Plastiques – un cocktail chimique

La pollution plastique n’est pas seulement une affaire de particules mais aussi de produits chimiques !

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Chacun d’entre nous utilise du plastique dans sa vie de tous les jours. Ce que peu d’entre nous ne savent pas, c’est comment cette matière est fabriquée et à quel point cette fabrication implique l’utilisation et l’ajout de produits chimiques.

Qu’est-ce qu’un additif plastique ?

Le plastique est un polymère synthétique fait à partir de chaînes répétées de molécules appelées monomères. Chaque type de matière plastique comme le polyéthylène (utilisé pour fabriquer les sacs plastiques) ou le polypropylène (utilisé pour fabriquer les pots de yaourts) sont des polymères différents. Durant la fabrication, les monomères sont liées les uns aux autres dans un processus appelé la polymérisation. À ce stade, des produits chimiques sont ajoutés afin de donner aux plastiques des propriétés spécifiques comme la flexibilité, la durabilité ou la couleur des plastiques. Ces produits chimiques sont communément appelés les additifs plastiques.

La polyvalence du plastique est majoritairement liée à la présence d’additifs plastiques dans cette matière. Par exemple, les plastiques présentent une forte palette de couleurs liée à l’utilisation de colorants et ces derniers sont flexibles grâce à l’utilisation de plastifiants. Ces deux propriétés sont deux aperçus parmi tant d’autres. Il existe de nombreux différents types de plastiques qui sont utilisés pour créer une multitude de produits ayant des applications diverses, chacun ayant sa propre combinaison d’additif plastique, résultant en un grand nombre de molécules utilisées comme additifs plastiques.

Il est important de savoir que ces additifs plastiques ne sont pas liés chimiquement aux polymères plastiques (pas de liaisons covalentes) ayant pour conséquence la lixiviation (relargage) de ces produits chimiques du polymère lorsque les conditions environnementales sont propices. Les additifs plastiques peuvent être ainsi disponibles dans l’environnement et accessibles pour les organismes vivant dans celui-ci. Si les additifs plastiques sont toxiques, ceci peut être un problème pour l’environnement.

Pourquoi étudier les additifs plastiques ?

Les plastiques se retrouvent dans l’environnement où ils se dégradent et forment des particules de petites tailles. Les plastiques ayant une taille inférieure à 5 mm sont appelés des microplastiques. Ces microplastiques, comme d’autres objets plastiques de plus grandes tailles, peuvent être ingérés par des animaux et avoir pour conséquence un faux sentiment de satiété, la suffocation et dans certains cas extrêmes ils peuvent causer la mort de l’animal. Ces effets peuvent être catégorisés comme « physique » car ici la taille ou la forme de l’objet plastique ingéré est à l’origine des conséquences. Les additifs plastiques quant à eux peuvent être relargués des plastiques dans les animaux lorsque ceux-ci ingèrent ces microparticules créant ainsi un effet additionnel lié aux produits chimiques. À ce jour, peu de recherches ont été effectuées pour comprendre d’où venaient les effets liés aux microplastiques car il est complexe de distinguer les effets « physiques » des effets « chimiques ».

Néanmoins, certains scientifiques ont mis en évidence des effets « chimiques ». Dans une étude, des chercheurs ont exposé des poissons de récifs coralliens (Pseudochromis fridmani) aux produits chimiques dans deux sacs plastiques fait du même polymère. Ces chercheurs ont démontré que les additifs plastiques d’un des deux sacs plastiques avaient provoqué la mortalité des poissons, mettant en évidence que la composition en additif plastique varie d’un produit à un autre. Dans une autre étude, les effets observés sur des daphnies (Daphnia magna) étaient dus soit aux effets « physiques » soit aux effets « chimiques » ou les deux combinés après exposition des daphnies à différents polymères plastiques. Ces deux études montrent, qu’il est nécessaire de comprendre la contribution des effets « physiques » et « chimiques » dans la toxicité liée aux microplastiques sur les organismes.

Comment j’étudie les effets des additifs plastiques ?

Je réalise des expériences au laboratoire et en milieu naturel pour répondre aux questions sur le rôle des additifs plastiques dans la toxicité des microplastiques.

Au laboratoire, j’ai récemment exposé des poissons (Tête de boule (Pimephales promelas)) à des microplastiques contenant des additifs, des microplastiques sans additifs et des additifs seuls. J’ai utilisé du polyéthylène qui a été fabriqué spécifiquement avec ou sans additifs plastiques pour réaliser ces expériences. Les différentes conditions d’exposition de cette étude vont me permettre de mettre en évidence si les effets des microplastiques sont « physiques » et/ou « chimiques ». Les effets seront observés sur la croissance, la survie et l’expression génique chez les poissons. De plus, la concentration des différents additifs plastiques sera déterminée dans les tissus des poissons.

Pendant l’été 2021, des expériences en milieu naturel ont eu lieu dans la Région des lacs expérimentaux (Experimental Lakes Area). Neuf enceintes ont été déployées dans un lac boréal au Nord-Ouest de l’Ontario au Canada. Chaque enceinte avait des poissons, perches jaunes (Perca flavescens), qui ont été exposés à des concentrations différentes et croissantes de microplastiques (polyéthylène, polystyrène, polyéthylène téréphtalate) contenant des additifs plastiques. Nous avons déployé des échantillonneurs passifs dans l’eau afin de quantifier la lixiviation (relargage) des différents additifs plastiques et nous avons aussi échantillonné les poissons à la fin de l’expérience afin de mesurer la quantité d’additifs plastiques dans leurs tissus. Les perches jaunes seront aussi analysées pour d’autres paramètres comme l’expression génique, le profil d’acides gras, croissance et survie, nous permettant ainsi d’avoir une meilleure idée de l’influence potentielle des microplastiques sur la santé de cette espèce de poisson.

Ces expériences informeront sur la manière dont les additifs plastiques peuvent lixivier des microplastiques et ainsi que sur les impacts possibles sur la santé de différentes espèces de poissons. Ce travail comblera une lacune concernant la complexité de la pollution par les plastiques, celle-ci étant probablement plus qu’un effet « physique » mais aussi un cocktail « chimique ».

Écrit par Ludovic Hermabessiere, chercheur post-doctoral travaillant sur le devenir et les effets des additifs plastiques et Chelsea M. Rochman, Professeure assistant à l’Université de Toronto, co-fondatrice de l’U of T Trash Team et Conseillère Scientifique d’Ocean Conservancy. Les auteurs remercient Dyana Ouvrard pour l’assistance dans la création de la version française de l’article de blog.

Ce travail a été réalisé grâce au support financier d’Environnement et Changement climatique Canada via l’Initiative visant à accroître les connaissances sur la pollution plastique