Des scientifiques du Nord-Ouest étudient la source de la pollution plastique omniprésente

La bénévole Deborah Woolley de Seattle collecte des déchets marins dans une zone désignée pour le ramassage des déchets à Seattle. (Dan DeLong/InvestigateWest)

La bénévole Deborah Woolley de Seattle collecte des déchets marins dans une zone désignée pour le ramassage des déchets à Seattle. (Dan DeLong/InvestigateWest)

Par un samedi couvert à Seattle, un groupe de volontaires ratisse une petite partie de la plage du Golden Gardens Park à la recherche de déchets. Avec des seaux de 5 gallons à la main, ils se déploient lentement et recherchent une zone à peu près rectangulaire marquée par des cônes, passant plusieurs fois aux mêmes endroits, de l'herbe à la ligne de flottaison, à la recherche des plus petites choses qui n'y appartiennent pas.

Les sens américains Jeff Merkley et Ron Wyden de l'Oregon, Bernie Sanders du Vermont et Elizabeth Warren du Massachusetts veulent que l'administration Biden prenne l'initiative dans la lutte contre la pollution plastique. Dans une lettre au début du mois, ils ont appelé le secrétaire d'État Anthony Blinken à conclure un accord avec d'autres pays lors de la première session cette semaine du Comité de négociation intergouvernemental des Nations Unies, qui a été créé pour parvenir à un accord mondial sur le sujet. "La pollution plastique est une menace claire et actuelle pour notre santé publique, notre sécurité économique et le bien-être futur de notre planète. Sans action immédiate et audacieuse, c'est une menace qui ne fera que croître", ont-ils écrit.

Contrairement à plusieurs autres nettoyages de week-end qui se déroulent plus loin sur la plage, ce groupe a reçu des instructions spéciales qui les aideront à catégoriser et à enregistrer tout ce qu'ils trouvent, des restes de nourriture et des jouets aux minuscules morceaux de papier d'aluminium et, bien sûr, de nombreux types de plastique.

Des gros morceaux, tels que des bouteilles, des tasses et même une figurine Schtroumpf, aux minuscules microplastiques - fragments, films, fibres ou mousses de moins de 5 mm de long - le plastique est l'un des polluants les plus courants que ce groupe trouvera, reflétant ce que les équipes de nettoyage voient régulièrement à travers le pays.

Récemment, l'attention internationale s'est concentrée sur le problème, qui ne fait qu'empirer car le plastique ne se décompose pas mais se dégrade en plus petits morceaux qui resteront dans l'environnement pendant des milliers d'années. Les plastiques à usage unique seront progressivement éliminés des parcs nationaux d'ici 2032 après une annonce en juin de l'administration Biden, et d'ici la fin de 2024, les Nations Unies prévoient d'avoir un plan juridiquement contraignant pour mettre fin à la pollution plastique dans le monde.

Mais des groupes comme cette équipe de nettoyage aident à répondre à une question plus fondamentale : d'où vient ce truc ?

Ces bénévoles suivent le «protocole d'évaluation des déchets échappés», qui a été développé dans l'État de Washington de 2018 à 2021 et est maintenant utilisé par des groupes de bénévoles à travers le pays avec les conseils de l'Agence de protection de l'environnement. L'idée est de fournir des données standardisées aux régulateurs nationaux et locaux afin qu'ils puissent mieux s'attaquer aux sources de pollution.

"Nous faisons la même chose sur différents sites dans tout l'État pour voir : à quoi ressemblent les déchets ici par rapport à près d'une autoroute par rapport à une ruelle par rapport à une autre plage ?" explique Heather Trim, directrice exécutive de Zero Waste Washington, une organisation qui a aidé à développer le protocole. À l'aide de repères géographiques sur son téléphone, elle marque l'emplacement des cônes autour du périmètre de la zone de nettoyage, ce qui lui permettra de la cartographier plus tard. "Les données qu'ils vont collecter vont être des pommes avec des pommes" entre les sites.

Même si la ville de Seattle a déjà nettoyé cette plage de gros débris quelques heures avant que les gens ne commencent à arriver dans le parc populaire, la vingtaine de bénévoles travaillant avec Puget Soundkeeper finissent par remplir des seaux de déchets.

Les bénévoles Valerie Chu et David Corrado s'assoient sur l'herbe pour trier le matériel dans des plateaux après avoir aidé à ramasser les déchets de la plage. D'autres volontaires amènent les plateaux sur des tables installées sous un auvent pour être répartis encore plus spécifiquement dans des bacs en plastique avec des étiquettes détaillées.

Un projet de reportage par InvestigateWest examinant l'un des polluants les plus problématiques du 21e siècle : le plastique. Cette série a été financée en partie par la Sustainable Path Foundation.

Les déchets sont-ils du camping ? Cela vient-il des engins de pêche ? Est-ce un article ménager ? S'agit-il de déjections canines ? Il existe un conteneur de la taille d'un litre pour pratiquement tous les articles que vous pourriez trouver, avec des dizaines de catégories possibles. Certains des plus jeunes bénévoles aident ensuite à compter le nombre d'articles dans chaque conteneur, à peser les déchets de cette catégorie et à dicter leurs conclusions au secrétaire.

Comme prévu, le plastique est l'une des substances les plus courantes dans toutes les catégories.

Chu, qui travaille en toxicologie dans la région de Seattle et fait régulièrement du bénévolat avec Puget Soundkeeper, dit qu'elle est parfaitement consciente des problèmes que le plastique peut poser dans l'environnement.

"En ce qui concerne les microplastiques, il arrive souvent que des contaminants [s'attachent] à ces microfibres à partir de vêtements", explique Chu. "En ce qui concerne tous ces contaminants, il y a très peu de recherches pour montrer ce qui rend les choses plus toxiques."

Essentiellement, les produits chimiques qui polluent déjà l'environnement, tels que les BPC (biphényles polychlorés) et les retardateurs de flamme, peuvent se fixer sur le plastique et se transformer en d'autres substances plus toxiques, dit-elle. Mais on sait peu de choses sur les impacts que ces combinaisons peuvent avoir sur les personnes, la faune et l'environnement.

Alors que les fibres que les volontaires trouvent sur la plage sont pour la plupart trop grosses pour être classées comme microplastiques, certains de ces matériaux pourraient finalement se décomposer à cette taille.

Et bien que des groupes comme celui-ci effectuent chaque jour des nettoyages dans tout le pays, ils commencent à détourner leur attention de la fin de vie du plastique pour se concentrer sur le début. Si quelque chose doit changer, disent-ils, la production de plastique et les choix d'emballage dans le monde doivent changer.

"Il serait bon que plus de gens connaissent le début de la vie du plastique et le rôle que ces grandes entreprises y jouent", déclare Gillian Flippo, coordinatrice de la gérance pour Puget Soundkeeper, qui aide à organiser des nettoyages et des projets de science citoyenne tout au long de l'année. "Ces données iront vers un changement à plus grande échelle, une vue d'ensemble, et j'espère que cela éclairera potentiellement certaines politiques."

Les gens devraient se concentrer sur "fermer ce robinet en plastique", dit-elle.

La réalité de l'omniprésence de la pollution plastique dans le monde est stupéfiante.

Qu'il s'agisse de tester en laboratoire les tripes ou les tissus musculaires d'un poisson, d'un crustacé, d'un mammifère ou d'une personne, les scientifiques ont trouvé du plastique à l'intérieur de pratiquement tous les êtres vivants.

La pollution plastique a été découverte même dans les zones les plus vierges, y compris la partie la plus profonde de l'océan et les sommets des montagnes les plus isolées.

Les débris marins et les sacs en plastique trouvés le long des rivières sont des rappels visibles que le plastique se trouve dans les eaux dont nous dépendons, mais il est aussi très probable qu'il sorte de votre robinet d'eau à la maison. Les déchets sur les autoroutes sont un signe évident que la terre est contaminée par du plastique, et il a été démontré que des échantillons de glace et de neige dans des endroits éloignés de la planète, y compris dans l'Arctique, contiennent du plastique, ce qui suggère qu'il se déplace dans l'air même que nous respirons.

Comme le soulignent les chercheurs et les scientifiques citoyens, ce n'est pas seulement un problème créé par les pailles en plastique et les bouteilles de boisson. Il ne s'agit pas seulement de sacs en plastique à usage unique, de couverts en plastique ou de la quantité croissante de films plastiques utilisés pour conserver la fraîcheur de nos fruits, légumes et autres aliments.

Des microplastiques ont été trouvés dans la bière, le miel, le brocoli, la viande, le poisson – les gens et les créatures vivantes du monde entier en consomment inévitablement.

Mais des campagnes de panique sur les aliments à éviter seraient inefficaces.

"Ce que nous essayons de comprendre, c'est d'où vient le plastique ?" explique le professeur Elise Granek, experte en écologie marine côtière à l'Université d'État de Portland, qui y dirige le laboratoire d'écologie côtière appliquée. "Sans savoir d'où cela vient, il est vraiment difficile de faire des recommandations pour la gestion et la politique."

Heureusement, avec un intérêt croissant pour la recherche sur les microplastiques au cours de la dernière décennie, les scientifiques commencent à comprendre les sources et ce qui peut être fait pour les arrêter.

Dans un projet avec Oregon Public Broadcasting, l'un de ses étudiants a aidé la station de radio publique à échantillonner des rivières autour de la région de Portland, y compris des tests près de leurs sources dans des zones assez éloignées. Ils ont testé des sites sur les rivières Willamette, Rogue et Deschutes.

"Nous avons trouvé des microplastiques partout", explique Granek.

La quantité de plastique trouvée était la plus faible dans les zones les plus reculées et la plus élevée près des centres urbains.

"Il est logique qu'il y ait eu une corrélation avec la densité de population, mais nulle part n'était vierge", dit Granek.

De nombreuses recherches se sont concentrées sur les microplastiques présents dans les entrailles des poissons et des fruits de mer, afin de mieux comprendre comment ils peuvent être absorbés tout au long de leur processus de digestion. Mais dans un autre projet, Granek et d'autres ont examiné des filets de poissons communs trouvés sur les marchés. Des microplastiques ont été trouvés dans les tissus que les gens mangent réellement, dit-elle.

"Ce qui se passe, c'est que nous trouvons en fait des fibres assez longues, même dans le tissu musculaire des organismes", explique Granek. "Ces longues fibres sont très, très fines, de l'ordre de 20 microns de largeur, mais elles peuvent atteindre un millimètre de longueur."

Mais cela ne veut pas dire qu'elle veut dissuader les gens de manger des fruits de mer, qui sont une excellente source de protéines saines.

"Ce n'est pas comme si vous deviez éviter cela, car vous obtenez [des microplastiques] d'autres sources", a également déclaré Granek.

Cet été, son laboratoire utilisera un système de grille pour étudier des parties de Portland. En recherchant de minuscules plastiques déposés dans la mousse, qui est abondante dans toute la ville, ils essaieront de se faire une idée de certains des points chauds de la pollution plastique.

Les particules de plastique qui usent les pneus sont l'une des sources les plus courantes de cette pollution. Ainsi, les chercheurs s'attendent à ce que les autoroutes et les autoroutes soient une source importante.

"Nous pensons que le centre de recyclage du nord de Portland est probablement une source, car certains sont tombés ou altérés", déclare Granek. "Nous savons qu'un certain nombre d'études ont montré que les évents de sécheuse libèrent des microfibres... nous nous demandons donc si les installations de blanchisserie sont des sources plus élevées."

Le type de microplastique le plus courant que l'on trouve partout est la microfibre. Ils se débarrassent généralement des vêtements en plastique tels que le polyester et le nylon pendant le cycle de lavage, et bien que les usines de traitement des eaux usées puissent capturer environ 90 % de ces fibres, environ 10 % s'échappent encore dans les effluents. Encore plus de ces microfibres peuvent se retrouver dans l'environnement si les biosolides capturés à l'usine de traitement sont utilisés dans les pratiques de fertilisation agricole.

Ces mêmes microfibres sont également libérées dans l'air par les évents de la sécheuse. À l'aide de sécheuses dans des maisons résidentielles de l'Idaho et du Vermont, les chercheurs ont pris des couvertures rose vif, les ont mouillées et les ont placées dans la sécheuse à basse température pendant une heure. Ils ont trouvé les fibres rose vif dans des échantillons de neige de surface jusqu'à 30 pieds des évents, avec plus d'un millier de fibres trouvées dans certains des points de test.

Pensez à ce que cela signifie pour le nombre de microfibres que Portland ou Seattle rejettent dans l'environnement, dit Granek. Il y en a probablement des millions rejetés dans l'environnement chaque jour.

Une solution envisagée par les gouvernements consiste à exiger des filtres spéciaux sur les séchoirs pour capturer la plupart de ces microfibres à la source. Bien que les fibres puissent se retrouver dans des décharges lorsque ces filtres sont éliminés et remplacés, au moins elles ne seront pas rejetées dans l'air.

À environ deux heures et demie au sud-ouest de Portland, d'autres recherches révolutionnaires sur les microplastiques sont en cours au Hatfield Marine Science Center de l'Oregon State University, situé à Newport sur la côte de l'Oregon.

Début mai, la professeure agrégée Susanne Brander visite le tout nouveau laboratoire de microplastiques de l'université achevé pendant la pandémie. Brander enseigne dans les départements des sciences de la pêche, de la faune et de la conservation et de la toxicologie environnementale et moléculaire, et aide à encadrer les étudiants dont le travail touche à la recherche sur le plastique de diverses manières.

Avec elle pour cette tournée de mai, une équipe d'étudiants diplômés passera cet été à rechercher des microplastiques dans de minuscules crevettes, des poissons bioluminescents, des déchets animaux et plus encore.

L'équipe collabore avec des agences gouvernementales et des universités à travers le pays, car elles disposent d'un équipement spécial pour identifier le type de plastique dont chaque minuscule particule est faite.

Alors que de nombreux laboratoires disposent d'appareils FTIR (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier) depuis des années, ce laboratoire dispose d'un micro-FTIR capable d'analyser des micro- et nanoplastiques de quelques microns de longueur. (Un micron ne représente que 1/25 000 de pouce ou un millionième de mètre.)

Dans la salle blanche du laboratoire, où des hottes spéciales et des filtres HEPA gardent la zone exempte d'autant de contaminants de fond que possible, la technicienne de laboratoire Emily Pedersen place un échantillon de plastique sous ce qui ressemble à un microscope. Le micro-FTIR transmet le rayonnement infrarouge à travers les particules et effectue plusieurs balayages pendant qu'un ordinateur crée une longueur d'onde indiquant la quantité de lumière absorbée ou réfléchie.

"Il lit les longueurs d'onde qui reviennent et les compare à une bibliothèque connue", explique Pedersen, notant que de nombreux laboratoires ont aidé à créer la bibliothèque en scannant des substances connues dans le système. "Donc, c'est juste du PETE (polyéthylène téréphtalate), qui est une bouteille d'eau ou un emballage ordinaire."

Pour cette démonstration, elle savait déjà que le matériau provenait d'une bouteille d'eau, mais lorsque l'équipe effectue des tests sur divers microplastiques trouvés dans des échantillons d'animaux, la machine est essentielle pour comprendre ce qui s'y trouve. Il aide également à trier les fibres naturelles et les matières organiques des substances synthétiques.

"Si vous extrayez un tas de fibres différentes d'un intestin de poisson, il est vraiment difficile de dire si elles sont synthétiques ou non, à moins de les analyser chimiquement", explique Brander.

Brander note que dans le congélateur, ils ont des échantillons d'excréments de loutres d'Alaska qu'ils ont été invités à tester. Un autre élève de l'école a des échantillons de carottes de dunes de sable qui attendent d'être testés. Granek peut également envoyer des échantillons ici.

Dans un autre laboratoire du campus satellite, l'étudiante diplômée de première année Olivia Boisen montre des échantillons congelés de myctophidés qu'elle prévoit de tester. Aussi connu sous le nom de poisson-lanterne, les petites créatures constituent une source de nourriture majeure pour d'autres poissons, et elles sont généralement ramassées par accident lorsque des équipes de recherche collectent du saumon et d'autres créatures marines à des fins de test.

Alors qu'elle tient un bocal de poissons de la taille d'une sardine, ils clignotent en argent alors que la lumière capte les organes qui leur permettent de bioluminescent profondément sous l'eau. Alors qu'ils passent leurs journées à environ un kilomètre de profondeur, la nuit, ils remontent près de la surface pour manger, dit Boisen.

"Ce grand nombre de poissons font cela chaque nuit, puis ils redescendent pour passer leurs journées là-bas", explique Boisen. "Il s'agit donc probablement de cette pompe en microplastique de la surface à la mi-eau, ce qui est vraiment important à étudier."

En raison de leur abondance unique et du fait que de nombreux musées ont conservé des poissons-lanternes dans des bocaux d'éthanol pendant plusieurs décennies, Boisen verra si elle peut suivre l'augmentation de la production de plastique et de la pollution au fil du temps.

Le premier plastique entièrement synthétique était la bakélite, qui a été fabriquée pour la première fois en 1907 et est rapidement devenue populaire pour la fabrication de téléphones, de radios, de pièces automobiles et de bijoux. Mais ce n'est que dans les années 1950 et 1960 que la production de plastique a commencé à décoller. Ces dernières années, la production a continué de croître à une échelle exponentielle, car le matériau bon marché est utilisé dans plus de produits que jamais auparavant.

Boisen émet l'hypothèse qu'elle pourrait être en mesure de voir des niveaux inférieurs de plastiques dans les myctophidés capturés et conservés dans les années 1960 par rapport à ceux capturés frais pour elle cette année. Ceux capturés cette année ont été conservés en utilisant des mesures de contrôle de qualité beaucoup plus strictes pour éviter la contamination, mais ils peuvent encore contenir des niveaux plus élevés de plastique.

Sara Hutton, doctorante en troisième année, et Felix Biefel, doctorant invité d'Allemagne, travaillent également avec Brander.

Hutton, qui travaille au département de toxicologie environnementale et moléculaire de l'OSU, étudie l'expression des gènes chez les poissons argentés qui sont élevés et exposés à des microplastiques en laboratoire.

Biefel travaille avec de minuscules mysidacés élevés en laboratoire pour étudier l'impact de leur comportement après une exposition aux microplastiques. Il les exposera à la lumière et à l'obscurité, ainsi qu'à différentes températures.

"La bonne chose à propos du comportement d'utilisation est qu'il peut être un indicateur de neurotoxicité", explique Hutton. "Nous nous intéressons à la façon dont cela affecte leur cerveau. Si l'organisme s'est développé différemment, cela va affecter son comportement."

Les expériences d'exposition sont essentielles pour mieux comprendre ce que cela signifie lorsque les chercheurs trouvent des microplastiques dans diverses espèces, dit Brander.

"C'est formidable de sortir et de trouver des microplastiques", déclare Brander. "Mais la seule façon de savoir si c'est dangereux, c'est si nous avons des expériences en laboratoire."

Avec autant de personnes dans différents types d'organisations, il peut être plus facile de relier les points lorsque les gens commencent à parler de changements de politique et de solutions potentielles.

« [In] le domaine des microplastiques, je pense que nous sommes au point où nous savons que des choses comme les textiles et les particules de pneus sont un problème plus important que nous ne le pensions », déclare Brander. "Il y a encore quelques années, l'accent était mis sur les pailles et les gobelets, ainsi que sur les produits à usage unique, dont nous savons qu'ils sont toujours très problématiques et que nous trouvons partout sur nos plages."

Mais les plastiques trouvés dans les sédiments et les organismes sont souvent des microfibres, dit-elle.

"Cela nous donne une idée," dit-elle, "des sources que nous devons rechercher."

Déjà, certains États ciblent des sources en amont telles que les emballages en obligeant les producteurs à payer pour le recyclage en fin de vie de leurs produits. Grâce à ce qu'on appelle la responsabilité élargie des producteurs, les entreprises qui choisissent de vendre leur produit dans, par exemple, des bouteilles en plastique, devraient payer pour la collecte et le recyclage de ces bouteilles dans certains endroits qui ont déjà adopté une telle politique. Le 30 juin de cette année, la Californie a fait un pas de géant dans cette direction, en adoptant ce qui est considéré comme la loi la plus stricte du pays pour éliminer progressivement les plastiques à usage unique et les déchets d'emballage.

De même, les données issues de la science citoyenne du « Escaped Trash Assessment Protocol » peuvent guider la prise de décision.

Le protocole a été développé après que Margaret McCauley, coordinatrice des eaux sans déchets pour la région du nord-ouest du Pacifique de l'EPA, et un collègue aient réalisé que les informations que tant de groupes leur avaient volontairement soumises n'étaient pas comparables.

"Nous examinions tous les deux les données que les gens recueillaient et tentaient de partager avec nous en vertu de la Clean Water Act et [Resource Conservation and Recovery Act]", a déclaré McCauley. "C'était beaucoup de gens intelligents qui faisaient beaucoup de choses qui n'étaient pas liées les unes aux autres."

Certains groupes peuvent compter les mégots de cigarettes individuels, tandis que d'autres peuvent simplement déclarer le nombre de sacs poubelles. Mais quelle était la taille des sacs poubelles ? Et comment une paire de jeans mouillés se compare-t-elle à un seul mégot de cigarette, demande McCauley.

Le protocole (qui a obtenu son nom plus verbeux en raison de désaccords sur le terme «déchets») permet des mesures standardisées qui peuvent ensuite être utilisées par ceux au pouvoir pour faire appliquer des choses comme les permis d'eaux pluviales, dit McCauley.

Les permis et autres mécanismes juridiquement contraignants peuvent exercer une pression pour réduire la pollution. Plus le nettoyage est coûteux, plus il est probable que les gens se tourneront vers des solutions en amont.

Granek, le chercheur de l'État de Portland, dit que pour vraiment résoudre le problème, l'accent ne peut pas rester sur les habitudes de consommation et une approche ascendante. Au lieu de cela, dit-elle, une approche descendante est probablement nécessaire, avec des politiques destinées en premier lieu à ceux qui créent des plastiques.

"Je pense que l'une des choses que nous réalisons, c'est que nous pouvons tous faire un meilleur travail de nos pratiques domestiques, mais vraiment le besoin de changements en amont est vraiment important", dit Granek.

Les gens peuvent choisir d'acheter moins de vêtements de mode rapide fabriqués en grande partie à partir de plastique, par exemple, mais le véritable impact viendra d'en haut, dit-elle.

Moins de 10 % du plastique qui entre dans les bacs de recyclage dans le monde est recyclé.

"Certaines industries prendront des mesures volontaires et c'est important", a déclaré Brander. "Certaines personnes prendront des mesures volontaires et c'est important. Mais je pense qu'il doit aussi y avoir une réglementation."

Qu'il s'agisse d'exiger des filtres de sécheur spéciaux ou de reconcevoir des pneus, il est possible de s'attaquer directement à certaines des sources.

Et il est important de s'attaquer au plastique, car même si la science ne sait toujours pas si tout ce plastique a un impact négatif sur la santé humaine, nous savons déjà qu'il a un impact sur les animaux, causant des dommages cellulaires et affectant la reproduction et la croissance, dit-elle.

"C'est dans notre corps", dit Granek. "Il y a suffisamment d'études qui trouvent des effets sur les animaux qu'il serait un peu surprenant que les animaux soient affectés, mais pas les humains."

InvestigateWest (invw.org) est une organisation indépendante à but non lucratif dédiée au journalisme d'investigation dans le nord-ouest du Pacifique. Cette histoire a été rendue possible grâce au soutien de la Sustainable Path Foundation.

par Samantha Wohlfeil, Oregon Capital Chronicle 1er décembre 2022

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Samantha Wohlfeil est la journaliste principale d'InvestigateWest sur un projet examinant l'un des polluants les plus problématiques du 21e siècle : le plastique.