Une nouvelle approche spectroscopique pour mesurer les niveaux de nano/microplastiques dans le sol

ParisLes nanoplastiques et microplastiques (N/MP) se retrouvent dans de nombreux endroits, tels que le sol, les océans, l'eau potable, l'air, et à l'intérieur du corps humain. Une grande quantité de ces petites particules est présente dans les sols. Leur taille minuscule leur permet de traverser le sol pour atteindre les eaux souterraines et de surface. Les précipitations facilitent leur déplacement à travers le sol. Une fois dans l'eau, elles peuvent finalement pénétrer dans le corps humain. Il est crucial d'étudier comment ces particules se propagent et se déplacent dans les sols.

Les techniques actuelles pour mesurer les concentrations de N/MP dans le sol sont complexes. Elles nécessitent de séparer la matière organique du sol à travers des processus chimiques et physiques. Les N/MP isolés sont ensuite analysés à l'aide d'outils tels que :

• Microscope
• Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier
• Chromatographie en phase gazeuse-pyrolyse/spectrométrie de masse
• Spectrométrie Raman

Ces techniques requièrent des compétences avancées et sont incapables de détecter des particules inférieures à 1 micromètre. Lors du processus de séparation, certaines particules du sol sont perdues, ce qui entraîne des résultats inexactes.

Des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode pour mesurer les concentrations de N/MP dans le sol grâce à la spectroscopie. Cette équipe comprend M. Kyouhei Tsuchida de l'Université de Waseda, la Dr Yukari Imoto, le Dr Takeshi Saito et la Dr Junko Hara de l'Institut National des Sciences et Technologies Avancées, ainsi que le Dr Yoshishige Kawabe de l'Université de Waseda. Leur méthode est simple et ne nécessite pas de séparation de la matière organique du sol.

La spectroscopie permet de quantifier la présence de N/MPs dans le sol en analysant la transmission et l'absorption de la lumière à des longueurs d'onde spécifiques par l'échantillon. Cette méthode est capable de détecter les N/MPs indépendamment de leur taille. En sélectionnant les bonnes longueurs d'onde, il est possible de distinguer les N/MPs des particules du sol. Les chercheurs ont utilisé les différences d'absorption de la lumière entre les N/MPs et les particules du sol pour mesurer la quantité de N/MPs présents.

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Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue Ecotoxicology and Environmental Safety le 28 mai 2024. Ils ont préparé six suspensions de sol en utilisant des échantillons de sol aux caractéristiques variées, comme la taille des particules et la teneur en matières organiques. Ces échantillons ont ensuite été mélangés à des nanoparticules de polystyrène de 203 nm de taille, créant ainsi six suspensions de sols contaminés par des N/MP. La concentration de N/MP a été maintenue à 5 mg/L.

L'équipe a examiné combien de lumière les suspensions de sol absorbaient à différentes longueurs d'onde entre 200 et 500 nm à l'aide d'un spectrophotomètre. Ensuite, ils ont mesuré les niveaux de N/MP dans le sol. Ils ont identifié les deux meilleures longueurs d'onde pour ces mesures, permettant d'éviter les interférences des particules de sol et autres matériaux présents dans la suspension. Les meilleures longueurs d'onde étaient de 220-260 nm et 280-340 nm, fournissant les résultats les plus précis avec le moins d'erreurs sur six échantillons.

Les chercheurs ont créé un graphique pour illustrer la quantité de N/MPs présents dans le sol. Ce graphique comparait la quantité de N/MPs dans le sol humide à celle ajoutée au sol sec. La courbe obtenue était linéaire et prenait en compte que certains N/MPs adhèrent aux particules du sol. Cette méthode leur a permis de mesurer avec précision les niveaux de N/MP dans le sol.

Ces résultats montrent que cette méthode simple de spectroscopie est efficace. Elle permet de mesurer la quantité de N/MPs dans le sol sans nécessiter de les séparer au préalable. La méthode peut également détecter différents types de N/MPs, tels que le polyéthylène et le polyéthylène téréphtalate, dans divers types de sols. Facile à utiliser pour une première évaluation, elle peut nous aider à mieux comprendre la dispersion et le mouvement des N/MPs dans le sol.