Une nouvelle façon d'estimer l'âge des microplastiques dans l'océan supérieur

Jun 09, 2023

FUKUOKA, JAPON – Des chercheurs de l'Université de Kyushu et d'Asahi Kasei Corporation ont développé une nouvelle façon d'estimer l'âge des microplastiques trouvés dans les océans supérieurs. La méthode implique une combinaison d'analyse des niveaux d'oxydation du plastique avec des facteurs environnementaux tels que l'exposition aux UV et la température ambiante.

L'équipe a appliqué sa nouvelle méthode pour estimer l'âge des microplastiques trouvés dans les sites côtiers et offshore de l'océan Pacifique Nord. Ils ont constaté que l'âge des microplastiques dans les régions côtières variait de zéro à cinq ans, tandis que les microplastiques des régions offshore variaient de un à trois ans.Leurs découvertes ont été publiéesdans la revue Marine Pollution Bulletin.

Dans les environnements marins, des lacs aux océans, les plastiques sont le type de polluant le plus abondant. Au fur et à mesure que les déchets plastiques sont exposés aux éléments, ils finissent par se décomposer et se fragmenter. Les déchets plastiques dont la longueur est inférieure à 5 mm sont appelés « microplastiques ».

"La pollution par les microplastiques est reconnue comme un problème mondial. Dans une étude précédente, nous avons découvert qu'il y avait environ 24 000 milliards de grains de microplastiques. flottant à la surface de l'océan », explique le professeur Atsuhiko Isobe de l'Institut de recherche en mécanique appliquée de l'Université de Kyushu, qui a dirigé l'étude. « Cependant, nous en savons encore peu sur ses effets sur l'environnement ou sur les êtres vivants. Une autre grande question que nous avons est de savoir combien de temps les microplastiques dérivent dans l'océan."

Pour savoir quel âge peuvent avoir les microplastiques trouvés dans l'océan, Isobe et son équipe ont commencé par étudier quelles mesures pourraient être utilisées pour mesurer l'âge des microplastiques en premier lieu.

"Le matériau le plus courant dans le plastique s'appelle le polyéthylène. Nous savons que lorsque le polyéthylène interagit avec l'environnement, il s'oxyde et se dégrade", explique Rie Okubo, chercheur chez Asahi Kasei Corporation et premier auteur de l'étude. "Ce niveau de dégradation peut être mesuré en utilisant le changement de poids moléculaire du matériau et ce qu'on appelle l'indice de carbonyle. Simplement, lorsque le polyéthylène se dégrade, son indice de carbonyle augmente et le poids moléculaire diminue."

Bien sûr, cela ne suffit pas. Étant donné que les microplastiques sont exposés aux éléments, l'équipe devait également normaliser la façon dont la température et le rayonnement UV affectent la dégradation du plastique. L'équipe a d'abord mené une série d'expériences d'exposition au polyéthylène et recueilli des données sur la façon dont diverses combinaisons d'UV et de température affectaient le poids moléculaire et l'indice de carbonyle du matériau.

L'équipe a découvert que l'UVER (rayonnement érythémal ultraviolet, une mesure du rayonnement UV au niveau du sol) et la température de l'eau de mer étaient les deux principaux contributeurs à la dégradation du plastique.

"Une fois que nous avons eu 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 Okubo. "Nous avons également collecté des microplastiques dans diverses zones. Certains échantillons ont été collectés près des côtes du Japon, allant de 10 à 80 km au large des côtes. D'autres échantillons ont été collectés au large, au milieu de l'océan Pacifique Nord et de la mer des Philippines."

En analysant les microplastiques collectés, l'équipe a pu estimer l'âge de chaque échantillon individuel. Ils ont découvert que les microplastiques côtiers variaient de zéro à cinq ans, tandis que les échantillons offshore variaient de un à trois ans.

"Nous émettons l'hypothèse que la raison pour laquelle les microplastiques côtiers vont de zéro à cinq ans est qu'ils sont fréquemment rejetés à terre et "survivent" plus longtemps. Les microplastiques offshore, en revanche, mettent plus de temps à atteindre cette partie de l'océan, d'où la raison pour laquelle nous n'a pas trouvé de microplastiques âgés de plus de trois ans », explique Okubo. "Ces microplastiques offshore sont également probablement retirés des océans supérieurs en s'installant plus profondément dans les eaux."

Les chercheurs espèrent que la nouvelle méthode leur permettra de mieux comprendre comment les microplastiques sont générés et se propagent dans l'environnement. Les données aideront également à développer des simulations plus précises pour suivre les microplastiques à travers l'océan.

Isobe conclut : "Notre recherche et notre compréhension des microplastiques sont encore très récentes, et grâce à ces données, nous avons acquis un peu plus de compréhension sur la science fondamentale des microplastiques. Notre prochaine étape sera d'étudier comment les stimuli mécaniques comme les vagues et les courants océaniques peuvent dégrader les plastiques, nous pouvons donc collecter des données encore plus précises.

- Ce communiqué de presse a été initialement publié sur le site Web de l'Université de Kyushu