environnementaux tels que l’exposition aux UV et la température ambiante.

Les résultats de l’étude, publiés dans le Marine Pollution Bulletin, mettent en lumière la durée de vie des microplastiques dans les zones littorales et au large de l’océan Pacifique Nord. Selon l’équipe de recherche, les microplastiques présents dans les zones littorales ont entre un et cinq ans d’âge, tandis que ceux présents dans les régions offshore ont entre un et trois ans d’âge.

Les plastiques, qui finissent par se désintégrer et se fragmenter lorsqu’ils sont exposés à des éléments environnementaux, sont les polluants les plus répandus dans les environnements marins, des lacs aux océans. Ces fragments, qui mesurent moins de 5 mm de long, sont appelés « microplastiques ».

« La pollution microplastique est considérée comme un problème mondial. Notre étude précédente a montré qu’il y a environ 24 trillions de grains de microplastiques flottant sur la couche superficielle de l’océan« , a déclaré le professeur Atsuhiko Isobe de l’Institut de recherche en mécanique appliquée de l’université de Kyushu, le chercheur principal de l’étude. Il a souligné le manque de compréhension de l’impact des microplastiques sur l’environnement et les créatures vivantes, ainsi que la durée de leur dérive océanique.

Pour déterminer l’âge des microplastiques dans l’océan, l’équipe, dirigée par Isobe, s’est attelée à l’identification de paramètres mesurables pour l’âge des microplastiques. Rie Okubo d’Asahi Kasei Corporation, premier auteur de l’étude, explique : « Le polyéthylène, la matière plastique la plus courante, s’oxyde et se dégrade en interagissant avec l’environnement. Cette dégradation peut être mesurée à l’aide des changements dans le poids moléculaire du matériau et de l’indice de carbonyle. »

L’équipe a également normalisé l’impact de la température et du rayonnement UV sur la dégradation du plastique, en menant des expériences pour comprendre comment ces éléments affectaient le poids moléculaire et l’indice de carbonyle du polyéthylène. Leurs conclusions ont mis en évidence que le rayonnement érythémateux UV (UVER), la mesure du rayonnement UV au niveau du sol, et la température de l’eau de mer étaient les facteurs les plus importants de la dégradation du plastique.

« Une fois que nous avons obtenu ces données, nous avons commencé à les appliquer à nos échantillons de microplastiques. Tous nos échantillons provenaient de la partie supérieure de l’océan, jusqu’à un mètre de la surface de l’eau« , poursuit M. Okubo. « Nous avons également prélevé des microplastiques dans différentes zones. Certains échantillons ont été prélevés près des côtes japonaises, à une distance comprise entre 10 et 80 km. D’autres échantillons ont été prélevés au large, au milieu de l’océan Pacifique Nord et de la mer des Philippines.« 

En appliquant leurs conclusions aux échantillons de microplastiques de la haute mer, l’équipe est parvenue à estimer l’âge de chaque échantillon. Okubo a précisé les variations d’âge entre les microplastiques côtiers et les microplastiques marins, en déclarant : « Les microplastiques côtiers, souvent rejetés sur le rivage, « survivent » plus longtemps, de 0 à 5 ans. Les microplastiques offshore, en revanche, mettent plus de temps à atteindre la haute mer, ce qui explique l’absence de microplastiques âgés de plus de 3 ans« .

Selon les chercheurs, les microplastiques en mer se déposent probablement plus profondément dans les eaux, ce qui les éloigne de la partie supérieure des océans. Ils prévoient que cette méthode permettra de mieux comprendre la génération et la dispersion des microplastiques dans l’environnement et aidera à créer des simulations précises pour suivre leur parcours océanique.

En conclusion, Isobe a déclaré : « Notre connaissance des microplastiques n’en est encore qu’à ses débuts, mais ces résultats nous ont permis d’approfondir notre compréhension de la science des microplastiques. À l’avenir, nous souhaitons étudier la dégradation des plastiques sous l’effet de stimuli mécaniques, tels que les vagues et les courants océaniques, afin de recueillir des données encore plus précises.« 

Pour plus d’informations sur cette recherche, voir « Estimation of the age of polyethylene microplastics collected from oceans : Application to the western North Pacific Ocean », Rie Okubo, Aguru Yamamoto, Akihiro Kurima, Terumi Sakabe, Youichiroh Ide, Atsuhiko Isobe Marine Pollution Bulletin, https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2023.114951

À propos de l’université de Kyushu
L’université de Kyushu est l’un des principaux établissements d’enseignement supérieur japonais axés sur la recherche depuis sa création en 1911. Accueillant environ 19 000 étudiants et 8 000 professeurs et membres du personnel, les centres de recherche de classe mondiale de l’université de Kyushu couvrent un large éventail de domaines d’étude et de recherche, allant des sciences humaines et des arts à l’ingénierie et aux sciences médicales. Ses multiples campus, dont l’un des plus grands du Japon, sont situés autour de la ville de Fukuoka, une métropole côtière située sur l’île japonaise de Kyushu, au sud-ouest du pays, fréquemment classée parmi les villes les plus agréables à vivre au monde et historiquement connue comme la porte d’entrée du Japon vers l’Asie. Dans le cadre de sa Vision 2030, l’université de Kyushu s’est fixé pour objectif de « favoriser le changement social grâce à des connaissances intégratives ». Son application synergique des connaissances englobera l’ensemble du monde universitaire et permettra de résoudre les problèmes de la société tout en innovant de nouveaux systèmes pour un avenir meilleur.

À propos d’Asahi Kasei
Le groupe Asahi Kasei contribue à la vie des gens dans le monde entier. Depuis sa création en 1922 avec des activités liées à l’ammoniac et aux fibres de cellulose, Asahi Kasei n’a cessé de se développer grâce à la transformation proactive de son portefeuille d’activités afin de répondre aux besoins évolutifs de chaque époque. Avec plus de 46 000 employés dans le monde, l’entreprise contribue à une société durable en apportant des solutions aux défis mondiaux par le biais de ses trois secteurs d’activité, à savoir les matériaux, les maisons et les soins de santé.