Etude comparative des transformations photochimiques des microplastiques de polystyrène en milieu marin et dans l'air

Abstract

Le plastique est un matériau utile dans de nombreux domaines, mais les déchets plastiques se retrouvent dans les océans en quantités nuisibles pour la faune marine. Les particules de plastique d’une taille située entre 1 µm et 5 mm de diamètre sont désignées sous le terme de microplastiques (MPs). En raison de leur taille réduite et de leur grande abondance, ces MPs présentent un risque significatif pour les organismes marins par ingestion.

Cette étude a pour objectif de comparer les effets de la dégradation photochimique des MPs de polystyrène (PS) dans l’eau de mer et dans l’air. À cette fin, des MPs de PS ont été intégrés dans des cellules en quartz contenant de l’eau de mer artificielle et de l’air. Ces cellules ont été soumises à une irradiation solaire simulée avec deux lampes UVA-340+. Les effets de la photo-dégradation des MPs ont été évalués en termes de perte de masse, de perte de masse molaire, de production de carbone organique dissous (DOC), de production de matière organique dissoute chromophorique (CDOM), de production de méthane (CH4), ainsi que des changements de la morphologie du plastique et des groupes fonctionnels chimiques, analysée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et par microscopie électronique à balayage.

Les analyses effectuées démontrent une photo-dégradation significative des MPs de PS après onze semaines d’irradiation. La production de CH4 était constante au cours du temps et était supérieure dans l’eau de mer par rapport à l’air. La production du DOC et de CDOM dans l’eau de mer s’accélère progressivement. La photo-dégradation a provoqué une diminution de la masse molaire moyenne des MPs, la formation de fissures et l’apparition de fonctions oxygénées en surface.

Ces résultats indiquent que la photo-dégradation des MPs de PS est plus prononcée en présence d’eau de mer que dans l’air uniquement. Ce processus de dégradation photochimique constitue donc un facteur potentiellement important à considérer dans l’évaluation de la persistance des MPs de PS dans l’environnement marin.