Concentration de tous les types de pollution par les microplastiques et les microfibres anthropiques trouvée dans cette étude superposée sur une carte thermique montrant la concentration du trafic maritime (tous types) et une carte thermique montrant la densité de population. Dans tous les cas, le rouge indique des chiffres plus élevés. Crédit : Université de Staffordshire
Des spécialistes de la médecine légale et de l'environnement ont collaboré pour créer une nouvelle technique scientifique permettant d'identifier les « points chauds » de pollution microplastique dans les eaux libres.
La technique a été testée dans le détroit de Long Island à New York grâce à une collaboration entre l'Université de Staffordshire, le projet Rozalia pour un océan propre et le Central Wyoming College.
La professeure Claire Gwinnett de l’université de Staffordshire explique : « Le détroit de Long Island est un lieu intéressant car il présente de nombreux facteurs susceptibles de provoquer une pollution. C’est un estuaire qui abrite une grande population d’animaux sauvages, une voie de transport très fréquentée par les cargos et une zone de pêche populaire. Situé à côté de la ville de New York, il est également très peuplé et constitue une destination touristique majeure. »
Identifier les points chauds de pollution
Financée en partie par la National Geographic Society, l'étude a consisté à recueillir des échantillons sur le pont du navire de recherche océanographique à voile de 60 pieds, La promesse américaineL'équipe a prélevé des « échantillons ponctuels » d'un litre d'eau de surface tous les 3 miles, de l'East River le long du milieu du détroit de Long Island jusqu'à The Race, où il rencontre le détroit de Rhode Island.
L'échantillonnage ponctuel permet d'analyser des emplacements spécifiques, les chercheurs appliquant une approche statistique pour identifier les points chauds où les microplastiques étaient les plus présents.
« On utilise souvent le terme « point chaud », mais il n’est pas défini scientifiquement. Les études précédentes ont utilisé des méthodes largement subjectives, sans utiliser de règles ou de seuils permettant de différencier les points chauds des autres », a commenté le professeur Gwinnett. « Notre étude a proposé une méthode simple mais objective pour déterminer les points chauds en utilisant des valeurs d’écart type. C’est la première fois que cela a été fait. »
Deux points chauds primaires et deux points chauds secondaires ont été observés, près de chaque extrémité de la zone d'échantillonnage. Il existe potentiellement un effet de « goulot d'étranglement » dans les zones plus étroites ou, à l'inverse, un effet de dilution dans la section plus large du détroit de Long Island. De même, des points chauds ont été observés à proximité ou en ligne avec l'embouchure d'une rivière, en particulier la Tamise et la rivière Connecticut.
La superposition des cartes thermiques de différents types de trafic maritime et de transport avec la carte thermique des microparticules de cette étude montre des similitudes potentielles, notamment entre les zones de trafic maritime de plaisance et de passagers élevé et les concentrations plus élevées de microplastiques.
Conséquences et recherches complémentaires
Le professeur Gwinnett a déclaré : « Nous devons tenir compte des facteurs susceptibles d’influencer ces résultats, tels que la population, la géographie et l’activité humaine. Les points chauds identifiés se trouvaient toutefois à la fois dans des zones densément peuplées et à proximité de certaines des zones terrestres les moins densément peuplées entourant le détroit de Long Island. »
« La première étape pour lutter contre ce type de pollution consiste à caractériser les échantillons de microparticules afin de commencer à comprendre d’où elles pourraient provenir. »
97 % des échantillons contenaient des particules synthétiques. Les microparticules étaient classées comme 76,14 % de fibres et 23,86 % de fragments. 47,76 % des fibres étaient synthétiques et 52,24 % étaient non synthétiques.
Les approches de science médico-légale développées par l’Université de Staffordshire ont été utilisées pour analyser les microparticules – y compris le type, la couleur, la forme, le matériau, la présence de délustrant et la largeur – qui ont permis d’identifier 30 catégories uniques de sources potentielles de pollution.
Rachael Miller, responsable de l'expédition et fondatrice du projet Rozalia, a expliqué : « Contrairement aux fragments de plastique plus gros, qui peuvent présenter des caractéristiques claires permettant d'identifier facilement leurs sources d'origine, telles que des crêtes de bouchon de bouteille ou un logo partiel, cela est généralement très difficile pour les microparticules, à moins qu'une approche d'analyse qui caractérise entièrement la particule ne soit utilisée.
« L’identification d’un type spécifique d’article d’où provient une microparticule (paire de jeans, tapis, pneu ou produit d’hygiène personnelle, par exemple) augmente la probabilité de découvrir le mécanisme de transport vers l’environnement. Cela augmente à son tour les possibilités de prévenir un sous-ensemble de pollution par les microplastiques. »
Les auteurs réclament désormais des bases de données de référence sur les polluants potentiels des cours d'eau. Amy Osbourne, chercheuse en doctorat, est spécialisée dans l'analyse médico-légale des fibres à l'Université de Staffordshire après avoir obtenu un diplôme de premier cycle en enquête médico-légale.
« Nous ne pouvons pas identifier avec certitude les sources de pollution sans pouvoir comparer les échantillons avec de grandes bases de données de provenance connues et facilement consultables », a-t-elle déclaré. « De telles bases de données sont déjà utilisées en criminalistique pour identifier les sources de preuves trouvées sur les scènes de crime. Par exemple, nous pourrions commencer par une base de données de tous les différents types de filets de pêche ou de bâches que nous savons être couramment utilisés dans des zones comme Long Island Sound. »
Le professeur Gwinnett a ajouté : « Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour comprendre pleinement les concentrations de microplastiques et les implications de cette pollution, la présence même de ces microplastiques est suffisante pour s'engager dans le développement et le déploiement de solutions. »
