Bien que la menace que les microplastiques représentent la santé humaine et écologique ont été richement documentées et sont bien connues, les nanoplastiques, qui sont plus petites d'un micromètre (1 / 50e l'épaisseur des cheveux humains moyens), sont beaucoup plus réactives, beaucoup plus mobiles et beaucoup plus capables de traverser les membranes biologiques. Pourtant, parce qu'ils sont si minuscules et si mobiles, les chercheurs n'ont pas encore une compréhension précise de la toxique de ces particules.
La première étape pour comprendre la toxicologie des nanoplastiques est de construire un outil fiable, efficace et flexible qui peut non seulement quantifier leur concentration dans un échantillon donné, mais également analyser les plastiques spécifiques que l'échantillon contient.
Une équipe internationale de scientifiques dirigée par l'Université du Massachusetts Amherst rapporte Eau naturelle Sur le développement d'un nouvel outil, connu sous le nom de configuration OM-Service, qui peut faire toutes ces choses et peut en outre être utilisé pour détecter des concentrations nanoplastiques particulières et des types de polymères dans des échantillons solides, tels que les sols, les tissus corporels et les plantes.
Le plastique est un matériau incroyablement durable qui peut prendre jusqu'à 500 ans pour se décomposer. À mesure que les bouteilles en plastique, l'emballage et les pièces vieillissent, les petits morceaux d'entre eux se cassent. Ces microplastiques ont été trouvés dans tous les coins du globe, du haut du mont Everest aux profondeurs de la tranchée de Mariana, et, selon les rapports récents, ils se trouvent dans le sang, le cerveau et le tissu cardiaque de nombreux humains.
Si ce n'est pas suffisant, chaque microplastique individuelle pourrait théoriquement être décomposée en 1 quadrillion de particules nanoplasiques – ce qui signifie qu'il existe littéralement un nombre non comptable de nanoplastiques dans notre eau, notre air et nos sols. Ces microplastiques présentent un risque non connu encore pour l'environnement et la santé humaine, et ils modifient les écosystèmes du monde entier.
« Parce que les nanoplastiques sont si minuscules, ils ont une surface globale beaucoup plus élevée et des groupes fonctionnels que les microplastiques, ce qui signifie que davantage d'entre eux peuvent se concentrer dans l'eau, le sol et les tissus corporels », explique Baoshan Xing, professeur distingué d'université de chimie environnementale et du sol à l'UMass Amherst's Stockbridge School of Agriculture et l'un des autorités supérieures de l'élément.
« Ils voyagent plus facilement et peuvent se retrouver dans plus d'endroits dans l'environnement et dans notre corps. Et une fois dans ces endroits, ils sont plus réactifs et les produits chimiques et les additifs en eux peuvent plus facilement se lienner dans leur environnement. »
Cependant, pour que les toxicologues commencent à comprendre à quel point la menace est désastreuse que les nanoplastiques représentent, ils doivent d'abord être en mesure de compter le nombre de nanoplastiques dans un échantillon et quels types spécifiques de plastique – dont chacun a une composition chimique différente – sont représentés.
Xing, ainsi que ses auteurs co-privés, Jian Zhao et Xiaofeng Shi, professeurs de l'Université Ocean University of China, et leur équipe a développé une méthode appelée «manipulation optique et diffusion Raman améliorée en surface» ou OM-Service, qui implique des lasers, de l'or et de l'eau. Il s'agit de la méthode la plus rapide, la plus efficace et la plus fiable qui a encore été développée pour compter et analyser les nanoplastiques.
OM-Sers commence par un petit échantillon d'eau – juste quelques millilitres – dans lesquels Xing et Zhao placent des nanoparticules d'or. Ensuite, ils tirent sur les nanoparticules d'or avec un laser, et lorsque les nanoparticules d'or se réchauffent, ils attirent les nanoplastiques qui flottent librement dans l'échantillon.
Une fois que les différentes particules nanoplasiques ont toutes affluée vers la pile d'or, l'équipe rince ensuite l'échantillon avec de l'eau pure, qui élimine les sels ou tout débris non plastique – pensez aux particules de suie minuscules et répandues ou à des molécules organiques dissoutes naturellement qui pourraient être dans l'eau.
« Ce que nous avons laissé pour compte, ce sont les particules en plastique rassemblées autour d'un centre d'or », explique Zhao. « Nous pouvons ensuite effectuer une analyse très, très sensible en place, sans déplacer l'échantillon, qui nous dira quels types de plastiques nous avons et dans quelles concentrations. »
Non seulement leur méthode peut fonctionner avec de petits échantillons, mais il peut également être utilisé pour analyser les nanoplastiques dans d'autres matrices.
« Nous avons testé notre système OM-Service sur des échantillons recueillis à partir d'une rivière, d'une ferme de mariculture océanique et d'une plage », explique Xing, « mais, une fois que les échantillons ont été correctement traités, il pourrait fonctionner pour tester la concentration et les types de nanoplastiques dans le sol, les tissus végétaux ou notre propre corps. »
