Occurrence and Distribution of Microplastics in Hydrologically Connected River–Reservoir Systems: Tepeji–Requena and Tula–Endhó, Mexico
Cette étude examine les microplastiques dans deux systèmes rivière-réservoir hydrologiquement connectés dans le centre du Mexique, révélant que les réservoirs agissent comme des zones d'accumulation pour des contaminants principalement de forme fibreuse et soulignant la nécessité d'interpréter la présence de microplastiques parallèlement aux conditions hydrologiques et de qualité de l'eau locales.
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Le plastique est devenu un résident permanent de nos cours d'eau, se décomposant au fil du temps en minuscules fragments qui sont souvent invisibles à l'œil nu. Les scientifiques les appellent des microplastiques, et on les trouve désormais partout, des fosses océaniques les plus profondes aux lacs de haute montagne les plus élevés. Si les premières recherches se sont largement concentrées sur les océans, il est devenu clair que les rivières et les réservoirs jouent un rôle crucial dans la manière dont ces particules se déplacent, se transforment et se retrouvent piégées. Les rivières agissent comme les principales autoroutes transportant le plastique des villes et des fermes vers la mer, mais en chemin, elles alimentent souvent de grands corps d'eau à mouvement lent appelés réservoirs. Ces réservoirs ne sont pas seulement des réservoirs de stockage passifs ; leurs eaux calmes peuvent provoquer le dépôt des particules hors du flux, agissant ainsi efficacement comme des pièges où la pollution s'accumule. Comprendre comment le plastique passe d'une rivière à débit rapide à un réservoir calme est essentiel pour déterminer où finit cette pollution et comment elle pourrait affecter l'eau que nous utilisons et les écosystèmes qui en dépendent.
Au centre du Mexique, une équipe de chercheurs a décidé de retracer ce voyage à travers deux systèmes connectés : la rivière Tepeji se jetant dans le réservoir de Requena, et la rivière Tula alimentant le réservoir d'Endhó. Ces zones sont fortement impactées par l'activité humaine, recevant de vastes quantités d'eaux usées de la zone métropolitaine de Mexico et des zones industrielles environnantes. Les scientifiques voulaient voir si les réservoirs agissaient comme des zones d'accumulation, piégeant plus de plastique que les rivières qui les alimentaient, et comprendre à quoi ressemblaient ces particules et de quoi elles étaient composées. Pour ce faire, ils ont prélevé des échantillons d'eau dans les deux rivières et les réservoirs, filtrant l'eau pour capturer les minuscules particules et utilisant des traitements chimiques pour dissoudre la matière organique comme les feuilles ou les algues, ne laissant derrière eux que le plastique. Ils ont ensuite examiné ces restes sous des microscopes puissants pour compter et mesurer les particules, et ont utilisé une technique laser spéciale pour identifier les types spécifiques de plastique, tels que ceux utilisés pour les bouteilles, l'emballage ou les vêtements.
Ce que les chercheurs ont découvert était un paysage dominé par le très petit. Dans chaque étendue d'eau testée, les particules les plus abondantes étaient de minuscules fragments, beaucoup plus petits que la largeur d'un cheveu humain. Bien que les morceaux plus grands soient rares, l'eau regorgeait de débris et de fibres microscopiques. L'étude a révélé que les réservoirs agissaient effectivement comme des pièges, mais pas de la même manière pour chaque type de particule. La concentration de minuscules fibres de plastique, qui proviennent souvent de vêtements et de textiles synthétiques, augmentait considérablement à mesure que l'eau passait de la rivière au réservoir. Dans la rivière Tepeji, il y avait environ 4 000 fibres dans chaque litre d'eau, mais ce nombre bondissait à environ 8 000 dans le réservoir de Requena connecté. L'effet était encore plus spectaculaire dans le second système : la rivière Tula contenait environ 6 000 fibres par litre, tandis que le réservoir d'Endhó en détenait un nombre stupéfiant de 14 000 fibres par litre. Cela suggère que l'eau plus lente dans les réservoirs permet à ces fibres légères et allongées de se déposer et de s'accumuler plutôt que de couler directement.
La composition du plastique racontait également une histoire sur ses origines. En utilisant la spectroscopie laser, l'équipe a identifié des plastiques courants comme le polyéthylène téréphtalate (PET), le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE) et le polyamide (PA). Ce sont les matériaux utilisés pour tout, des bouteilles d'eau et sacs d'épicerie aux vêtements synthétiques et cordages. L'analyse a montré que les particules étaient un mélange de ces matériaux, mais avec une différence notable entre les deux systèmes. Les échantillons provenant des sites de Tula et d'Endhó contenaient une proportion relative plus élevée de polyéthylène, un plastique connu pour avoir un point de fusion plus bas que les autres. Cette différence chimique semblait importer lorsque les chercheurs testaient les échantillons d'eau avec des impulsions laser intenses. Les échantillons des systèmes de Tula et d'Endhó réagissaient différemment au laser, montrant un changement soudain dans la façon dont ils laissaient passer la lumière à un niveau d'énergie spécifique. Cette réponse se produisait probablement parce que la concentration plus élevée de polyéthylène rendait les particules plus sensibles à la chaleur générée par le laser, provoquant leur ramollissement ou un changement d'état plus facilement que les particules du système de l'autre côté.
Au-delà du plastique lui-même, l'eau de ces systèmes racontait l'histoire de deux environnements très différents. Les sites de Tepeji et de Requena étaient relativement riches en oxygène et alcalins, des conditions typiques de l'eau courante. En revanche, le réservoir d'Endhó était pauvre en oxygène et chimiquement réducteur, ce qui signifie qu'il manquait d'oxygène pour soutenir de nombreuses formes de vie et qu'il était probablement saturé de déchets organiques. Ce réservoir, qui reçoit une charge massive d'eaux usées, détenait la plus forte concentration de microfibres et les conditions chimiques les plus extrêmes. Les chercheurs ont noté que, bien que les réservoirs piègent clairement plus de plastique, la manière spécifique dont ils le font dépend du type de particule et des conditions locales de l'eau. L'étude n'a pas prouvé que l'environnement chimique causait l'accumulation du plastique, mais elle a montré que ces réservoirs sont des zones de réception complexes où interagissent la pollution, la qualité de l'eau et l'hydrologie.
Le travail a également mis en évidence un défi majeur dans l'étude de cette pollution : la taille des particules compte énormément. Parce que les chercheurs ont recherché des particules aussi petites qu'un micromètre, ils ont trouvé des concentrations bien supérieures aux ordres de grandeur des études qui ne regardent que les pièces plus grandes. Si une étude ne filtre que pour des particules supérieures à 100 micromètres, elle manque la vaste majorité du plastique présent dans l'eau. Cela signifie que les estimations précédentes de la pollution plastique dans ces rivières pourraient avoir été considérablement sous-estimées. La présence de tels nombres de fibres et de fragments microscopiques suggère que l'eau est bien plus contaminée qu'elle ne paraît à l'œil nu. L'étude conclut que pour véritablement comprendre le risque de pollution plastique, les scientifiques doivent examiner toute la gamme de tailles de particules et considérer comment les rivières et les réservoirs fonctionnent ensemble comme un système. Les réservoirs ne font pas que contenir le plastique ; ils le concentrent, en particulier les minuscules fibres qui sont difficiles à éliminer et faciles à ingérer, créant un réservoir caché de contamination qui nécessite de nouvelles façons de penser la manière dont nous mesurons et gérons nos ressources en eau.
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