L'eau en bouteille peut contenir des centaines de milliers de petits morceaux de plastique qui n'ont jamais été comptés

Aujourd'hui, grâce à une technologie nouvellement affinée, les chercheurs sont entrés dans un tout nouveau monde plastique : le domaine mal connu des nanoplastiques, issus de microplastiques encore plus décomposés. Pour la première fois, ils ont compté et identifié ces minuscules particules dans l'eau en bouteille. Ils ont constaté qu'en moyenne, un litre contenait quelque 240 000 fragments de plastique détectables, soit 10 à 100 fois plus que les estimations précédentes, qui se basaient principalement sur des tailles plus importantes.

L'étude vient d'être publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

Les nanoplastiques sont si minuscules que, contrairement aux microplastiques, ils peuvent traverser les intestins et les poumons et passer directement dans la circulation sanguine, d'où ils atteignent des organes tels que le cœur et le cerveau. Ils peuvent envahir des cellules individuelles et traverser le placenta pour atteindre le corps des bébés à naître. Les scientifiques médicaux s'empressent d'étudier les effets possibles sur une grande variété de systèmes biologiques.

"Auparavant, il s'agissait d'une zone obscure, inexplorée. Les études de toxicité ne faisaient que deviner ce qu'il y avait là-dedans", a déclaré Beizhan Yan, coauteur de l'étude et chimiste de l'environnement à l'Observatoire de la Terre Lamont-Doherty de l'université de Columbia. "Cette étude ouvre une fenêtre qui nous permet d'observer un monde auquel nous n'étions pas exposés auparavant.

La production mondiale de plastique avoisine les 400 millions de tonnes par an. Plus de 30 millions de tonnes sont déversées chaque année dans l'eau ou sur la terre, et de nombreux produits fabriqués à partir de plastique, y compris les textiles synthétiques, perdent des particules alors qu'ils sont encore utilisés. Contrairement aux matières organiques naturelles, la plupart des plastiques ne se décomposent pas en substances relativement inoffensives ; ils se divisent et se redivisent simplement en particules de plus en plus petites ayant la même composition chimique. Au-delà des molécules simples, il n'y a pas de limite théorique à leur taille.

Les microplastiques sont définis comme des fragments allant de 5 millimètres (moins d'un quart de pouce) à 1 micromètre, soit 1 millionième de mètre ou 1/25 000ème de pouce. (Un cheveu humain mesure environ 70 micromètres). Les nanoplastiques, qui sont des particules inférieures à 1 micromètre, sont mesurés en milliardièmes de mètre.

La présence de plastiques dans l'eau en bouteille est devenue un sujet d'actualité après qu'une étude réalisée en 2018 a détecté une moyenne de 325 particules par litre ; des études ultérieures ont multiplié ce chiffre plusieurs fois. Les scientifiques soupçonnaient qu'il y en avait encore plus qu'ils ne l'avaient encore compté, mais les bonnes estimations s'arrêtaient à des tailles inférieures à 1 micromètre, la limite du monde nanométrique.

"Les gens ont développé des méthodes pour voir les nanoparticules, mais ils ne savaient pas ce qu'ils regardaient", a déclaré l'auteur principal de la nouvelle étude, Naixin Qian, étudiante diplômée en chimie à l'université de Columbia. Elle note que les études précédentes pouvaient fournir des estimations globales de la masse des nanoparticules, mais qu'elles ne pouvaient pas, pour la plupart, compter les particules individuelles, ni identifier celles qui étaient en plastique ou autres.

La nouvelle étude utilise une technique appelée microscopie à diffusion Raman stimulée, qui a été inventée par le coauteur de l'étude, Wei Min, biophysicien à Columbia. Cette technique consiste à sonder des échantillons à l'aide de deux lasers simultanés qui sont réglés pour faire résonner des molécules spécifiques. En ciblant sept plastiques courants, les chercheurs ont créé un algorithme piloté par les données pour interpréter les résultats. "C'est une chose de détecter, mais c'en est une autre de savoir ce que l'on détecte", a déclaré M. Min.

Les chercheurs ont testé trois marques populaires d'eau en bouteille vendues aux États-Unis (ils ont refusé de les nommer), en analysant des particules de plastique d'une taille de 100 nanomètres seulement. Ils ont repéré 110 000 à 370 000 particules par litre, dont 90 % étaient des nanoplastiques, le reste étant des microplastiques. Ils ont également déterminé lequel des sept plastiques spécifiques il s'agissait, et ont dressé un tableau de leurs formes - des caractéristiques qui pourraient s'avérer précieuses pour la recherche biomédicale.

L'un des plastiques les plus courants est le polyéthylène téréphtalate (PET). Cela n'a rien d'étonnant, puisque c'est de ce matériau que sont faites de nombreuses bouteilles d'eau. (Il est également utilisé pour les sodas en bouteille, les boissons sportives et des produits tels que le ketchup et la mayonnaise). Les particules se retrouvent probablement dans l'eau lorsqu'elles se détachent de la bouteille lorsqu'elle est pressée ou exposée à la chaleur. Une étude récente suggère que de nombreuses particules pénètrent dans l'eau lorsque vous ouvrez ou fermez le bouchon de manière répétée, et que de minuscules morceaux s'abrasent.

Toutefois, le PET a été dépassé par le polyamide, un type de nylon. Ironiquement, selon Beizhan Yan, cela provient probablement des filtres en plastique utilisés pour soi-disant purifier l'eau avant qu'elle ne soit mise en bouteille. Les chercheurs ont également trouvé d'autres plastiques courants : le polystyrène, le chlorure de polyvinyle et le polyméthacrylate de méthyle, tous utilisés dans divers processus industriels.

Un point quelque peu troublant : les sept types de plastique recherchés par les chercheurs ne représentaient qu'environ 10 % de toutes les nanoparticules trouvées dans les échantillons ; ils n'ont aucune idée de ce que sont les autres. S'il s'agit de nanoplastiques, cela signifie qu'il pourrait y en avoir des dizaines de millions par litre. Mais il pourrait s'agir de presque n'importe quoi, "ce qui indique la composition complexe des particules à l'intérieur d'un échantillon d'eau apparemment simple", écrivent les auteurs. "L'existence commune de matières organiques naturelles exige certainement une distinction prudente.

Les chercheurs vont maintenant au-delà de l'eau en bouteille. "Il existe un vaste monde de nanoplastiques à étudier", a déclaré M. Min. Il note qu'en termes de masse, les nanoplastiques sont bien moins nombreux que les microplastiques, mais "ce n'est pas la taille qui compte. Ce sont les chiffres qui comptent, car plus les choses sont petites, plus elles peuvent facilement pénétrer à l'intérieur de nous".

L'équipe prévoit notamment d'étudier l'eau du robinet, qui contient également des microplastiques, mais dans une proportion bien moindre que l'eau en bouteille. Beizhan Yan dirige un projet visant à étudier les microplastiques et les nanoplastiques qui se retrouvent dans les eaux usées lorsque les gens font la lessive - d'après ses calculs, il y en a des millions par charge de 10 livres, provenant des matériaux synthétiques qui composent de nombreux articles. (Lui et ses collègues sont en train de concevoir des filtres pour réduire la pollution provenant des machines à laver commerciales et résidentielles). L'équipe identifiera bientôt les particules présentes dans la neige que des collaborateurs britanniques parcourant à pied l'ouest de l'Antarctique sont en train de collecter. Ils collaborent également avec des experts en santé environnementale pour mesurer les nanoplastiques dans divers tissus humains et examiner leurs effets sur le développement et la neurologie.

"Il n'est pas totalement inattendu de trouver autant de ces substances", a déclaré M. Qian. "L'idée est que plus les choses sont petites, plus il y en a."