Microplastiques et contaminants organiques
Olivier Smith
En collaboration avec :
Vincent Fauvelle - Institut Méditerranéen d'Océanologie (MIO)
Emilie Strady - MIO
La pollution en particules de microplastiques (0.3-1mm) et nanoplatiques (<0.1mm) est un problème global qui touche tous les océans. Des particules de plastiques ont été repérées piégées dans la banquise Arctique (Peeken et al. 2018) et Antarctique (Kelly et al. 2020).
Les effets de ces particules de plastique sont multiples : outre leur accumulation dans les systèmes digestifs de la faune marine, ces particules transportent des additifs organiques (Campanale et al. 2020) et des microorganismes (Dussud et al. 2018) vers les différents écosystèmes marins du globe.
Océans Atlantique et Austral : quel est l'état actuel de la pollution dans ces endroits en microplastiques ?
Atteint-elle aussi le continent Antarctique ?
Réalisation :
L'étude se découpe en 4 volets thématiques :
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Eau de mer : Le trajet en bateau est l’occasion d’utiliser le matériel à disposition pour étudier les microplastiques de surface dans l’océan Atlantique. Une collecte régulière y est réalisée, à l'aide d'un filet à microplastiques type "manta". Les échantillons ainsi collectés sont analysés au moyen d'un système LDIR, combinant microscopie et spectroscopie infrarouge.
Filet microplastiques sur le pont
Un tamis est utilisé pour filtrer l'eau contenue dans le collecteur du filet
Le tamis est rincé et l'eau de lavage est collectée : elle contient des planctons et... des microplastiques !
Sédiments : Une fois arrivé sur le continent Antarctique, il devient possible détudier d'autres milieux touchés par la pollution plastique, notamment les sédiments et la neige. 5 réplicats d'un litre de sédiments côtiers sont collectés au niveau des colonies de manchots sélectionnées par Lana pour son étude. Chaque échantillon est mélangé à un litre d'eau saturée en sel (NaCl) pour permettre une séparation par densité des matériaux. Les microplastiques, moins denses, iront en majorité flotter à la surface. Cette couche de surface est ensuite collectée et stockée pour être analysée en LDIR.
Neige fraîche : L’intérêt d’étudier la neige, c’est qu’elle a tendance à incorporer les particules en suspension dans l’air. Donc lorsqu'on observe des microplastiques dans la neige fraîche, on met en évidence la présence de microplastiques dans l’air à cet endroit. Ici, la collecte de neige est l’occasion de compléter les points d’échantillonnage de Bergmann et al. 2019 qui ont trouvé la présence de microplastique dans les neiges Arctique et Alpine. Nous pourrons mettre en évidence ou non la présence de microplastiques atmosphériques dans une région aussi reculée que l’Antarctique. Là aussi, l'analyse se fait par LDIR.
A droite : filtration de la neige fondue. Le système est recouvert de film protecteur pour éviter que des poussières ne puissent se déposer dans l'eau filtrée.
Contaminants organiques : ce sont des molécules polluantes qui sont parfois ajoutées au plastique ou à d’autres matériaux pour changer leurs propriétés (additifs). Ces molécules sont donc présentes dans les microplastiques, et par transport peuvent ainsi perturber un écosystème qui se trouve loin des zones de pollution. Étudier ces molécules peut s’avérer assez difficile, parce qu’il y en a une grande diversité (nous nous intéressons à environ 70 composés différents) et qu’elles sont très diluées dans l’eau de mer, à peine détectables.
Pour collecter ces molécules dans l'environnement, on utilise des cartouches de gel contenant un polymère permettant d'absorber une grande variété de molécules. Chaque cartouche est laissée pendant 48h à infuser dans 1L d'eau de mer collectée, puis stockée à froid. Au retour en France, des analyses par spectroscopie de masse (LC-MS et GC-MS) permettent de connaître la diversité et la quantité de ces molécules dans l'eau.
La cartouche de gel laissée à tremper dans l'eau de mer pendant 48h. La bouteille est en verre pour éviter toute trace de plastique ou d'additifs dans l'échantillon.
Ajout dans l'échantillon d'une quantité connue d'un polluant (ici du Bisphénol A) marqué au deutérium, donc non présent dans l'environnement.
La mesure en laboratoire devra permettre de retrouver exactement cette concentration en Bisphénol A deutéré pour valider le résultat.