Des chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique à Okanagan ont créé un nouveau système de filtration à membrane à deux couches qui peut réduire considérablement la quantité de micro et nanoplastiques qui s’échappent des décharges vers les bassins hydrologiques locaux.
Le Dr Sumi Siddiqua, professeure à l’École d’ingénierie de l’UBCO, et l’étudiant au doctorat Mahmoud Babalar, ont publié une étude détaillant comment une membrane à double couche installée dans les décharges peut agir comme un filtre pour empêcher les polluants microscopiques d’atteindre les eaux souterraines et les écosystèmes environnants.
« Les décharges sont des menaces silencieuses pour notre environnement, agissant comme des réservoirs majeurs pour les polluants émergents », affirme le Dr Siddiqua. « Les systèmes de drainage conventionnels sont inefficaces contre les contaminants microscopiques, y compris les nanoplastiques et les produits chimiques dangereux. Cela leur permet d’infiltrer les eaux souterraines. »
Les décharges génèrent du lixiviat, un liquide contaminé qui se forme lorsque l’eau de pluie traverse les déchets, explique le Dr Siddiqua. Bien que la plupart des décharges soient conçues pour contenir ce liquide, des études récentes montrent que le lixiviat est devenu un important bassin de collecte pour le plastique microscopique, qui peut s’échapper vers les systèmes d’eau.
« Lorsque les déchets plastiques se décomposent, ces particules s’accumulent dans le lixiviat des décharges », explique Babalar. « Les systèmes actuels gèrent les déchets liquides, mais ils n’ont jamais été conçus pour intercepter complètement les particules de plastique micro et nano. »
Le système à membrane à deux couches présenté dans leur étude, publiée récemment dans le Journal of Environmental Management, s’est avéré le plus efficace pour piéger ces polluants. La couche supérieure utilise une attraction chimique et une filtration pour capturer les micro et nanoplastiques. Elle est conçue pour lier efficacement les particules de plastique, même dans un lixiviat complexe et riche en matières organiques. La couche inférieure établit une barrière protectrice qui repousse les particules de plastique restantes par des forces électrostatiques, réduisant le colmatage, l’encrassement de la membrane et maintenant des performances stables dans le temps.
« Les deux couches complémentaires travaillent ensemble pour bloquer les minuscules particules de plastique dans les conditions difficiles des décharges », ajoute-t-il. « Cette combinaison de couches permet à la membrane de filtrer les plastiques tout en laissant le liquide s’écouler, ce qui est une exigence critique pour la sécurité des décharges. »
Dans des tests de laboratoire répétés, la membrane a éliminé presque tous les microplastiques et a capturé plus de 98 % des nanoplastiques. Babalar indique que lors des tests, la membrane a bien fonctionné sur plusieurs cycles de filtration, et qu’elle pouvait être nettoyée et réutilisée grâce à un système de contre-lavage méthodique.
« La membrane est fabriquée à partir de matériaux durables et chimiquement stables conçus pour résister aux changements de température, aux eaux usées agressives et à une exposition à long terme », ajoute-t-il. « Sa capacité à être nettoyée et réutilisée réduit les déchets et soutient des opérations de décharge plus durables. »
Au-delà de la filtration, les chercheurs affirment que cette technologie pourrait servir de fondement pour les géomembranes de nouvelle génération qui combinent protection structurelle et contrôle actif de la pollution. Cette découverte a un potentiel important pour protéger les réserves d’eau souterraine et d’eau de surface, réduire la propagation des polluants et soutenir également une gestion circulaire des déchets et des infrastructures résilientes au climat.
Cette étude marque une étape importante vers des systèmes de décharge plus intelligents qui non seulement contiennent les déchets, mais empêchent activement les dommages environnementaux à long terme, déclare le Dr Siddiqua.
« Notre système unique de membrane à matrice modifiée à double couche est spécifiquement conçu pour traiter le lixiviat brut hautement contaminé et très encrassant, le positionnant comme une composante fondamentale du confinement avancé des déchets », ajoute-t-elle. « Cette approche innovante est essentielle pour empêcher la migration des polluants vers les eaux souterraines, et elle représente une avancée significative dans la gestion des déchets et les infrastructures résilientes au climat. »
Article : Unlocking nanoplastic removal from landfill leachate – a dual-layer adsorptive PES@PMACZ@MOF & repulsive self-assembled mesoporous silica modified matrix membrane – Journal : Journal of Environmental Management – Méthode : Meta-analysis – DOI : Lien vers l’étude
Source : UBCO
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