Aller au contenu

« Nanoplastique » : différence entre les versions

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Navigation interactive dans l’historique
← Modification précédenteModification suivante →
Contenu supprimé Contenu ajouté
VisuelWikicode
m →Origines : précision
Cjp24 (discuter | contributions)
35 638 modifications
typo + wikif partielles
Ligne 1 : Ligne 1 :
{{à wikifier|date=juillet 2019}}
Les '''nanoplastiques''' sont des [[nanoparticule]]s de plastique plus petits que 50 ou 100 micromètres (selon les auteurs et les définitions). Ce sont des [[polymère]]s synthétisés à échelle nanoscopique par l'Homme pour l'Industrie ou dans le cadre de travaux de recherche<ref>Huang, M. F., Yu, J. G., Ma, X. F., & Jin, P. (2005). ''High performance biodegradable thermoplastic starch—EMMT nanoplastics.'' Polymer, 46(9), 3157-3162 ([https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386105001783 résumé]).</ref>, ou sont des déchets ou sous-produits de déchets issus de la dégradation ou décomposition de matières plastique, par exemple sous l'effet de l'[[usure]] de l'[[abrasion]] ou à d'autres formes de dégradation<ref>Lambert S & Wagner M (2016) ''[https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653515304094 Characterisation of nanoplastics during the degradation of polystyrene].'' Chemosphere, 145, 265-268.</ref>{{,}}<ref>Koelmans, A. A., Besseling, E., & Shim, W. J. (2015) [https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#page=335 ''Nanoplastics in the aquatic environment. Critical review'']. In Marine anthropogenic litter (pp. 325-340). Springer, Cham.</ref>. Leur présence dans l'environnement pourrait avoir été très sous-estimée, car au milieu des années 2010, il s'agit encore de la frange la moins analysée des microplastiques<ref>Gigault J ; Pedrono B ; Maxit B ; Ter Halle A (2016) ''Marine Plastic Litter: The Unanalyzed Nano-Fraction.'' Environ. Sci.: Nano 2016, 3 (2), 346– 350, DOI: 10.1039/C6EN00008H </ref>.
Les '''nanoplastiques''' sont des [[nanoparticule]]s de plastique plus petits que 50 ou 100 micromètres (selon les auteurs et les définitions). Ce sont des [[polymère]]s synthétisés à échelle nanoscopique par l'Homme pour l'industrie ou dans le cadre de travaux de recherche<ref>Huang, M. F., Yu, J. G., Ma, X. F. et Jin, P. (2005), ''High performance biodegradable thermoplastic starch—EMMT nanoplastics.'' Polymer, 46(9), 3157-3162 ([https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386105001783 résumé]).</ref>, ou sont des déchets ou sous-produits de déchets issus de la dégradation ou décomposition de matières plastique, par exemple sous l'effet de l'[[usure]] de l'[[abrasion]] ou à d'autres formes de dégradation<ref>Lambert S et Wagner M (2016), ''[https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653515304094 Characterisation of nanoplastics during the degradation of polystyrene].'' Chemosphere, 145, 265-268.</ref>{{,}}<ref>Koelmans, A. A., Besseling, E. et Shim, W. J. (2015), [https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#page=335 ''Nanoplastics in the aquatic environment. Critical review'']. Dans ''Marine Anthropogenic Litter'', p. 325-340, Springer, Cham.</ref>. Leur présence dans l'environnement pourrait avoir été très sous-estimée, car au milieu des {{nobr|années 2010}}, il s'agit encore de la frange la moins analysée des microplastiques<ref>Gigault J ; Pedrono B ; Maxit B ; Ter Halle A (2016) ''Marine Plastic Litter: The Unanalyzed Nano-Fraction.'' Environ. Sci.: Nano 2016, 3 (2), 346– 350, {{DOI|10.1039/C6EN00008H}}</ref>.


Une fois dans l'environnement aquatique<ref>Koelmans A.A, Besseling E & Shim W.J (2015) ''Nanoplastics in the aquatic environment''. In M. Bergmann, L. Gutow & M. Klages (Eds.) Marine anthropogenic litter (pp. 329–344). Berlin: Springer.</ref>, ils sont facilement ingérés par les larves ou adultes d'organismes [[filtreur]]s ([[moule]]s, [[huitre]]s par exemple<ref>Cole M & Galloway T.S (2015) ''[https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.5b04099 Ingestion of nanoplastics and microplastics by Pacific oyster larvae]''. Environmental science & technology, 49(24), 14625-14632.</ref>, par des animaux suspensivores tels que la crevette ''[[Artemia franciscana]]''<ref>Inmaculada Varó, Aurora Perini, Amparo Torreblanca, Yaiza Garcia, Elisa Bergami, Maria L. Vannuccini, Ilaria Corsi (2019). ''Time-dependent effects of polystyrene nanoparticles in brine shrimp Artemia franciscana at physiological, biochemical and molecular levels''. Science of The Total Environment, 675, 570-580. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.04.157.</ref> et ainsi toutes les chaînes alimentaires.
Une fois dans l'environnement aquatique<ref>Koelmans A.A, Besseling E et Shim W.J (2015), ''Nanoplastics in the aquatic environment''. Dans M. Bergmann, L. Gutow et M. Klages (éds.) ''Marine Anthropogenic Litter'', {{p.|329–344}}, Berlin, Springer.</ref>, ils sont facilement ingérés par les larves ou adultes d'organismes [[filtreur]]s ([[moule]]s, [[huitre]]s par exemple<ref>Cole M et Galloway T.S (2015), ''[https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.5b04099 Ingestion of nanoplastics and microplastics by Pacific oyster larvae]'', ''Environmental Science & Technology'', 49(24), 14625-14632.</ref>, par des animaux suspensivores tels que la crevette ''[[Artemia franciscana]]''<ref>Inmaculada Varó, Aurora Perini, Amparo Torreblanca, Yaiza Garcia, Elisa Bergami, Maria L. Vannuccini, Ilaria Corsi (2019). ''Time-dependent effects of polystyrene nanoparticles in brine shrimp Artemia franciscana at physiological, biochemical and molecular levels''. Science of The Total Environment, 675, 570-580. {{DOI|10.1016/j.scitotenv.2019.04.157}}.</ref> et ainsi toutes les chaînes alimentaires.


''{{Citation|Les nanoplastiques sont probablement le type de [[déchet marin|déchets marins]] le moins connu, mais aussi potentiellement le plus dangereux}}''<ref>{{Citation|''Nanoplastics is probably the least known area of marine litter but potentially also the most hazardous''}} in Melanie Bergmann, Lars Gutow & Michael Klages Ed. (2015) [https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#page=352 ''Marine anthropogenic litter''], ISBN 978-3-319-16509-7 ISBN 978-3-319-16510-3 (eBook) ; DOI 10.1007/978-3-319-16510-3</ref>. L'évaluation des risques encore en 2019 balbutiante, notamment en raison des difficultés d'analyses et de caractérisation de ces nanoparticules dans l'environnement<ref>da Costa, J. P., Reis, V., Paço, A., Costa, M., Duarte, A. C., & Rocha-Santos, T. (2018). ''Micro (nano) plastics–Analytical challenges towards risk evaluation''. TrAC Trends in Analytical Chemistry ([https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S016599361830503X résumé]).</ref>.
{{Citation|Les nanoplastiques sont probablement le type de [[déchet marin|déchets marins]] le moins connu, mais aussi potentiellement le plus dangereux.}}<ref>{{Citation étrangère|langue=en|Nanoplastics is probably the least known area of marine litter but potentially also the most hazardous.}} Dans Melanie Bergmann, Lars Gutow et Michael Klages éd. (2015), [https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#page=352 ''Marine Anthropogenic Litter''] {{ISBN|978-3-319-16509-7}} {{ISBN|978-3-319-16510-3}} (eBook), {{DOI|10.1007/978-3-319-16510-3}}</ref>. L'évaluation des risques est encore en 2019 balbutiante, notamment en raison des difficultés d'analyses et de caractérisation de ces nanoparticules dans l'environnement<ref>da Costa, J. P., Reis, V., Paço, A., Costa, M., Duarte, A. C. et Rocha-Santos, T. (2018), ''Micro (nano) plastics–Analytical challenges towards risk evaluation'', ''TrAC Trends in Analytical Chemistry'' ([https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S016599361830503X résumé]).</ref>.


Certaines études ont cherché à anticiper leurs effets, mais les seuils d’effet envisageables au vu des connaissances disponibles semblent à ce jour semblent supérieurs aux concentrations environnementales de nanoplastiques estimées<ref>Brown, D. M., Wilson, M. R., MacNee, W., Stone, V., & Donaldson, K. (2001). Size-dependent proinflammatory effects of ultrafine polystyrene particles: a role for surface area and oxidative stress in the enhanced activity of ultrafines. Toxicology and Applied Pharmacology, 175, 191–199..</ref>{{,}}<ref name=Ward2009/>{{,}}<ref name=Bhattacharya2010/>{{,}}<ref name=Wegner2012/>{{,}}<ref>Lee, K. W., Shim, W. J., Kwon, O. Y., & Kang, J.-H. (2013). Size-dependent effects of micropolystyrene particles in the marine copepod Tigriopus japonicus. Environmental Science and
Certaines études ont cherché à anticiper leurs effets, mais les seuils d’effet envisageables au vu des connaissances disponibles semblent à ce jour semblent supérieurs aux concentrations environnementales de nanoplastiques estimées<ref>Brown, D. M., Wilson, M. R., MacNee, W., Stone, V. et Donaldson, K. (2001). Size-dependent proinflammatory effects of ultrafine polystyrene particles: a role for surface area and oxidative stress in the enhanced activity of ultrafines. Toxicology and Applied Pharmacology, 175, 191–199..</ref>{{,}}<ref name=Ward2009/>{{,}}<ref name=Bhattacharya2010/>{{,}}<ref name=Wegner2012/>{{,}}<ref>Lee, K. W., Shim, W. J., Kwon, O. Y. et Kang, J.-H. (2013), ''Size-dependent effects of micropolystyrene particles in the marine copepod Tigriopus japonicus'', ''Environmental Science and Technology'', 47, 11278–11283</ref>{{,}}<ref>Casado, M., Macken, A. et Byrne, H. (2013). Ecotoxicological assessment of silica and polystyrene nanoparticles assessed by a multitrophic test battery. Environment International, 51,97–105.</ref>{{,}}<ref>Besseling, E., Wang, B., Lurling, M. et Koelmans, A. A. (2014). ''Nanoplastic affects growth of S. obliquus and reproduction of D. magna''. Environmental Science and Technology, 48,12336–12343.</ref>.
Technology, 47, 11278–11283</ref>{{,}}<ref>Casado, M., Macken, A., & Byrne, H. (2013). Ecotoxicological assessment of silica and polystyrene nanoparticles assessed by a multitrophic test battery. Environment International, 51,97–105.</ref>{{,}}<ref>Besseling, E., Wang, B., Lurling, M., & Koelmans, A. A. (2014). ''Nanoplastic affects growth of S. obliquus and reproduction of D. magna''. Environmental Science and Technology, 48,12336–12343.</ref>.


== Histoire ==
== Histoire ==
Une vague d'articles scientifiques sur les microplastiques dispersés dans l'environnement et nos aliments est apparue à partir de 2004<ref name=Renner2018/>, suscitant peu à peu d'autres travaux sur les nanoplastiques, susceptibles d'avoir des propriétés très différentes. Etant donné leur provenance et comme la production de plastique a beaucoup augmenté depuis le milieu du {{s|XX}}, et étant donné la longévité du plastique dans la nature, sa large dissémination dans l'environnement<ref>Barnes, D. K., Galgani, F., Thompson, R. C., & Barlaz, M. (2009). ''Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments''. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 364(1526), 1985-1998.</ref>, et parce qu'une particule de plastique peut donner naissance à un grand nombre de particules de nanoplastique, la contamination de l'environnement naturel, terrestre, aérien et marin et de nos organismes va probablement augmenter <ref>''{{Citation|Given the rapid increase in plastic production, its longevity and disposable nature, this contamination is likely to increase}}'' in Thompson, R. C., Olsen, Y., Mitchell, R. P., Davis, A., Rowland, S. J., John, A. W., ... & Russell A.E (2004) [https://www.researchgate.net/profile/Steven_Rowland/publication/8575062_Lost_at_Sea_Where_Is_All_the_Plastic/links/0fcfd51001f3893f44000000/Lost-at-Sea-Where-Is-All-the-Plastic.pdf ''Lost at sea: where is all the plastic?'']. Science, 304(5672), 838-838.</ref>.
Une vague d'articles scientifiques sur les microplastiques dispersés dans l'environnement et nos aliments est apparue à partir de 2004<ref name=Renner2018/>, suscitant peu à peu d'autres travaux sur les nanoplastiques, susceptibles d'avoir des propriétés très différentes. Etant donné leur provenance et comme la production de plastique a beaucoup augmenté depuis le milieu du {{s|XX}}, et étant donné la longévité du plastique dans la nature, sa large dissémination dans l'environnement<ref>Barnes, D. K., Galgani, F., Thompson, R. C. et Barlaz, M. (2009), ''Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments''. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 364(1526), 1985-1998.</ref>, et parce qu'une particule de plastique peut donner naissance à un grand nombre de particules de nanoplastique, la contamination de l'environnement naturel, terrestre, aérien et marin et de nos organismes va probablement augmenter<ref>{{Citation étrangère|langue=en|Given the rapid increase in plastic production, its longevity and disposable nature, this contamination is likely to increase}}. Dans Thompson, R. C., Olsen, Y., Mitchell, R. P., Davis, A., Rowland, S. J., John, A. W., … et Russell A.E (2004), [https://www.researchgate.net/profile/Steven_Rowland/publication/8575062_Lost_at_Sea_Where_Is_All_the_Plastic/links/0fcfd51001f3893f44000000/Lost-at-Sea-Where-Is-All-the-Plastic.pdf ''Lost at sea: where is all the plastic?'']. ''Science'', 304(5672), 838-838.</ref>.

==Définition ==
== Définition ==
Comme pour les nanoparticules en général, la taille d'un nanoplastique a une grande importance pour prévoir ses propriétés physiques, chimiques, mécaniques, biocinétiques, de biodisponibilité, toxicologiques et écotoxicologiques. La taille maximale retenue pour définir un nanoplastique varie selon les auteurs.
Comme pour les nanoparticules en général, la taille d'un nanoplastique a une grande importance pour prévoir ses propriétés physiques, chimiques, mécaniques, biocinétiques, de biodisponibilité, toxicologiques et écotoxicologiques. La taille maximale retenue pour définir un nanoplastique varie selon les auteurs.


== Origines ==
== Origines ==
Ligne 19 : Ligne 19 :
Toutes les formes d'abrasion ou de microabrasion de plastiques, et certains processus de décomposition peuvent donner naissance à des nanoplastiques, par exemple via l'usure d'objets, via l'usure de peintures incluant des plastifiants (ex : marquages routiers), ou encore suite à l'abrasion de millions de [[pneumatique (véhicule)|pneus]] en [[caoutchouc synthétique]] s'usant au contact des routes.
Toutes les formes d'abrasion ou de microabrasion de plastiques, et certains processus de décomposition peuvent donner naissance à des nanoplastiques, par exemple via l'usure d'objets, via l'usure de peintures incluant des plastifiants (ex : marquages routiers), ou encore suite à l'abrasion de millions de [[pneumatique (véhicule)|pneus]] en [[caoutchouc synthétique]] s'usant au contact des routes.


Des nanoplastiques peuvent être issues de
Des nanoplastiques peuvent être issus :
* réaction de photodégradation ;
* de réaction de photodégradation ;
* d'une dégradation mécanique ;
* d'une dégradation mécanique ;
* d'une thermo-oxydation ;
* d'une thermo-oxydation ;
Ligne 29 : Ligne 29 :
== Aspects toxicologiques ==
== Aspects toxicologiques ==
Les effets toxicologiques des nanoplastiques sont une préoccupation récente, qui ne semblent donc pas avoir été scientifiquement très explorés.
Les effets toxicologiques des nanoplastiques sont une préoccupation récente, qui ne semblent donc pas avoir été scientifiquement très explorés.
Grâce aux études sur les microplastique et sur diverses nanoparticules, on sait qu'ils peuvent être inhalés et passer directement dans le sang, ou être ingérés avec les boissons ou aliments et passer dans l'organisme humain<ref>Bouwmeester H, Hollman P.C & Peters R.J (2015) ''Potential health impact of environmentally released micro-and nanoplastics in the human food production chain: experiences from nanotoxicology''. Environmental science & technology, 49(15), 8932-8947.</ref> ou dans l'air notamment<ref>da Costa, J. P., Santos, P. S., Duarte, A. C., & Rocha-Santos, T. (2016). ''(Nano) plastics in the environment–sources, fates and effects.'' Science of the Total Environment, 566, 15-26 ([https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969716309731 résumé]).</ref>.
Grâce aux études sur les microplastique et sur diverses nanoparticules, on sait qu'ils peuvent être inhalés et passer directement dans le sang, ou être ingérés avec les boissons ou aliments et passer dans l'organisme humain<ref>Bouwmeester H, Hollman P.C et Peters R.J (2015), ''Potential health impact of environmentally released micro-and nanoplastics in the human food production chain: experiences from nanotoxicology''. ''Environmental science & technology'', 49(15), 8932-8947.</ref> ou dans l'air notamment<ref>da Costa, J. P., Santos, P. S., Duarte, A. C. et Rocha-Santos, T. (2016). ''(Nano) plastics in the environment–sources, fates and effects.'' Science of the Total Environment, 566, 15-26 ([https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969716309731 résumé]).</ref>.
{{Loupe|Nanotoxicologie}}
{{Loupe|Nanotoxicologie}}


== Aspects écotoxicologiques ==
== Aspects écotoxicologiques ==
Des morceaux de plastiques de taille variée ont été retrouvés dans les [[système digestif|systèmes digestifs]] de presque tous les grands animaux marins. Des particules de petite taille sont très souvent retrouvées dans les coquillages [[filtreur]]s. Ceci laisse supposer que les nanoplastiques sont déjà largement diffusés dans les environnements terrestres et marins. Ward et ses collègues ont montré en 2009 que leur présence dans des agrégats marins facilite leur ingestion par exemple par des larves [[bivalve]]s filteurs <ref name=Ward2009>Ward J.E & Kach D.J (2009) ''Marine aggregates facilitate ingestion of nanoparticles by suspension-feeding bivalves''. Marine Environmental Research, 68(3), 137–142</ref>. Peu après Wegner et ses collègues montraient que le nanopolystyrène interfère avec le comportement alimentaire de la moule commune (''[[Mytilus edulis]]'' L.)<ref name=Wegner2012>Wegner, A., Besseling, E., Foekema, E. M., Kamermans, P., & Koelmans, A. A. (2012). Effects of nanopolystyrene on the feeding behaviour of the blue mussel (Mytilus edulis L.). Environmental Toxicology and Chemistry, 31, 2490–2497</ref>.
Des morceaux de plastiques de taille variée ont été retrouvés dans les [[système digestif|systèmes digestifs]] de presque tous les grands animaux marins. Des particules de petite taille sont très souvent retrouvées dans les coquillages [[filtreur]]s. Ceci laisse supposer que les nanoplastiques sont déjà largement diffusés dans les environnements terrestres et marins. Ward et ses collègues ont montré en 2009 que leur présence dans des agrégats marins facilite leur ingestion par exemple par des larves [[bivalve]]s filteurs<ref name=Ward2009>Ward J.E et Kach D.J (2009), ''Marine aggregates facilitate ingestion of nanoparticles by suspension-feeding bivalves''. ''Marine Environmental Research'', 68(3), 137–142</ref>. Peu après, Wegner et ses collègues montraient que le nanopolystyrène interfère avec le comportement alimentaire de la moule commune (''[[Mytilus edulis]]'' L.)<ref name=Wegner2012>Wegner, A., Besseling, E., Foekema, E. M., Kamermans, P. et Koelmans, A. A. (2012), ''Effects of nanopolystyrene on the feeding behaviour of the blue mussel (Mytilus edulis L.)'', ''Environmental Toxicology and Chemistry'', 31, 2490–2497</ref>.


Ils peuvent aussi pénétrer le [[phytoplancton]] et les [[algue]]s et, en condition de laboratoire, ils se montrent capables d'inhiber la [[photosynthèse]]<ref name=Bhattacharya2010>Bhattacharya P, Turner J.P & Ke P-C (2010). ''Physical adsorption of charged plastic nanoparticles affects algal photosynthesis.'' The Journal of Physical Chemistry C, 114(39), 16556–16561.</ref>
Ils peuvent aussi pénétrer le [[phytoplancton]] et les [[algue]]s et, en condition de laboratoire, ils se montrent capables d'inhiber la [[photosynthèse]]<ref name=Bhattacharya2010>Bhattacharya P, Turner J.P et Ke P-C (2010), ''Physical adsorption of charged plastic nanoparticles affects algal photosynthesis'', ''The Journal of Physical Chemistry C'', 114(39), 16556–16561.</ref>


On a montré en [[2013]] que les nanoparticules issues de [[polystyrène]] peuvent perturber les couches de [[lipide]]s qui constituent la [[membrane cellulaire]]<ref>Rossi G, Barnoud J & Monticelli L (2013) ''Polystyrene nanoparticles perturb lipid membranes.'' The Journal of Physical Chemistry Letters, 5(1), 241–246.</ref>.
On a montré en [[2013]] que les nanoparticules issues de [[polystyrène]] peuvent perturber les couches de [[lipide]]s qui constituent la [[membrane cellulaire]]<ref>Rossi G, Barnoud J et Monticelli L (2013), ''Polystyrene nanoparticles perturb lipid membranes'', ''The Journal of Physical Chemistry Letters'', 5(1), 241–246.</ref>.


En [[eau douce]], on a montré en [[2017]] que le nanopolystyrène ingéré par la daphnie ''[[Daphnia Galeata]]'' inhibe sa reproduction, et est source d'anomalies du [[développement embryonnaire]]<ref> Cui, R.; Kim, S. W.; An, Y.-J. Polystyrene Nanoplastics Inhibit Reproduction and Induce Abnormal Embryonic Development in the Freshwater Crustacean Daphnia Galeata. Sci. Rep. 2017, 7 (1), 12095, DOI: 10.1038/s41598-017-12299-2 </ref>.
En [[eau douce]], on a montré en [[2017]] que le nanopolystyrène ingéré par la daphnie ''[[Daphnia Galeata]]'' inhibe sa reproduction, et est source d'anomalies du [[développement embryonnaire]]<ref>Cui, R. ; Kim, S. W. et An, Y.-J., ''Polystyrene Nanoplastics Inhibit Reproduction and Induce Abnormal Embryonic Development in the Freshwater Crustacean Daphnia Galeata'', ''Sci. Rep.'', 2017, 7 (1), 12095, {{DOI|10.1038/s41598-017-12299-2}}</ref>.


== Devenir ==
== Devenir ==
Encore plus facilement que les microplastiques, les nanoplastiques peuvent être intégrés dans les organismes ([[zooplancton]] notamment<ref>Cole M; Lindeque P ; Fileman E ; Halsband C ; Goodhead R ; Moger J ; Galloway T.S (2013) ''Microplastic Ingestion by Zooplankton''. Environ. Sci. Technol., 47 (12), 6646– 6655, DOI: 10.1021/es400663f </ref>). Une fois ingérés ils peuvent contaminer la chaine alimentaire et/ou être excrétés dans les fèces et boulettes fécales, qui dans les eaux douces et marines descendent plus ou moins lentement vers le fond. Cette « ''[[Neige marine|neige]]'' », composée de déchets métaboliques et de cadavres « chute» en permanence vers les fonds où l'on a déjà trouvé de nombreuses particules de microplastiques<ref name=Katija2017/> qui font alors partie de ce qu'on appelle parfois la litière ou le sédiment anthropogénique<ref>Galloway T.S (2015) ''[https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#page=352 Micro-and nano-plastics and human health].'' In Marine anthropogenic litter (pp. 343-366). Springer, Cham.</ref>. Les nanoparticules étant plus légères que les microparticules, il est possible qu'elles soient beaucoup plus bioassimilables et qu'elles sédimentent moins facilement.
Encore plus facilement que les microplastiques, les nanoplastiques peuvent être intégrés dans les organismes ([[zooplancton]] notamment<ref>Cole M; Lindeque P ; Fileman E ; Halsband C ; Goodhead R ; Moger J et Galloway T.S (2013), ''Microplastic Ingestion by Zooplankton'', ''Environ. Sci. Technol.'', 47 (12), 6646– 6655, DOI: 10.1021/es400663f </ref>). Une fois ingérés ils peuvent contaminer la chaine alimentaire et/ou être excrétés dans les fèces et boulettes fécales, qui dans les eaux douces et marines descendent plus ou moins lentement vers le fond. Cette « ''[[Neige marine|neige]]'' », composée de déchets métaboliques et de cadavres « chute» en permanence vers les fonds où l'on a déjà trouvé de nombreuses particules de microplastiques<ref name=Katija2017/> qui font alors partie de ce qu'on appelle parfois la litière ou le sédiment anthropogénique<ref>Galloway T.S (2015), ''[https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#page=352 Micro-and nano-plastics and human health]''. Dans ''Marine Anthropogenic Litter'', p. 343-366, Springer, Cham.</ref>. Les nanoparticules étant plus légères que les microparticules, il est possible qu'elles soient beaucoup plus bioassimilables et qu'elles sédimentent moins facilement.


On sait que les mucus des larvacés comptent beaucoup dans la recirculation d'une partie des microplastiques dans la [[Réseau trophique|chaine alimentaire]] ; un transfert de pollution de la surface vers le sédiment peut avoir des impacts différés sur les écosystèmes<ref name=Katija2017>Kakani Katija, C. Anela Choy, Rob E. Sherlock, Alana D. Sherman et Bruce H. Robison, ''From the surface to the seafloor: How giant larvaceans transport microplastics into the deep sea'', ''Science Advances'', 16 aout 2017, {{vol.|3}}, {{n°|8}}, e1700715, {{DOI|10.1126/sciadv.1700715}}, [http://advances.sciencemag.org/content/3/8/e1700715 résumé]</ref>. Les sédiments peuvent être remobilisés (remis en suspension par des courants marins, des hélices, des éclusées, le chalutage, etc.).
On sait que les mucus des larvacés comptent beaucoup dans la recirculation d'une partie des microplastiques dans la [[Réseau trophique|chaine alimentaire]] ; un transfert de pollution de la surface vers le sédiment peut avoir des impacts différés sur les écosystèmes<ref name=Katija2017>Kakani Katija, C. Anela Choy, Rob E. Sherlock, Alana D. Sherman et Bruce H. Robison, ''From the surface to the seafloor: How giant larvaceans transport microplastics into the deep sea'', ''Science Advances'', 16 aout 2017, {{vol.|3}}, {{n°|8}}, e1700715, {{DOI|10.1126/sciadv.1700715}}, [http://advances.sciencemag.org/content/3/8/e1700715 résumé]</ref>. Les sédiments peuvent être remobilisés (remis en suspension par des courants marins, des hélices, des éclusées, le chalutage, etc.).


On sait aussi que les plastiques et microplastiques peuvent devenir des surfaces d'adhésion d'autres micro-polluants, chimiques cette fois comme du ([[phénanthrène]]<ref>Ma, Y.; Huang, A.; Cao, S.; Sun, F.; Wang, L.; Guo, H.; Ji, R (2016) ''Effects of Nanoplastics and Microplastics on Toxicity, Bioaccumulation, and Environmental Fate of Phenanthrene in Fresh Water''. Environ. Pollut. 2016, 219, 166– 173, DOI: 10.1016/j.envpol.2016.10.061 </ref> ou du [[Polychlorobiphényle|PCB]] par exemple<ref>Velzeboer I, Kwadijk C.J.A.F & Koelmans A.A (2014) ''Strong sorption of PCBs to nanoplastics, microplastics, carbon nanotubes, and fullerenes''. Environmental Science and Technology, 48(9), 4869–4876.</ref>), et en se réduisant en taille, ils peuvent eux-mêmes relarguer des [[métaux]] toxiques (utilisés comme [[colorant]]s ou stabilisateurs anti-UV) ou des [[perturbateurs endocriniens]] ([[plastifiant]]s).
On sait aussi que les plastiques et microplastiques peuvent devenir des surfaces d'adhésion d'autres micro-polluants, chimiques cette fois comme du ([[phénanthrène]]<ref>Ma, Y.; Huang, A.; Cao, S.; Sun, F.; Wang, L.; Guo, H.; Ji, R (2016) ''Effects of Nanoplastics and Microplastics on Toxicity, Bioaccumulation, and Environmental Fate of Phenanthrene in Fresh Water''. Environ. Pollut. 2016, 219, 166– 173, DOI: 10.1016/j.envpol.2016.10.061 </ref> ou du [[Polychlorobiphényle|PCB]] par exemple<ref>Velzeboer I, Kwadijk C.J.A.F et Koelmans A.A (2014), ''Strong sorption of PCBs to nanoplastics, microplastics, carbon nanotubes, and fullerenes''. Environmental Science and Technology, 48(9), 4869–4876.</ref>), et en se réduisant en taille, ils peuvent eux-mêmes relarguer des [[métaux]] toxiques (utilisés comme [[colorant]]s ou stabilisateurs anti-UV) ou des [[perturbateurs endocriniens]] ([[plastifiant]]s).


== Méthodes de détection, d'analyse, de quantification et de monitoring ==
== Méthodes de détection, d'analyse, de quantification et de monitoring ==


Parmi les difficultés d'analyse, de caractérisation et de suivi figure le fait qu'un nanoplastique est à isoler de sa matrice (sédiment, tissus végétal ou animal, sol...). Il tend en outre à s'adsorber sur divers supports, et à fixer diverses autres molécules. IL est enfin rapidement intégrés dans des agrégats ''« hétéroagrégats »'', ou excrêté avec les excréments ou pseudofèces des organismes (filtreurs notamment).
Parmi les difficultés d'analyse, de caractérisation et de suivi figure le fait qu'un nanoplastique est à isoler de sa matrice (sédiment, tissus végétal ou animal, sol...). Il tend en outre à s'adsorber sur divers supports, et à fixer diverses autres molécules. IL est enfin rapidement intégrés dans des agrégats ''« hétéroagrégats »'', ou excrêté avec les excréments ou pseudofèces des organismes (filtreurs notamment).


En outre l'utilisation de filets à plancton pour l'échantillonage en eau douce ou marine a conduit à une sous-estimation des teneurs des milieux aquatiques et marins en micro et nano-plastiques.
En outre l'utilisation de filets à plancton pour l'échantillonage en eau douce ou marine a conduit à une sous-estimation des teneurs des milieux aquatiques et marins en micro et nano-plastiques.


Inventer un système fiable, peu coûteux et si possible automatisable capable d'identifier, caractériser (type de plastique, taille, forme de la nanoparticule..) et compter avec précision les nanoplastiques est l'un des défis scientifiques à venir. Dans les années 2010, les méthodes de détection et protocoles analytiques sont encore à leurs débuts<ref name=Renner2018>Renner G, Schmidt T.C & Schram J (2018) ''Analytical methodologies for monitoring micro (nano) plastics: Which are fit for purpose?''. Current Opinion in Environmental Science & Health, 1, 55-61.</ref>, ce qui fait que les premières études faites sur l'absorption des microplastiques par des êtres vivants et sur leurs effets des toxicologiques, généralement pour des organismes marins, ont été réalisées avec concentrations de nanoplastiques irréalistes pour l'environnement naturel<ref>Lenz, R.; Enders, K.; Nielsen, T. G. (2016) ''Microplastic Exposure Studies Should Be Environmentally Realistic.'' Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2016, 113 (29), E4121– E4122, DOI: 10.1073/pnas.1606615113</ref>.
Inventer un système fiable, peu coûteux et si possible automatisable capable d'identifier, caractériser (type de plastique, taille, forme de la nanoparticule..) et compter avec précision les nanoplastiques est l'un des défis scientifiques à venir. Dans les années 2010, les méthodes de détection et protocoles analytiques sont encore à leurs débuts<ref name=Renner2018>Renner G, Schmidt T.C et Schram J (2018), ''Analytical methodologies for monitoring micro (nano) plastics: Which are fit for purpose?''. Current Opinion in ''Environmental Science & Health'', 1, 55-61.</ref>, ce qui fait que les premières études faites sur l'absorption des microplastiques par des êtres vivants et sur leurs effets des toxicologiques, généralement pour des organismes marins, ont été réalisées avec concentrations de nanoplastiques irréalistes pour l'environnement naturel<ref>Lenz, R. ; Enders, K. ; Nielsen, T. G. (2016), ''Microplastic Exposure Studies Should Be Environmentally Realistic.'' ''Proc. Natl. Acad. Sci.'', U.S.A., 2016, 113 (29), E4121– E4122, DOI: 10.1073/pnas.1606615113</ref>.


Des méthodes affinées permettent d'étudier sa cinétique environnementale et/ou sa biocinétique, avec par exemple
Des méthodes affinées permettent d'étudier sa cinétique environnementale et/ou sa biocinétique, avec par exemple :
* l'utilisation de marqueurs fluorescents<ref>Ana I Catarino, Amelie Frutos & Theodore B. Henry (2019 ''Use of fluorescent-labelled nanoplastics (NPs) to demonstrate NP absorption is inconclusive without adequate controls''. Science of The Total Environment , 670, 915-920. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.03.194</ref> ;
* l'utilisation de marqueurs fluorescents<ref>Ana I Catarino, Amelie Frutos et Theodore B. Henry (2019), ''Use of fluorescent-labelled nanoplastics (NPs) to demonstrate NP absorption is inconclusive without adequate controls''. ''Science of The Total Environment'', 670, 915-920. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.03.194</ref> ;
* l'utilisation de nanosphères de nanopolystyrène<ref>Ming, W.; Zhao, J.; Lu, X.; Wang, C.; Fu, S. ''Novel Characteristics of Polystyrene Microspheres Prepared by Microemulsion Polymerization.'' Macromolecules 1996, 29 (24), 7678– 7682, DOI: 10.1021/ma951134d </ref>{{,}}<ref>Telford, A. M.; Pham, B. T. T.; Neto, C.; Hawkett, B. S. (2013) ''Micron-Sized Polystyrene Particles by Surfactant-Free Emulsion Polymerization in Air: Synthesis and Mechanism''. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. , 51 (19), 3997– 4002, DOI: 10.1002/pola.26841</ref>, [[radiomarqué]] au [[carbone 14]] (<sup>14</sup>C) pour étudier les capacités d'absorption de nanoplastiques à des doses similaires à celles qu'on peut trouver dans son environnement (<15 μg/L), chez un [[mollusque]] d'intérêt commercial, le pétoncle (''[[Pecten maximus]]''). Dans ce cas l'expérimentation a confirmé que l'absorption est rapide, et qu'elle est plus importante pour des particules très petites (24 nm) que pour des particules de 250 nm. Après 6 heures, l'[[autoradiographie]] a montré une accumulation des nanoplastiques de 250 nm dans l'intestin, alors que les particules de 24 nm avaient franchi la [[barrière intestinale]] en se dispersant dans tout le corps, ce qui laisse penser que dans une certaine mesure au moins, une translocation au travers des [[membranes épithéliales]] est possible. Cette étude a aussi montré que chez cette espèce la dépuration était également relativement rapide, et pour les deux tailles ; Les particules de 24 nm n'étaient plus détectables après 14 jours, mais quelques particules de 250 nm étaient encore présentes dans l'organise 48 jours après l'ingestion (il existe donc de possibles expositions aiguës et/ou chroniques).
* l'utilisation de nanosphères de nanopolystyrène<ref>Ming, W. ; Zhao, J. ; Lu, X. ; Wang, C. et Fu, S., ''Novel Characteristics of Polystyrene Microspheres Prepared by Microemulsion Polymerization'', ''Macromolecules'', 1996, 29 (24), 7678– 7682, DOI: 10.1021/ma951134d</ref>{{,}}<ref>Telford, A. M.; Pham, B. T. T.; Neto, C.; Hawkett, B. S. (2013), ''Micron-Sized Polystyrene Particles by Surfactant-Free Emulsion Polymerization in Air: Synthesis and Mechanism'', ''J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.'', 51 (19), 3997– 4002, DOI: 10.1002/pola.26841</ref>, [[radiomarqué]] au [[carbone 14]] (<sup>14</sup>C) pour étudier les capacités d'absorption de nanoplastiques à des doses similaires à celles qu'on peut trouver dans son environnement (<{{unité|15 µg/L}}), chez un [[mollusque]] d'intérêt commercial, le pétoncle (''[[Pecten maximus]]''). Dans ce cas l'expérimentation a confirmé que l'absorption est rapide, et qu'elle est plus importante pour des particules très petites ({{unité|24 nm}}) que pour des particules de {{unité|250 nm}}. Après six heures, l'[[autoradiographie]] a montré une accumulation des nanoplastiques de {{unité|250 nm}} dans l'intestin, alors que les particules de {{unité|24 nm}} avaient franchi la [[barrière intestinale]] en se dispersant dans tout le corps, ce qui laisse penser que dans une certaine mesure au moins, une translocation au travers des [[membranes épithéliales]] est possible. Cette étude a aussi montré que chez cette espèce la dépuration était également relativement rapide, et pour les deux tailles ; Les particules de {{unité|24 nm}} n'étaient plus détectables après {{unité|14 j}}, mais quelques particules de {{unité|250 nm}} étaient encore présentes dans l'organise 48 jours après l'ingestion (il existe donc de possibles expositions aiguës et/ou chroniques).
Au sein du groupe des nanoplastiques, la taille des particules influence donc bien leur [[biocinétique]]. Une modélisation tirée de cette expérience a conclu qu'il faudrait 300 jours d'exposition environnementale continue pour que l'absorption atteigne l'équilibre dans les tissus corporels du pétoncle (moins de 2,7 mg de nanoplastiques par grammes de chair). Des études plus anciennes ayant exposés des pétoncles à des nanomatériaux non plastiques ([[nanoargent]]<ref>Al-Sid-Cheikh M, Rouleau C & Pelletier E (2013) ''Tissue Distribution and Kinetics of Dissolved and Nanoparticulate Silver in Iceland Scallop (Chlamys Islandica)''. Mar. Environ. Res. , 86, 21– 28, DOI: 10.1016/j.marenvres.2013.02.003</ref>) de taille similaire (20 nm) laissent penser que la taille et la composition des nanoparticules pourrait également influer quelque peu sur leur distribution dans les tissus d'absorption.
Au sein du groupe des nanoplastiques, la taille des particules influence donc bien leur [[biocinétique]]. Une modélisation tirée de cette expérience a conclu qu'il faudrait 300 jours d'exposition environnementale continue pour que l'absorption atteigne l'équilibre dans les tissus corporels du pétoncle (moins de {{unité|2,7 mg}} de nanoplastiques par gramme de chair). Des études plus anciennes ayant exposés des pétoncles à des nanomatériaux non plastiques ([[nanoargent]]<ref>Al-Sid-Cheikh M, Rouleau C et Pelletier E (2013), ''Tissue Distribution and Kinetics of Dissolved and Nanoparticulate Silver in Iceland Scallop (Chlamys Islandica)''. ''Mar. Environ. Res.'', 86, 21– 28, DOI: 10.1016/j.marenvres.2013.02.003</ref>) de taille similaire ({{unité|20 nm}}) laissent penser que la taille et la composition des nanoparticules pourrait également influer quelque peu sur leur distribution dans les tissus d'absorption.

== Références ==
{{Références}}


== Voir aussi ==
== Voir aussi ==
Ligne 79 : Ligne 82 :
* [[Oxo-fragmentation]]
* [[Oxo-fragmentation]]
{{Fin de colonnes}}
{{Fin de colonnes}}

=== Liens externes ===
* {{...}}


=== Bibliographie ===
=== Bibliographie ===
* Al-Sid-Cheikh M, Rowland S.J, Stevenson K, Rouleau C, Henry T.B & Thompson R.C (2018) ''[https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.8b05266 Uptake, Whole-body distribution, and depuration of nanoplastics by the scallop pecten maximus at environmentally realistic concentrations]''. Environmental science & technology, 52(24), 14480-14486.
* Al-Sid-Cheikh M, Rowland S.J, Stevenson K, Rouleau C, Henry T.B et Thompson R.C (2018), ''[https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.8b05266 Uptake, Whole-body distribution, and depuration of nanoplastics by the scallop pecten maximus at environmentally realistic concentrations]''. ''Environmental science & technology'', 52(24), 14480-14486.
* Bruce C. Gibb (2019) ''Plastics are forever.'' Nature Chemistry , 11 (5), 394-395. DOI: 10.1038/s41557-019-0260-7.
* Bruce C. Gibb (2019), ''Plastics are forever.'' Nature Chemistry, 11 (5), 394-395. DOI: 10.1038/s41557-019-0260-7.
* Koelmans A (2019) ''Proxies for nanoplastic''. Nature Nanotechnology, 14 (4), 307-308. DOI: 10.1038/s41565-019-0416-z.
* Koelmans A (2019), ''Proxies for nanoplastic''. Nature Nanotechnology, 14 (4), 307-308. DOI: 10.1038/s41565-019-0416-z.
* Galloway T.S (2015) ''[https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#page=352 Micro-and nano-plastics and human health].'' In Marine anthropogenic litter (pp. 343-366). Springer, Cham.
* Galloway T.S (2015), ''[https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#page=352 Micro-and nano-plastics and human health].'' Dans ''Marine Anthropogenic Litter'', p. 343-366, Springer, Cham.
* Gigault J ; Pedrono B ; Maxit B ; Ter Halle A (2016) ''Marine Plastic Litter: The Unanalyzed Nano-Fraction.'' Environ. Sci.: Nano 2016, 3 (2), 346– 350, DOI: 10.1039/C6EN00008H
* Gigault J ; Pedrono B ; Maxit B et Ter Halle A, ''Marine Plastic Litter: The Unanalyzed Nano-Fraction'', ''Environ. Sci.: Nano'', 2016, 3 (2), 346– 350, DOI: 10.1039/C6EN00008H
* Lambert S & Wagner M (2015) ''Characterisation of Nanoplastics during the Degradation of Polystyrene.'' Chemosphere 2016, 145, 265– 268, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2015.11.078
* Lambert S et Wagner M (2015), ''Characterisation of Nanoplastics during the Degradation of Polystyrene.'' Chemosphere 2016, 145, 265– 268, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2015.11.078
* Man Qu, Yaqi Liu, Kangni Xu, Dayong Wang (2019). ''Activation of p38 MAPK Signaling‐Mediated Endoplasmic Reticulum Unfolded Protein Response by Nanopolystyrene Particles''. Advanced Biosystems, 3 (4) , 1800325. DOI: 10.1002/adbi.201800325.
* Man Qu, Yaqi Liu, Kangni Xu, Dayong Wang (2019), ''Activation of p38 MAPK Signaling‐Mediated Endoplasmic Reticulum Unfolded Protein Response by Nanopolystyrene Particles''. Advanced Biosystems, 3 (4), 1800325, {{DOI|10.1002/adbi.201800325}}.
* Melanie Bergmann, Lars Gutow & Michael Klages Ed. (2015) [https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#pa ge=352 ''Marine anthropogenic litter''], ISBN 978-3-319-16509-7 ISBN 978-3-319-16510-3 (eBook) ; DOI 10.1007/978-3-319-16510-3
* Melanie Bergmann, Lars Gutow et Michael Klages Ed. (2015) [https://www.oapen.org/download?type=document&docid=1001966#pa ge=352 ''Marine Anthropogenic Litter''], ISBN 978-3-319-16509-7 ISBN 978-3-319-16510-3 (eBook), {{DOI|10.1007/978-3-319-16510-3}}
* Tai-Ran Zhang, Chuan-Xi Wang, Feng-Qin Dong, Zhi-Yue Gao, Chao-Jie Zhang, Xian-Juan Zhang, Li-Min Fu, Yuan Wang, Jian-Ping Zhang. Uptake and Translocation of Styrene Maleic Anhydride Nanoparticles in Murraya exotica Plants As Revealed by Noninvasive, Real-Time Optical Bioimaging. Environmental Science & Technology 2019, 53 (3) , 1471-1481. DOI: 10.1021/acs.est.8b05689.
* Tai-Ran Zhang, Chuan-Xi Wang, Feng-Qin Dong, Zhi-Yue Gao, Chao-Jie Zhang, Xian-Juan Zhang, Li-Min Fu, Yuan Wang et Jian-Ping Zhang. ''Uptake and Translocation of Styrene Maleic Anhydride Nanoparticles in Murraya exotica Plants As Revealed by Noninvasive, Real-Time Optical Bioimaging'', ''Environmental Science & Technology'', 2019, 53 (3), 1471-1481. {{DOI|10.1021/acs.est.8b05689}}.


{{Portail|chimie|environnement|mer|micro et nanotechnologie}}
{{Portail|chimie|environnement|mer|micro et nanotechnologie}}

Version du 2 juillet 2019 à 22:00

Si ce bandeau n'est plus pertinent, retirez-le. Cliquez ici pour en savoir plus.
Si ce bandeau n'est plus pertinent, retirez-le. Cliquez ici pour en savoir plus.

La mise en forme de cet article est à améliorer ().

La mise en forme du texte ne suit pas les recommandations de Wikipédia : il faut le « wikifier ».

Les nanoplastiques sont des nanoparticules de plastique plus petits que 50 ou 100 micromètres (selon les auteurs et les définitions). Ce sont des polymères synthétisés à échelle nanoscopique par l'Homme pour l'industrie ou dans le cadre de travaux de recherche[1], ou sont des déchets ou sous-produits de déchets issus de la dégradation ou décomposition de matières plastique, par exemple sous l'effet de l'usure de l'abrasion ou à d'autres formes de dégradation[2],[3]. Leur présence dans l'environnement pourrait avoir été très sous-estimée, car au milieu des années 2010, il s'agit encore de la frange la moins analysée des microplastiques[4].

Une fois dans l'environnement aquatique[5], ils sont facilement ingérés par les larves ou adultes d'organismes filtreurs (moules, huitres par exemple[6], par des animaux suspensivores tels que la crevette Artemia franciscana[7] et ainsi toutes les chaînes alimentaires.

« Les nanoplastiques sont probablement le type de déchets marins le moins connu, mais aussi potentiellement le plus dangereux. »[8]. L'évaluation des risques est encore en 2019 balbutiante, notamment en raison des difficultés d'analyses et de caractérisation de ces nanoparticules dans l'environnement[9].

Certaines études ont cherché à anticiper leurs effets, mais les seuils d’effet envisageables au vu des connaissances disponibles semblent à ce jour semblent supérieurs aux concentrations environnementales de nanoplastiques estimées[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16].

Histoire

Une vague d'articles scientifiques sur les microplastiques dispersés dans l'environnement et nos aliments est apparue à partir de 2004[17], suscitant peu à peu d'autres travaux sur les nanoplastiques, susceptibles d'avoir des propriétés très différentes. Etant donné leur provenance et comme la production de plastique a beaucoup augmenté depuis le milieu du XXe siècle, et étant donné la longévité du plastique dans la nature, sa large dissémination dans l'environnement[18], et parce qu'une particule de plastique peut donner naissance à un grand nombre de particules de nanoplastique, la contamination de l'environnement naturel, terrestre, aérien et marin et de nos organismes va probablement augmenter[19].

Définition

Comme pour les nanoparticules en général, la taille d'un nanoplastique a une grande importance pour prévoir ses propriétés physiques, chimiques, mécaniques, biocinétiques, de biodisponibilité, toxicologiques et écotoxicologiques. La taille maximale retenue pour définir un nanoplastique varie selon les auteurs.

Origines

Des nanoplastiques peuvent être émises dans le milieu (eau, air ou sol), volontairement ou accidentellement. De même ils peuvent être introduits dans des organismes par ingestion, aussi bien directe que par ingestion d'aliments contaminés, ou par respiration), ou directement s'y former, à partir de microplastiques ou de fragments de plastiques ou de fibres synthétiques).

Toutes les formes d'abrasion ou de microabrasion de plastiques, et certains processus de décomposition peuvent donner naissance à des nanoplastiques, par exemple via l'usure d'objets, via l'usure de peintures incluant des plastifiants (ex : marquages routiers), ou encore suite à l'abrasion de millions de pneus en caoutchouc synthétique s'usant au contact des routes.

Des nanoplastiques peuvent être issus :

  • de réaction de photodégradation ;
  • d'une dégradation mécanique ;
  • d'une thermo-oxydation ;
  • d'une hydrolyse de polymères ;
  • d'une biodégradation microbienne ;
  • de l'usure des pneux sur les enrobés.

Aspects toxicologiques

Les effets toxicologiques des nanoplastiques sont une préoccupation récente, qui ne semblent donc pas avoir été scientifiquement très explorés. Grâce aux études sur les microplastique et sur diverses nanoparticules, on sait qu'ils peuvent être inhalés et passer directement dans le sang, ou être ingérés avec les boissons ou aliments et passer dans l'organisme humain[20] ou dans l'air notamment[21].

Article détaillé : Nanotoxicologie.

Aspects écotoxicologiques

Des morceaux de plastiques de taille variée ont été retrouvés dans les systèmes digestifs de presque tous les grands animaux marins. Des particules de petite taille sont très souvent retrouvées dans les coquillages filtreurs. Ceci laisse supposer que les nanoplastiques sont déjà largement diffusés dans les environnements terrestres et marins. Ward et ses collègues ont montré en 2009 que leur présence dans des agrégats marins facilite leur ingestion par exemple par des larves bivalves filteurs[11]. Peu après, Wegner et ses collègues montraient que le nanopolystyrène interfère avec le comportement alimentaire de la moule commune (Mytilus edulis L.)[13].

Ils peuvent aussi pénétrer le phytoplancton et les algues et, en condition de laboratoire, ils se montrent capables d'inhiber la photosynthèse[12]

On a montré en 2013 que les nanoparticules issues de polystyrène peuvent perturber les couches de lipides qui constituent la membrane cellulaire[22].

En eau douce, on a montré en 2017 que le nanopolystyrène ingéré par la daphnie Daphnia Galeata inhibe sa reproduction, et est source d'anomalies du développement embryonnaire[23].

Devenir

Encore plus facilement que les microplastiques, les nanoplastiques peuvent être intégrés dans les organismes (zooplancton notamment[24]). Une fois ingérés ils peuvent contaminer la chaine alimentaire et/ou être excrétés dans les fèces et boulettes fécales, qui dans les eaux douces et marines descendent plus ou moins lentement vers le fond. Cette « neige », composée de déchets métaboliques et de cadavres « chute» en permanence vers les fonds où l'on a déjà trouvé de nombreuses particules de microplastiques[25] qui font alors partie de ce qu'on appelle parfois la litière ou le sédiment anthropogénique[26]. Les nanoparticules étant plus légères que les microparticules, il est possible qu'elles soient beaucoup plus bioassimilables et qu'elles sédimentent moins facilement.

On sait que les mucus des larvacés comptent beaucoup dans la recirculation d'une partie des microplastiques dans la chaine alimentaire ; un transfert de pollution de la surface vers le sédiment peut avoir des impacts différés sur les écosystèmes[25]. Les sédiments peuvent être remobilisés (remis en suspension par des courants marins, des hélices, des éclusées, le chalutage, etc.).

On sait aussi que les plastiques et microplastiques peuvent devenir des surfaces d'adhésion d'autres micro-polluants, chimiques cette fois comme du (phénanthrène[27] ou du PCB par exemple[28]), et en se réduisant en taille, ils peuvent eux-mêmes relarguer des métaux toxiques (utilisés comme colorants ou stabilisateurs anti-UV) ou des perturbateurs endocriniens (plastifiants).

Méthodes de détection, d'analyse, de quantification et de monitoring

Parmi les difficultés d'analyse, de caractérisation et de suivi figure le fait qu'un nanoplastique est à isoler de sa matrice (sédiment, tissus végétal ou animal, sol...). Il tend en outre à s'adsorber sur divers supports, et à fixer diverses autres molécules. IL est enfin rapidement intégrés dans des agrégats « hétéroagrégats », ou excrêté avec les excréments ou pseudofèces des organismes (filtreurs notamment).

En outre l'utilisation de filets à plancton pour l'échantillonage en eau douce ou marine a conduit à une sous-estimation des teneurs des milieux aquatiques et marins en micro et nano-plastiques.

Inventer un système fiable, peu coûteux et si possible automatisable capable d'identifier, caractériser (type de plastique, taille, forme de la nanoparticule..) et compter avec précision les nanoplastiques est l'un des défis scientifiques à venir. Dans les années 2010, les méthodes de détection et protocoles analytiques sont encore à leurs débuts[17], ce qui fait que les premières études faites sur l'absorption des microplastiques par des êtres vivants et sur leurs effets des toxicologiques, généralement pour des organismes marins, ont été réalisées avec concentrations de nanoplastiques irréalistes pour l'environnement naturel[29].

Des méthodes affinées permettent d'étudier sa cinétique environnementale et/ou sa biocinétique, avec par exemple :

  • l'utilisation de marqueurs fluorescents[30] ;
  • l'utilisation de nanosphères de nanopolystyrène[31],[32], radiomarqué au carbone 14 (14C) pour étudier les capacités d'absorption de nanoplastiques à des doses similaires à celles qu'on peut trouver dans son environnement (<15 µg/L), chez un mollusque d'intérêt commercial, le pétoncle (Pecten maximus). Dans ce cas l'expérimentation a confirmé que l'absorption est rapide, et qu'elle est plus importante pour des particules très petites (24 nm) que pour des particules de 250 nm. Après six heures, l'autoradiographie a montré une accumulation des nanoplastiques de 250 nm dans l'intestin, alors que les particules de 24 nm avaient franchi la barrière intestinale en se dispersant dans tout le corps, ce qui laisse penser que dans une certaine mesure au moins, une translocation au travers des membranes épithéliales est possible. Cette étude a aussi montré que chez cette espèce la dépuration était également relativement rapide, et pour les deux tailles ; Les particules de 24 nm n'étaient plus détectables après 14 j, mais quelques particules de 250 nm étaient encore présentes dans l'organise 48 jours après l'ingestion (il existe donc de possibles expositions aiguës et/ou chroniques).

Au sein du groupe des nanoplastiques, la taille des particules influence donc bien leur biocinétique. Une modélisation tirée de cette expérience a conclu qu'il faudrait 300 jours d'exposition environnementale continue pour que l'absorption atteigne l'équilibre dans les tissus corporels du pétoncle (moins de 2,7 mg de nanoplastiques par gramme de chair). Des études plus anciennes ayant exposés des pétoncles à des nanomatériaux non plastiques (nanoargent[33]) de taille similaire (20 nm) laissent penser que la taille et la composition des nanoparticules pourrait également influer quelque peu sur leur distribution dans les tissus d'absorption.

Références

  1. ↑ Huang, M. F., Yu, J. G., Ma, X. F. et Jin, P. (2005), High performance biodegradable thermoplastic starch—EMMT nanoplastics. Polymer, 46(9), 3157-3162 (résumé).
  2. ↑ Lambert S et Wagner M (2016), Characterisation of nanoplastics during the degradation of polystyrene. Chemosphere, 145, 265-268.
  3. ↑ Koelmans, A. A., Besseling, E. et Shim, W. J. (2015), Nanoplastics in the aquatic environment. Critical review. Dans Marine Anthropogenic Litter, p. 325-340, Springer, Cham.
  4. ↑ Gigault J ; Pedrono B ; Maxit B ; Ter Halle A (2016) Marine Plastic Litter: The Unanalyzed Nano-Fraction. Environ. Sci.: Nano 2016, 3 (2), 346– 350, DOI 10.1039/C6EN00008H
  5. ↑ Koelmans A.A, Besseling E et Shim W.J (2015), Nanoplastics in the aquatic environment. Dans M. Bergmann, L. Gutow et M. Klages (éds.) Marine Anthropogenic Litter, p. 329–344, Berlin, Springer.
  6. ↑ Cole M et Galloway T.S (2015), Ingestion of nanoplastics and microplastics by Pacific oyster larvae, Environmental Science & Technology, 49(24), 14625-14632.
  7. ↑ Inmaculada Varó, Aurora Perini, Amparo Torreblanca, Yaiza Garcia, Elisa Bergami, Maria L. Vannuccini, Ilaria Corsi (2019). Time-dependent effects of polystyrene nanoparticles in brine shrimp Artemia franciscana at physiological, biochemical and molecular levels. Science of The Total Environment, 675, 570-580. DOI 10.1016/j.scitotenv.2019.04.157.
  8. ↑ « Nanoplastics is probably the least known area of marine litter but potentially also the most hazardous. » Dans Melanie Bergmann, Lars Gutow et Michael Klages éd. (2015), Marine Anthropogenic Litter (ISBN 978-3-319-16509-7) (ISBN 978-3-319-16510-3) (eBook), DOI 10.1007/978-3-319-16510-3
  9. ↑ da Costa, J. P., Reis, V., Paço, A., Costa, M., Duarte, A. C. et Rocha-Santos, T. (2018), Micro (nano) plastics–Analytical challenges towards risk evaluation, TrAC Trends in Analytical Chemistry (résumé).
  10. ↑ Brown, D. M., Wilson, M. R., MacNee, W., Stone, V. et Donaldson, K. (2001). Size-dependent proinflammatory effects of ultrafine polystyrene particles: a role for surface area and oxidative stress in the enhanced activity of ultrafines. Toxicology and Applied Pharmacology, 175, 191–199..
  11. ↑ a et b Ward J.E et Kach D.J (2009), Marine aggregates facilitate ingestion of nanoparticles by suspension-feeding bivalves. Marine Environmental Research, 68(3), 137–142
  12. ↑ a et b Bhattacharya P, Turner J.P et Ke P-C (2010), Physical adsorption of charged plastic nanoparticles affects algal photosynthesis, The Journal of Physical Chemistry C, 114(39), 16556–16561.
  13. ↑ a et b Wegner, A., Besseling, E., Foekema, E. M., Kamermans, P. et Koelmans, A. A. (2012), Effects of nanopolystyrene on the feeding behaviour of the blue mussel (Mytilus edulis L.), Environmental Toxicology and Chemistry, 31, 2490–2497
  14. ↑ Lee, K. W., Shim, W. J., Kwon, O. Y. et Kang, J.-H. (2013), Size-dependent effects of micropolystyrene particles in the marine copepod Tigriopus japonicus, Environmental Science and Technology, 47, 11278–11283
  15. ↑ Casado, M., Macken, A. et Byrne, H. (2013). Ecotoxicological assessment of silica and polystyrene nanoparticles assessed by a multitrophic test battery. Environment International, 51,97–105.
  16. ↑ Besseling, E., Wang, B., Lurling, M. et Koelmans, A. A. (2014). Nanoplastic affects growth of S. obliquus and reproduction of D. magna. Environmental Science and Technology, 48,12336–12343.
  17. ↑ a et b Renner G, Schmidt T.C et Schram J (2018), Analytical methodologies for monitoring micro (nano) plastics: Which are fit for purpose?. Current Opinion in Environmental Science & Health, 1, 55-61.
  18. ↑ Barnes, D. K., Galgani, F., Thompson, R. C. et Barlaz, M. (2009), Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 364(1526), 1985-1998.
  19. ↑ « Given the rapid increase in plastic production, its longevity and disposable nature, this contamination is likely to increase ». Dans Thompson, R. C., Olsen, Y., Mitchell, R. P., Davis, A., Rowland, S. J., John, A. W., … et Russell A.E (2004), Lost at sea: where is all the plastic?. Science, 304(5672), 838-838.
  20. ↑ Bouwmeester H, Hollman P.C et Peters R.J (2015), Potential health impact of environmentally released micro-and nanoplastics in the human food production chain: experiences from nanotoxicology. Environmental science & technology, 49(15), 8932-8947.
  21. ↑ da Costa, J. P., Santos, P. S., Duarte, A. C. et Rocha-Santos, T. (2016). (Nano) plastics in the environment–sources, fates and effects. Science of the Total Environment, 566, 15-26 (résumé).
  22. ↑ Rossi G, Barnoud J et Monticelli L (2013), Polystyrene nanoparticles perturb lipid membranes, The Journal of Physical Chemistry Letters, 5(1), 241–246.
  23. ↑ Cui, R. ; Kim, S. W. et An, Y.-J., Polystyrene Nanoplastics Inhibit Reproduction and Induce Abnormal Embryonic Development in the Freshwater Crustacean Daphnia Galeata, Sci. Rep., 2017, 7 (1), 12095, DOI 10.1038/s41598-017-12299-2
  24. ↑ Cole M; Lindeque P ; Fileman E ; Halsband C ; Goodhead R ; Moger J et Galloway T.S (2013), Microplastic Ingestion by Zooplankton, Environ. Sci. Technol., 47 (12), 6646– 6655, DOI: 10.1021/es400663f
  25. ↑ a et b Kakani Katija, C. Anela Choy, Rob E. Sherlock, Alana D. Sherman et Bruce H. Robison, From the surface to the seafloor: How giant larvaceans transport microplastics into the deep sea, Science Advances, 16 aout 2017, vol. 3, no 8, e1700715, DOI 10.1126/sciadv.1700715, résumé
  26. ↑ Galloway T.S (2015), Micro-and nano-plastics and human health. Dans Marine Anthropogenic Litter, p. 343-366, Springer, Cham.
  27. ↑ Ma, Y.; Huang, A.; Cao, S.; Sun, F.; Wang, L.; Guo, H.; Ji, R (2016) Effects of Nanoplastics and Microplastics on Toxicity, Bioaccumulation, and Environmental Fate of Phenanthrene in Fresh Water. Environ. Pollut. 2016, 219, 166– 173, DOI: 10.1016/j.envpol.2016.10.061
  28. ↑ Velzeboer I, Kwadijk C.J.A.F et Koelmans A.A (2014), Strong sorption of PCBs to nanoplastics, microplastics, carbon nanotubes, and fullerenes. Environmental Science and Technology, 48(9), 4869–4876.
  29. ↑ Lenz, R. ; Enders, K. ; Nielsen, T. G. (2016), Microplastic Exposure Studies Should Be Environmentally Realistic. Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A., 2016, 113 (29), E4121– E4122, DOI: 10.1073/pnas.1606615113
  30. ↑ Ana I Catarino, Amelie Frutos et Theodore B. Henry (2019), Use of fluorescent-labelled nanoplastics (NPs) to demonstrate NP absorption is inconclusive without adequate controls. Science of The Total Environment, 670, 915-920. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.03.194
  31. ↑ Ming, W. ; Zhao, J. ; Lu, X. ; Wang, C. et Fu, S., Novel Characteristics of Polystyrene Microspheres Prepared by Microemulsion Polymerization, Macromolecules, 1996, 29 (24), 7678– 7682, DOI: 10.1021/ma951134d
  32. ↑ Telford, A. M.; Pham, B. T. T.; Neto, C.; Hawkett, B. S. (2013), Micron-Sized Polystyrene Particles by Surfactant-Free Emulsion Polymerization in Air: Synthesis and Mechanism, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 51 (19), 3997– 4002, DOI: 10.1002/pola.26841
  33. ↑ Al-Sid-Cheikh M, Rouleau C et Pelletier E (2013), Tissue Distribution and Kinetics of Dissolved and Nanoparticulate Silver in Iceland Scallop (Chlamys Islandica). Mar. Environ. Res., 86, 21– 28, DOI: 10.1016/j.marenvres.2013.02.003

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

  • Al-Sid-Cheikh M, Rowland S.J, Stevenson K, Rouleau C, Henry T.B et Thompson R.C (2018), Uptake, Whole-body distribution, and depuration of nanoplastics by the scallop pecten maximus at environmentally realistic concentrations. Environmental science & technology, 52(24), 14480-14486.
  • Bruce C. Gibb (2019), Plastics are forever. Nature Chemistry, 11 (5), 394-395. DOI: 10.1038/s41557-019-0260-7.
  • Koelmans A (2019), Proxies for nanoplastic. Nature Nanotechnology, 14 (4), 307-308. DOI: 10.1038/s41565-019-0416-z.
  • Galloway T.S (2015), Micro-and nano-plastics and human health. Dans Marine Anthropogenic Litter, p. 343-366, Springer, Cham.
  • Gigault J ; Pedrono B ; Maxit B et Ter Halle A, Marine Plastic Litter: The Unanalyzed Nano-Fraction, Environ. Sci.: Nano, 2016, 3 (2), 346– 350, DOI: 10.1039/C6EN00008H
  • Lambert S et Wagner M (2015), Characterisation of Nanoplastics during the Degradation of Polystyrene. Chemosphere 2016, 145, 265– 268, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2015.11.078
  • Man Qu, Yaqi Liu, Kangni Xu, Dayong Wang (2019), Activation of p38 MAPK Signaling‐Mediated Endoplasmic Reticulum Unfolded Protein Response by Nanopolystyrene Particles. Advanced Biosystems, 3 (4), 1800325, DOI 10.1002/adbi.201800325.
  • Melanie Bergmann, Lars Gutow et Michael Klages Ed. (2015) ge=352 Marine Anthropogenic Litter, ISBN 978-3-319-16509-7 ISBN 978-3-319-16510-3 (eBook), DOI 10.1007/978-3-319-16510-3
  • Tai-Ran Zhang, Chuan-Xi Wang, Feng-Qin Dong, Zhi-Yue Gao, Chao-Jie Zhang, Xian-Juan Zhang, Li-Min Fu, Yuan Wang et Jian-Ping Zhang. Uptake and Translocation of Styrene Maleic Anhydride Nanoparticles in Murraya exotica Plants As Revealed by Noninvasive, Real-Time Optical Bioimaging, Environmental Science & Technology, 2019, 53 (3), 1471-1481. DOI 10.1021/acs.est.8b05689.
Ce document provient de « https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Nanoplastique&oldid=160605817 ».