Des chercheurs surpris par les niveaux de toxicité des produits en plastique standards

Le plastique dont nous nous entourons contient une gamme d’additifs chimiques qui peuvent s’infiltrer dans les systèmes d’eau de l’environnement naturel. Cela peut se produire avant et pendant le processus de dégradation du plastique. Même si les produits mettent beaucoup de temps à se décomposer en particules microplastiques, les produits chimiques commencent à s'échapper du plastique dès qu'il pénètre dans l'eau.

Les chercheurs tentent de déterminer si ce phénomène est nocif pour les animaux, et peut-être aussi pour les humains.

“Dans ce projet, nous nous sommes concentrés sur les impacts sur les organismes marins des additifs chimiques contenus dans les plastiques”, explique Lisbet Sørensen, chercheuse scientifique au SINTEF Ocean. « Pour ce faire, nous avons étudié diverses espèces marines. Lors du premier exercice de sélection, nous avons examiné deux groupes de micro-organismes : les bactéries et les microalgues, également appelées phytoplancton. Ces espèces sont faciles à travailler et nous fournissent une réponse rapide. des réponses que nous pouvons utiliser pour nous aider à tracer l'orientation future de notre recherche », dit-elle.

“Plus tard, nous avons travaillé avec les œufs et les larves de morue, qui constituent l'une de nos ressources naturelles les plus importantes”, explique Sørensen. “Nous sommes bien conscients que les poissons, tout comme les humains, sont plus vulnérables aux effets sanitaires de la pollution lorsqu'ils sont immatures”, explique-t-elle.

Cinquante produits du quotidien

“Il est bien sûr impossible de tester chaque produit en plastique disponible, c'est pourquoi nous avons effectué une 'sélection qualifiée' de 50 articles que nous utilisons dans notre vie quotidienne”, explique Sørensen.

Parmi les 50 produits figuraient des sacs en plastique, des gobelets jetables, des gants de vaisselle, des granulés pour pneus de voiture, une variété de jouets pour enfants et des ballons. Et ce n'était que pour commencer.

“L'idée initiale était simplement de sélectionner des produits en plastique 'classiques', mais j'ai succombé à la tentation d'inclure certains articles en caoutchouc”, explique Sørensen. “Et cela s'est avéré être une sage décision”, dit-elle.

Que se passe-t-il lorsque le plastique se décompose ?

Le projet MicroLEACH a été réalisé par une équipe interdisciplinaire de chercheurs internationaux, comprenant à la fois des biologistes et des chimistes. MicroLEACH signifie Microplastiques – Effets à long terme des plastiques et des additifs chimiques sur les organismes marins.

Les travaux d'analyse en laboratoire ont fourni à l'équipe un aperçu général des types et des quantités de produits chimiques présents dans les différents produits.

“Nous avons été très surpris du nombre de produits chimiques différents que nous avons identifiés dans ces produits”, explique Sørensen. “Seulement 30 % des composés chimiques identifiés ont été trouvés dans deux produits ou plus. Il y avait également un grand nombre de produits chimiques que nous ne pouvions pas identifier avec certitude car ils n'étaient pas répertoriés dans les index de substances établis. Cela nous montre à quel point nous en savons peu. sur la composition de nombreux produits quotidiens qui nous entourent en permanence”, dit-elle.

L'objectif du projet est purement et simplement d'étudier la toxicité de ces produits chimiques pour les organismes vivants une fois que les produits en plastique se retrouvent dans le milieu marin. Ces dernières années, les problèmes liés aux microplastiques ont fait l’objet d’une attention particulière. Lorsque les plastiques sont décomposés, soit physiquement en fragments, soit chimiquement en raison de facteurs environnementaux, ils finissent par se transformer en particules microplastiques. Cependant, bien avant que ce processus ne soit terminé, les additifs chimiques contenus dans les plastiques peuvent s'infiltrer dans l'environnement naturel.

“C'est ce problème que nous voulions aborder dans le projet MicroLEACH”, explique Andy Booth, chercheur scientifique en chef au SINTEF. “La question est la suivante : dans quelle mesure les additifs chimiques que nous trouvons dans les produits en plastique standards disponibles sur le marché norvégien sont-ils toxiques et dans quelle mesure constituent-ils un problème par rapport aux microplastiques générés par les produits eux-mêmes ?” il dit.

Booth travaille sur la pollution marine depuis de nombreuses années et a également mené des recherches sur ce qui arrive aux nanoparticules qui pénètrent dans l'environnement marin.

Le caoutchouc naturel est loin d'être inoffensif

L’équipe de recherche a étudié l’effet des produits chimiques qui s’échappent des microplastiques et des particules de caoutchouc dans l’environnement marin.

“Ce que nous avons découvert, c'est que les produits constitués ou contenant des niveaux élevés de caoutchouc ont eu le pire impact sur les micro-organismes que nous avons étudiés dans notre expérience”, explique Booth. “C'était un peu surprenant, notamment parce que le caoutchouc non traité est considéré comme un produit “naturel”. Nous avons cependant constaté qu'il faisait partie des substances les plus toxiques pour les micro-organismes que nous étudiions”, dit-il.

Le pire de tout était les produits chimiques qui s’échappaient des gants en caoutchouc.

“Il convient de noter que les produits chimiques ajoutés au caoutchouc naturel et utilisés dans les gants de vaisselle se sont révélés les plus toxiques pour les micro-organismes”, explique Booth. Ce sont des substances que nous avons trouvées dans quatre des 50 produits que nous avons testés : des gants de vaisselle, des pneus de voiture, des ballons en caoutchouc et des gants jetables”, explique-t-il.

Larves de poissons déformées

Une autre étude menée par le projet a consisté à exposer des embryons de morue et des larves récemment éclos à la fois à des particules microplastiques et aux produits chimiques identifiés dans les plastiques. L’équipe a également exposé les œufs et les larves à une combinaison des deux, car dans le monde réel, ils ne peuvent pas être distingués les uns des autres. L'équipe a présenté ses résultats dans un article publié dans le Journal des Matériaux Dangereux, Bulletin sur la pollution marine et Science de l'environnement total.

Dans un premier temps, les chercheurs ont caractérisé et extrait les produits chimiques toxiques des différents plastiques et étudié leurs effets sur les larves de morue.

“Ce que nous avons observé, c'est que certains produits chimiques agissaient directement en empêchant l'éclosion des œufs, tandis que d'autres exerçaient des effets physiques majeurs sur les larves”, explique Stefania Piarulli, biologiste et chercheuse au SINTEF. “Nous avons découvert que les larves développaient des malformations vertébrales qui nous rappelaient ce que l'on appelle la scoliose”, explique-t-elle.

Qu'est-ce qui est pire, les microplastiques ou les produits chimiques ?

Mais qu’en est-il des particules microplastiques ? Sont-ils nocifs dans leur état physique, ou est-ce la combinaison de leur taille et des produits chimiques qui s’en échappent qui les rendent si toxiques ?

Afin d’étudier cela, les chercheurs ont comparé séparément les effets des particules et des produits chimiques et ont été un peu surpris de constater que les produits chimiques étaient essentiels à la production de l’effet toxique.

“La particularité de cette expérience est que nous avons développé une toute nouvelle méthode pour “nettoyer” le microplastique de toute trace de produits chimiques”, explique Piarulli. “C'est la seule manière de pouvoir affirmer avec certitude l'effet des particules microplastiques”, dit-elle.

En d’autres termes, l’équipe n’a identifié aucun effet toxique des particules physiques si elles ne contenaient pas de produits chimiques.

Les plastiques élastiques sont dans une classe à part

L’équipe de recherche a découvert que tous les types de plastique ne sont pas toxiques. C'est la combinaison de différents produits en plastique qui détermine le niveau de toxicité, et les produits en plastique élastique se sont révélés parmi les pires.

“Cela signifie que nous savons désormais qu'il est possible de réduire la toxicité d'un certain nombre de produits simplement en sélectionnant des combinaisons alternatives de polymères lors de la fabrication”, explique Andy Booth.

“Il convient de noter que les produits chimiques ajoutés au caoutchouc naturel et utilisés dans les gants de vaisselle se sont révélés les plus toxiques pour les micro-organismes.

Qu’en est-il des mammifères et des humains ?

La biologiste et chercheuse Stefania Piarulli est la membre de l'équipe du projet qui a été responsable des expériences impliquant des organismes marins.

Y a-t-il des raisons de croire que les animaux destinés à l’alimentation humaine, comme les poissons sauvages et d’élevage, le poulet, le porc ou le bœuf, contiennent bon nombre de ces produits chimiques ? “Les humains et les autres animaux sont continuellement exposés aux macro et microplastiques et aux additifs chimiques qu'ils contiennent”, explique Piarulli.

“Il est donc naturel de supposer que nous sommes également exposés à des additifs chimiques liés au plastique via les aliments que nous consommons. Mais nous aurons besoin de recherches plus approfondies pour découvrir quelle quantité de ces produits chimiques provient des produits carnés et quelle quantité provient des produits carnés. emballage”, dit-elle, ajoutant :

“Mon point de vue est que nous sommes exposés à bien plus de produits chimiques lors de la transformation des aliments et de la cuisson que les emballages en plastique. Nous sommes également exposés aux additifs chimiques liés au plastique de bien d'autres manières”, explique Piarulli.

Lisbet Sørensen, membre de l'équipe de recherche, ajoute qu'heureusement, les produits en plastique utilisés dans le cadre du stockage et de la consommation des aliments sont les moins problématiques. Il est également vrai que tous les « matériaux entrant en contact avec les aliments » sont régis par un ensemble strict de réglementations qui stipulent des limites sur la teneur en additifs chimiques identifiés et non identifiés.

“Ce qui est plus inquiétant, c'est que d'autres produits en plastique que nous utilisons quotidiennement, y compris certains de ceux conçus pour les enfants, n'ont pas donné d'aussi bons résultats que les matériaux en contact avec les aliments lors de nos expériences”, explique Sørensen. Cependant, nous devons également souligner que dans ce projet, nous n'avons étudié aucun effet directement applicable aux humains”, dit-elle.

En tant que chercheurs, quels conseils avez-vous à donner aux consommateurs en matière de plastiques et d’aliments ? “Jamais dans l'histoire nous n'avons été exposés à autant de pollution qu'aujourd'hui”, déclare Stefania Piarulli. “C'est pourquoi nous devrions toujours chercher à réduire notre utilisation de plastiques. Nous savons que les plastiques ont des effets néfastes, et nous savons également qu'il y a très probablement des effets que nous n'avons pas encore découvert, y compris des impacts directs sur les sols, les eaux fraîches et les océans. – et les environnements marins”, dit-elle.

“Le plastique est une invention incroyablement bénéfique et, dans de nombreux contextes, il est essentiel à notre mode de vie, notamment dans le domaine de la médecine et de certains types d'emballages”, explique Piarulli.

“Mais les plastiques sont également utilisés dans de nombreux contextes où ils sont totalement inutiles, comme dans le secteur textile et dans des situations de suremballage de produits. La chose la plus importante à retenir est peut-être d'éviter l'utilisation de plastiques lorsque cela est possible et d'exercer notre influence en tant que consommateurs lorsque nous achetons de nouveaux produits”, dit-elle.