Nanoplastique

Une vague d'articles scientifiques sur les microplastiques est apparue à partir de 2004^[18], suscitant peu à peu d'autres travaux sur les nanoplastiques, susceptibles d'avoir des propriétés très différentes.

Vu leur provenance, l'augmentation de production de plastique depuis le milieu du XX^e siècle, et étant donné la longévité du plastique, une large dissémination dans l'environnement est attendue^[19]. Chaque objet en plastique pouvant donner naissance à un très grand nombre de nano- et micro plastique (MNP), la contamination de l'environnement naturel, terrestre, aérien et marin et de nos organismes va augmenter^[20].

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.

Des nanoplastiques sont introduits dans l'eau, l'air ou les sol volontairement ou accidentellement. Ils peuvent être introduits dans des organismes par inhalation ou ingestion, éventuellement via des aliments contaminés, ou directement s'y former, à partir de la dégradation 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 à la suite de 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 thermooxydation ;
• d'une hydrolyse de polymères ;
• d'une biodégradation microbienne ;
• de l'usure des pneus sur les enrobés.

Depuis qu'on les cherche, on en trouve dans de nombreux aliments, solides et liquides. L'un des records semble être le thé issu de sachets synthétiques : Une étude récente (2019)^[21] a montré que le thé infusé dans les sachets «soyeux» synthétique contient des milliards de nanoplastiques et de microplastique : « le fait de tremper un sachet de thé en plastique unique à la température d'infusion (95 °C) libère environ 11,6 milliards de microplastiques et 3,1 milliards de nanoplastiques dans une seule tasse de la boisson [...] (nylon et téréphtalate de polyéthylène) »^[21],[22] ; quantité qui dépasse de plusieurs ordres de grandeur celles trouvées dans d"autres aliments et boissons. Peu d'études ont porté sur les effets de ces particules sur la santé chez l'Humain, mais des daphnies exposées à ces microplastiques nageaient «follement»^[23], et des tests de toxicité aiguë faits sur des invertébrés ont conclu que l’exposition aux seules particules libérées par les sachets de thé (pas à la théine) a des effets sur le comportement et le développement (effets de type "dose-dépendant")^[21].

C'est une préoccupation récente, encore scientifiquement très peu explorée.

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^[24] ou dans l'air notamment^[25].

En avril 2024, une équipe de l’Inserm avait prouvé la nocivité des nanoplastiques de polystyrène sur l’humain, notamment sur son placenta^[26].

Des fragments de plastiques de taille variée sont retrouvés dans les systèmes digestifs de presque tous les grands animaux marins. Et des particules de petite taille sont très souvent retrouvées dans les coquillages filtreurs. Ils sont donc déjà largement diffusés dans les environnements terrestres et marins.

On sait déjà que :

• leur présence dans des agrégats marins facilite leur ingestion par exemple par des larves bivalves filteurs, comme l'ont montré Ward et ses collègues en 2009 que^[11] ;
• le nanopolystyrène interfère avec le comportement alimentaire de la moule commune (Mytilus edulis L.), comme l'ont montré Wegner et ses collègues en 2012^[13] ;
• ils peuvent aussi pénétrer le phytoplancton et les algues et, en condition de laboratoire, ils se montrent alors capables d'inhiber la photosynthèse^[12] ;
• des nanoparticules issues de polystyrène peuvent perturber les couches de lipides constituant la membrane cellulaire (démontré en 2013)^[27] ;
• le nanopolystyrène ingéré En eau douce par la daphnie Daphnia galeata inhibe sa reproduction, et est source d'anomalies du développement embryonnaire (montré en 2017)^[28] ;
• Compte tenu de la répartition, de l'abondance et de la persistance des micro- et nanoplastiques (MNP), l'exposition des humains et des animaux (aquatiques notamment) à ces contaminants est devenue inévitable. Une fois inhalé et/ou ingéré, les nanoplastiques peuvent atteindre le cerveau, en quantité et avec des effets qui sont encore ignorés. Mais ce que l'on sait sur d'autres nanoparticules fait évoquer une possible neurotoxicité ; puisque même des nanoparticules d'or (Au) considérées comme inertes et chimiquement neutres se montrent neurotoxiques dans le cerveau de différentes espèces (et in vitro), on suppose que les nanoplastiques peuvent au moins induire un stress oxydatif et par suite des dommages aux neurones ; ils pourraient aussi inhiber l'acétylcholinestérase et modifier le taux de plusieurs neurotransmetteurs, avec alors des effets comportementaux. Selon Prüst et al. (2020) « une comparaison systématique des effets neurotoxiques de différents types, formes et tailles de particules à différentes concentrations et durées d'exposition fait défaut, mais est nécessaire de toute urgence pour élucider davantage le danger neurotoxique et le risque d'exposition aux micro- et nanoplastiques »^[29].

Très légers, encore plus facilement diffusés que les microplastiques, les nanoplastiques semblent avoir déjà contaminé tous les endroits supposés vierges du monde, zones polaires y compris, pendant que d'autres contaminants (ex : plomb et suie) diminuaient grâce aux réglementations internationales. Dans l'océan, via les réenvols dans les embruns marins, ils semblent pouvoir recontaminer l'air, les sols littoraux^[31] ou la glace marine en train de mer former^[32].

Selon une étude récente (2022) d'échantillons de glace prélevés au-delà du cercle polaire sud et nord : le nanoplastique le plus fréquent y est le PE (> 50 % du total)^[30].

• Au Groenland, en moyenne 13,2 ng/mL de nanoplastiques ont été trouvés dans une carotte, avec jusqu'à 14 m de profondeur dans un névé des nanofragments de polyéthylène (PE), de polypropylène (PP), de polyéthylène téréphtalate (PET), de polystyrène (PS), de chlorure de polyvinyle (PVC) et des nanoparticules provenant de l'usure des pneus^[30].
• La banquise antarctique n'est pas épargnée avec en moyenne 52,3 ng/mL de nanoplastiques (PE, PP et PET) trouvés dans un échantillon de glace de mer analysé. Les résidus d'usure des pneus sont plus rares au sud, alors qu'ils sont dominant dans l'Arctique^[30].

Très facilement ingéré et intégrés dans les organismes, même très petits (zooplancton notamment^[33]) ; ils peuvent alors 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^[34] qui font alors partie de ce qu'on appelle parfois la litière ou le sédiment anthropogénique^[35]. 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^[34]. Les sédiments peuvent être remobilisés (remis en suspension par des courants marins, des hélices, des éclusées, le chalutage, etc.).

Micro- et nanoplastiques deviennent souvent des surfaces d'absorption ou d'adsorption pour d'autres micropolluants, chimiques cette fois comme du (phénanthrène^[36] ou du PCB par exemple^[37]). Et quand ils s'érodent ils peuvent eux-mêmes relarguer des métaux toxiques (utilisés comme colorants ou stabilisateurs anti-UV) ou des perturbateurs endocriniens (plastifiants).