Le taux élevé d’utilisation du plastique dans le monde et son dépôt incontrôlé qui en résulte dans les décharges et les plans d’eau ont un effet significatif sur l’environnement. Bien que les plastiques soient résistants à la biodégradation, les plastiques plus gros sont convertis en morceaux plus petits lorsqu’ils sont soumis à une abrasion mécanique dans un environnement hydrolytique ou sous irradiation ultraviolette (UV).
Lorsque les plastiques désintégrés atteignent une taille comprise entre un micromètre (µm) et cinq millimètres (mm), ils sont appelés microplastiques (MP). Les microplastiques se désintègrent davantage pour former des nanoplastiques (NP), dont la taille est inférieure à 1 000 nanomètres (nm).
Étude: Démêler les effets biologiques des nanoplastiques primaires des composés supplémentaires des peintures à dispersion. Crédit d’image : RHJPhotos / Shutterstock.com
Sommaire
Arrière plan
Les NP primaires sont synthétisées pour des fonctions variées, telles que des ingrédients supplémentaires dans les peintures à dispersion à base d’eau et des exfoliants dans les cosmétiques. Bien que l’utilisation des NP dans les cosmétiques soit en baisse, environ 17 millions de tonnes de NP sont utilisées chaque année dans les peintures à dispersion à base d’eau pour les revêtements architecturaux.
Les océans sont également pollués par les MP secondaires produits à partir des abrasions de peinture des coques de navires. L’environnement est également pollué par les MP secondaires provenant des marquages routiers et des abrasions sur les surfaces extérieures des bâtiments.
Un mélange complexe de NP et MP inorganiques et polymères est présent dans les peintures à dispersion à base d’eau. Ces composés offrent une viscosité de peinture appropriée, une propriété anti-gouttes et une stabilité colloïdale.
Dans la plupart des peintures blanches, le dioxyde de titane (TiO2) Les NP sont ajoutées et sont libérées des façades peintes pendant l’hiver. De nombreux organismes modèles, dont le cladocère crustacé (Dapnia magna), ont présenté des effets indésirables suite à une exposition au TiO2 NP.
L’effet toxique du TiO2 Les NP sont améliorées en raison d’effets synergiques avec d’autres composés tels que les ions cadmium et zinc, la benzophénone et les parabènes lorsqu’ils sont absorbés par l’organisme.
Les NP sont absorbées par divers organismes, principalement par adsorption sur leurs surfaces et par ingestion. Cela conduit à la bioaccumulation et à la bioamplification des NP dans de nombreux organismes.
Plusieurs in vivo et in vitro des études ont révélé que les NP induisent une inflammation, produisent des espèces réactives de l’oxygène (ERO) et sont cytotoxiques. Ainsi, il est impératif de déterminer l’effet des composés présents dans les peintures en dispersion sur les organismes.
L’effet des polymères dissous dans les peintures n’a pas été évalué, car leur longueur de chaîne indique qu’ils ne sont pas toxiques.
À propos de l’étude
Une récente Écotoxicologie et sécurité environnementale l’étude a analysé la composition de la peinture et ses propriétés biologiques, car les peintures libèrent des polymères et des particules dans l’environnement. Certains des composants communs des peintures comprennent les NP inorganiques et polymères, les polymères dissous et les MP d’oxyde métallique.
L’étude actuelle a évalué l’effet de chaque fraction de peinture au niveau cellulaire en utilisant des fibroblastes murins comme les cellules L929, et D. Magna, qui est un indicateur commun de la toxicité environnementale. Pour déterminer l’impact des fractions de peinture, les deux organismes susmentionnés ont été soumis à différentes concentrations de fractions de peinture. Fonctions métaboliques cellulaires et D. Magna l’immobilité ont également été évaluées.
Deux peintures murales (peinture 1 et peinture 2) ont été sélectionnées comme représentants possibles des applications domestiques. La peinture 1 a été utilisée pour peindre les murs, tandis que la peinture 2, qui avait une propriété de goutte réduite, a été utilisée pour peindre les plafonds. Ces peintures ont été sélectionnées en fonction de leurs composants, qui comprenaient du TiO2dioxyde de silicium, carbonate de calcium (CaCO3) et les polyacrylates, tous couramment présents dans la plupart des peintures.
Résultats de l’étude
Le potentiel zêta a indiqué la stabilité colloïdale et son interaction possible avec le système biologique. Les composants de la peinture 1 ont montré un potentiel zêta négatif pour toutes les valeurs de pH testées.
De plus, une instabilité colloïdale a été observée à pH 3 avec un potentiel zêta de -5 mV. L’augmentation de la concentration en sel a également augmenté l’instabilité colloïdale.
Les NP d’un diamètre moyen de 98 nm présentaient une stabilité colloïdale. Le potentiel zêta de la peinture 2 était comparable à celui de la peinture 1.
Les niveaux de toxicité associés aux fractions de peinture ont été déterminés à l’aide du D. Magna maquette. Cette expérience, utilisant les deux peintures indépendamment, a révélé que la concentration efficace médiane (EC50) des peintures pourraient immobiliser 50 % des D. Magna en cas d’exposition continue pendant 48 heures.
En outre, l’effet néfaste des polyacrylates sur les organismes a été signalé. Le copolymère dissous de la peinture 2 s’est accumulé dans l’intestin de la daphnie, ce qui pourrait entraîner un blocage de l’intestin.
Cette découverte indique fortement la possible exposition toxique des organismes marins aux polymères dissous.
De plus, les composants de la peinture 1 ont été adsorbés sur le D. Magna carapace.
Un test de prolifération cellulaire MTT utilisant des fibroblastes murins a révélé l’activité métabolique des cellules exposées à des fragments de peinture, démontrant ainsi leur vitalité. À l’inverse, la viabilité des cellules L929 était fortement affectée par les composants nanométriques des peintures à potentiel zêta modéré.
conclusion
La in vivo l’expérience a révélé que les polymères dissous affectaient significativement D. Magna. CaCO3 et TiO2 L’exposition aux NP a entraîné une diminution de la vitalité cellulaire.
Une réduction significative de l’activité métabolique des cellules L929 exposées aux oxydes métalliques et aux NP plastiques a également été observée.
Ensemble, les peintures à dispersion peuvent induire des réponses biologiques variées dans les organismes et les cellules. À l’avenir, des formulations de peinture innovantes devraient être développées pour réduire leurs effets néfastes sur l’environnement.
