Les zones humides agissent comme les reins de la nature : elles piègent les sédiments, absorbent les excès de nutriments et transforment les polluants en substances moins nocives. Désormais, la liste des polluants que les plantes des zones humides peuvent éliminer comprend les substances per- et polyfluoroalkyles (PFAS). À partir d'une étude en serre, des chercheurs de Sciences et technologies environnementales rapportent que les iris drapeau jaune qui aiment l'humidité et les champignons sur leurs racines sont une combinaison prometteuse pour l'élimination des PFAS. Faisant partie d’une zone humide artificielle, cette paire pourrait traiter efficacement les eaux usées contaminées.
« Notre étude montre qu'un type de champignon (Rhizophagus irregularis) renforce la capacité des zones humides à éliminer les PFAS et réduit considérablement les risques environnementaux liés aux « produits chimiques permanents » laissés dans l'eau qui s'écoule », a déclaré Bo Hu, un auteur correspondant de la recherche. « Ces résultats sont essentiels au développement de méthodes de nettoyage plus solides basées sur les zones humides et pourraient inspirer de nouvelles technologies pour éliminer les PFAS. »
Les relations symbiotiques entre les plantes et les microbes souterrains, comme un groupe de champignons appelés champignons mycorhiziens arbusculaires (AMF), sont vitales pour les écosystèmes des zones humides. Lorsque les champignons colonisent les racines, ils décomposent les nutriments en échange des glucides bénéfiques des plantes.
Auparavant, Bo Hu et ses collègues avaient découvert davantage d'avantages à cette relation : l'AMF aidait les plantes des zones humides à tolérer la présence de PFAS. Les PFAS sont des composés à action prolongée qui présentent des risques potentiels pour la santé des personnes, des animaux et des plantes. Ainsi, Bo Hu, Feng Zhao et d’autres chercheurs ont voulu étudier dans quelle mesure les plantes des zones humides, en particulier l’iris à pavillon jaune (Iris pseudacorus L.), éliminent les PFAS en présence et en l’absence d’un champignon symbiotique (R. irregularis). Ils visaient à élaborer des lignes directrices pour les zones humides artificielles en tant que stratégie naturelle de traitement de l’eau.
À l’intérieur des serres, les chercheurs ont construit de petits systèmes ressemblant à des zones humides avec des iris à drapeau jaune dans de grands tubes en plastique. Les fleurs ont été plantées dans un mélange microbien sable-sol avec ou sans le champignon pour le traitement de contrôle. Ils ont arrosé les zones humides miniatures avec une solution qui imitait les eaux usées, et certaines ont également été arrosées avec l'un des quatre PFAS individuels à des concentrations réalistes.
La santé des plantes s'est dégradée lorsqu'elles ont été exposées aux PFAS, avec une croissance moindre et davantage de signes de détresse physiologique (par exemple, une activité plus faible des enzymes antioxydantes), par rapport aux iris cultivés sans exposition aux PFAS. En revanche, les chercheurs ont observé que l’ajout du champignon améliorait la croissance des plantes exposées et non exposées aux PFAS. Pour les systèmes de zones humides arrosés avec des solutions contenant des PFAS, les plantes traitées à l'AMF :
- Suppression de 10 à 13 % de plus de PFAS individuels que ceux avec le traitement témoin, incorporant plus de PFAS à chaîne longue que de PFAS à chaîne courte dans leurs pousses et leurs racines.
- Dégradation accrue des PFAS en composés plus petits qui présentaient une toxicité inférieure à celle de leurs composés d'origine, ce qui, selon les chercheurs, est dû au fait que les champignons stimulent l'activité microbienne à proximité.
Ils ont également testé l’eau s’écoulant des tubes des zones humides exposés aux PFAS. Tous les échantillons de sortie contenaient des PFAS, mais ceux provenant des tubes fongiques contenaient 17 à 28 % moins de PFAS totaux que les échantillons provenant des tubes bactériens. Ces résultats indiquent que l'ajout d'AMF, en particulier de R. irregularis, dans les zones humides artificielles pourrait améliorer leur élimination des PFAS, affirment les chercheurs.
Leurs prochaines étapes consistent à tester les zones humides construites dans des scénarios plus réalistes, en passant de l’environnement de serre confiné au monde naturel et en utilisant des eaux usées réelles contaminées par les PFAS.
