Advancing Microplastic Analysis in Complex Matrices Towards Harmonization: Insights from an Interlaboratory Study Supporting the Development of a Standardized Extraction Protocol
Cette étude interlaboratoires démontre qu'un protocole d'extraction harmonisé pour les microplastiques dans le compost est réalisable et efficace à travers diverses techniques analytiques, tout en identifiant que la variabilité de la quantification provient principalement des méthodes de sous-échantillonnage et d'analyse plutôt que du processus d'extraction lui-même, fournissant ainsi des informations critiques pour l'élaboration de la norme ISO 24899.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA de l'article ci-dessous. Elle n'a pas été rédigée ni approuvée par les auteurs. Pour une précision technique, consultez l'article original. Lire la clause de non-responsabilité complète
Les déchets plastiques sont un hôte persistant dans notre environnement, se décomposant avec le temps en de minuscules fragments connus sous le nom de microplastiques. Ces particules sont si petites qu'elles peuvent se cacher dans le sol, l'eau et même dans le compost que nous utilisons pour cultiver nos aliments. Parce qu'elles sont invisibles à l'œil nu et mélangées à des matériaux complexes comme la terre et les feuilles en décomposition, les trouver et les compter est incroyablement difficile. Les scientifiques essaient de s'accorder sur une méthode unique et fiable pour extraire ces morceaux de plastique de la terre afin de pouvoir mesurer leur quantité. Sans une méthode commune, un laboratoire pourrait trouver beaucoup de plastique tandis qu'un autre en trouverait très peu, ce qui rendrait impossible la comparaison des résultats ou la compréhension de l'ampleur réelle du problème.
Pour résoudre cela, un large groupe de chercheurs issus d'universités, d'organismes gouvernementaux et d'entreprises privées d'Europe et des États-Unis a uni ses forces. Ils voulaient tester une recette spécifique pour l'extraction des microplastiques du compost. L'objectif était de voir si différents laboratoires, utilisant des équipements différents, pouvaient suivre les mêmes étapes et obtenir des réponses similaires. Ils ont préparé un lot spécial de compost, un sol riche en nutriments fabriqué à partir de matières végétales en décomposition, et y ont mélangé une quantité connue de deux types de plastique : un plastique flexible courant appelé polyéthylène basse densité, et un plastique biodégradable souvent utilisé dans l'emballage. Ils ont distribué ces échantillons à dix laboratoires, demandant à chaque équipe de suivre exactement les mêmes instructions pour nettoyer le compost et séparer le plastique de la terre.
Le processus testé comprenait trois étapes principales. D'abord, ils ont décomposé les amas de compost et l'ont mélangé à de l'eau. Ensuite, ils ont utilisé une réaction chimique, similaire à la façon dont le peroxyde d'hydrogène nettoie une plaie, pour dissoudre la matière organique végétale jusqu'à ce qu'il ne reste que le plastique et la terre. Enfin, ils ont ajouté une solution saline lourde pour faire flotter le plastique à la surface pendant que la terre plus lourde coulait, permettant ainsi de récupérer le plastique à la louche. Une fois le plastique isolé, chaque laboratoire a utilisé ses propres outils pour compter les particules et identifier leur nature. Certains laboratoires ont utilisé des microscopes dotés de lasers spéciaux pour voir le plastique, tandis que d'autres ont chauffé les échantillons pour transformer le plastique en gaz et mesurer sa signature chimique.
Les résultats ont montré que la méthode fonctionnait suffisamment bien pour trouver le plastique. Chaque laboratoire a réussi à détecter les deux types de plastique dans le compost. Il s'agit d'une avancée significative, prouvant qu'il est possible d'extraire les microplastiques de matériaux complexes semblables au sol en utilisant une approche standardisée. Cependant, l'étude a également révélé que les chiffres n'étaient pas toujours les mêmes. Lorsque les chercheurs ont examiné les particules de plastique plus petites, celles de taille infime, les comptes variaient considérablement d'un laboratoire à l'autre. Certains laboratoires trouvaient beaucoup plus de petits morceaux que d'autres. L'enquête sur les raisons de cette variation a pointé vers quelques problèmes clés. Il s'est avéré que le problème ne venait pas du processus de nettoyage chimique en soi, mais plutôt de la manière dont les échantillons étaient manipulés avant et après l'extraction.
Une source majeure d'erreur était simplement la façon dont le compost était mélangé. Comme les particules de plastique sont minuscules et peuvent s'agglutiner ou coller à la terre, obtenir un échantillon parfaitement uniforme est difficile. Si un laboratoire prélevait une petite portion de compost qui se trouvait contenir plus d'amas de plastique, son compte serait plus élevé qu'un laboratoire ayant prélevé une portion avec moins d'amas. Un autre problème est survenu lorsque les laboratoires ont tenté de compter les particules. Les pièces les plus petites étaient plus difficiles à voir et à compter avec précision, surtout si elles étaient collées ensemble ou cachées derrière d'autres particules de terre. L'étude a montré que la façon dont le plastique se comportait dans l'eau par rapport à son comportement dans le compost importait également. Par exemple, un type de plastique avait tendance à flotter et à coller aux parois des récipients, ce qui le rendait facile à perdre lors du processus de comptage.
Malgré ces variations, les chercheurs ont trouvé un schéma rassurant. Bien que le nombre total de particules différait, la taille relative des particules restait constante. Cela signifie que si un laboratoire trouvait principalement de gros morceaux, les autres aussi. La distribution des tailles restait stable même si le compte total variait. Cela suggère que la méthode est efficace pour donner une image générale de ce qui se trouve dans le sol, même si le nombre exact est difficile à déterminer. L'étude a également souligné que les outils utilisés pour compter le plastique doivent être améliorés. Certains laboratoires ont eu du mal à voir les plus petites particules car le bruit de fond provenant de la terre était trop élevé, ou parce que les filtres qu'ils utilisaient n'étaient pas idéaux pour repérer les plus petits fragments.
L'équipe a utilisé ces conclusions pour affiner la recette pour un usage futur. Ils ont réalisé que la façon d'ajouter les produits chimiques devait être ajustée pour éviter la formation de cristaux indésirables qui pourraient piéger le plastique. Ils ont également décidé qu'un rinçage final avec un type spécifique d'alcool pourrait aider à récupérer le plastique flottant qui se perdait. Ces petits changements, nés des erreurs et des défis de l'expérience, sont maintenant intégrés dans une nouvelle norme internationale. Cette norme aidera les scientifiques du monde entier à parler le même langage lorsqu'ils parlent de microplastiques dans le sol.
L'étude n'a pas prétendu avoir résolu tous les problèmes. Elle a montré que, bien que la méthode d'extraction soit réalisable, le voyage vers une précision parfaite est toujours en cours. La variabilité des résultats n'était pas due à un échec de la chimie, mais plutôt à la difficulté de manipuler un échantillon réel et désordonné comme le compost. Les chercheurs ont conclu que, pour obtenir des chiffres véritablement fiables à l'avenir, le monde a besoin de meilleurs matériaux de référence — des échantillons de plastique standardisés avec un nombre connu de particules — pour servir de règle de mesure pour tous les laboratoires. D'ici là, ce travail constitue une base solide, prouvant que nous pouvons extraire ces particules cachées de la terre et commencer à comprendre l'ampleur de la contamination, une mesure minutieuse à la fois.
Noyé(e) sous les articles dans votre domaine ?
Recevez des digests quotidiens des articles les plus récents correspondant à vos mots-clés de recherche — avec des résumés techniques, dans votre langue.