Les plastiques invisibles dans l'air infiltrent notre corps et nos villes. Les scientifiques révèlent les dangers de santé urgents et décrivent des solutions en gras pour un avenir plus propre et plus sûr.
Étude: pollution atmosphérique et ses impacts sur la santé: Focus sur les microplastiques et les nanoplastiques. Crédit d'image: Image de 5Gyres, gracieuseté de l'Oregon State University
Dans un récent article de revue publié dans la revue Écotoxicologie et sécurité environnementaleLes chercheurs ont discuté des sources, des méthodes de détection, des impacts sur la santé et des stratégies d'atténuation pour les microplastiques en suspension dans l'air et les nanoplastiques.
Les microplastiques et les nanoplastiques sont de plus en plus courants dans les particules atmosphériques urbaines, posant des risques importants pour la santé par l'exposition environnementale et l'inhalation. Les experts préviennent qu'une attention urgente est nécessaire pour comprendre leur distribution et mettre en œuvre des politiques de santé publique efficaces pour atténuer leurs impacts.
Sommaire
Présence croissante de plastiques aéroportés
Les microplastiques (moins de 5 mm) et les nanoplastiques (moins de 1 μm) proviennent de la dégradation des plus grands articles en plastique et se trouvent couramment dans les zones urbaines et industrielles. Ces particules peuvent être inhalées, ingérées ou absorbées par la peau, contribuant au stress oxydatif, à l'inflammation et au développement de maladies chroniques, y compris les troubles cardiovasculaires.
Des études récentes ont détecté des microplastiques dans le sang humain, les tissus pulmonaires et les plaques vasculaires. Dans les centres urbains comme Zhengzhou et Guangzhou, les microplastiques liés aux PM2.5 sont particulièrement répandus et concernant leur capacité à pénétrer profondément dans le système respiratoire. Les microplastiques sont répandus dans ces villes, mettant en évidence la spécificité urbaine de cette question.
Notamment, l'air intérieur, en particulier dans les espaces avec des textiles synthétiques et des tapis, contient des concentrations plus élevées que l'air extérieur. On estime qu'une personne moyenne inhale environ 69 000 particules en plastique par an, l'exposition intérieure jouant un rôle dominant. La revue note cette estimation basée sur l'inhalation quotidienne d'environ 190 particules microplastiques par personne.
Les microplastiques et les nanoplastiques basés sur le téréphalate de polyéthylène (PET) sont particulièrement préoccupants en raison de leur capacité à adsorber d'autres polluants, tels que le dioxyde d'azote et le dioxyde de soufre. Cette adsorption est principalement motivée par les forces électrostatiques et de dispersion et dépend de la polarité et de la constitution atomique des polluants, la capacité d'adsorption de TEP étant comparable aux surfaces à base de carbone et métalliques.
Ces polluants adsorbés peuvent améliorer la toxicité et la persistance environnementale des plastiques aéroportés, ce qui les rend non seulement les polluants autonomes mais également les porteurs efficaces d'autres substances nocives.
Sources et modèles de distribution
Les plastiques aux particules aéroportés proviennent de diverses sources. Les zones urbaines et industrielles, les environnements marins et les espaces intérieurs contribuent tous à leur présence. Les types communs comprennent le polystyrène, le polyéthylène, le polypropylène et le téréphtalate de polyéthylène (TEP). Les facteurs environnementaux, tels que l'exposition aux UV, les modèles de vent et les changements saisonniers, influencent également leur abondance et leur dispersion.
Les fibres textiles sont une source majeure de microplastiques intérieurs. Les activités, telles que le port et le lavage des vêtements synthétiques, libèrent de minuscules fibres dans l'air. Les tissus en toison et verrouillé, en particulier, perdent les particules suffisamment petites pour être inhalées.
La poussière en bordure de route, l'usure des pneus et d'autres débris en plastique dégradés, tels que celui de la lixiviat de décharge et l'abrasion des particules non exhaustives liées à la circulation, contribuent en outre aux concentrations de plein air, créant un paysage de pollution complexe et multiforme.
Risques pour la santé et impacts biologiques
Les microplastiques et les nanoplastiques inhalés peuvent pénétrer profondément dans les voies respiratoires, où elles peuvent provoquer une inflammation, des dommages cellulaires et des problèmes de santé à long terme. Des études sur les cellules pulmonaires et des voies respiratoires humaines exposées aux microplastiques, en particulier les particules de polypropylène, de polyamide et d'usure des pneus, ont montré une viabilité cellulaire réduite et une production accrue de marqueurs inflammatoires.
Dans les modèles organoïdes, les fibres de nylon perturbent l'expression de gènes tels que HoxA5, qui sont cruciaux pour le développement pulmonaire. D'autres recherches suggèrent que les microplastiques peuvent interférer avec les réponses immunitaires.
Dans un modèle de souris de la maladie du coronavirus 2019 (Covid-19), les microplastiques ont modifié les voies de signalisation inflammatoires et immunitaires clés. De plus, certaines nanoplastiques ont déclenché une dysfonction mitochondriale et une ferroptose, une forme de mort cellulaire, dans les cellules pulmonaires. Lorsqu'ils sont combinés avec un échappement diesel, les effets inflammatoires se sont intensifiés.
L'exposition pendant la grossesse soulève également des inquiétudes. Chez le rat, l'exposition maternelle aux nanoplastiques en polystyrène a provoqué une dysfonction cardiovasculaire chez la mère et le fœtus. Chez l'homme, des microplastiques ont été trouvés dans les tissus pulmonaires, le liquide de lavage bronchoalvéolaire et même le cerveau.
Les biopsies pulmonaires de 11 patients sur 13 contenaient des microplastiques, principalement en polypropylène et en TEP. Des échantillons d'adultes et d'enfants, en particulier des habitants et des fumeurs, ont révélé la présence de fibres synthétiques, notamment le polyacrylique et le polyester.
Peut-être le plus frappant, les microplastiques ont été trouvés dans les plaques de l'artère carotide humaine et le bulbe olfactif, suggérant un lien possible entre la pollution plastique et les maladies neurologiques ou cardiovasculaires. Dans une étude de 304 patients, la présence de microplastiques dans les plaques de l'artère carotide a été associée à une augmentation plus de quatre fois du risque d'infarctus du myocarde, d'accident vasculaire cérébral ou de décès.
Détection et mesure
La revue met en évidence les progrès des technologies de détection, notamment la spectroscopie infrarouge de Fourier-Transform (FTIR) et Raman, la microscopie électronique à balayage (SEM / EDX), la spectrométrie de masse et la cytométrie en temps réel avec l'apprentissage automatique. Cependant, la revue souligne également l'importance de développer des techniques de mesure en temps réel / en ligne standardisées et rapides pour les microplastiques et les nanoplastiques aéroportées, en particulier pour les environnements urbains où les plastiques à base de PM2,5 sont les plus préoccupants. Ces méthodes permettent une détection de plus en plus sensible et rapide des microplastiques aéroportés et des nanoplastiques, bien que la normalisation et l'abordabilité restent des défis.
Solutions et voies de recherche
Compte tenu de l'étendue de la contamination en plastique en suspension dans l'air et de ses conséquences potentielles sur la santé, la nécessité de stratégies d'atténuation ciblée est urgente. La réduction de la production plastique et l'amélioration de la gestion des déchets sont des premiers pas essentiels.
Les technologies avancées de la filtration de l'air et de l'eau, telles que la coagulation, la floculation et les filtres à air particulaire à haute efficacité, peuvent aider à réduire l'exposition environnementale. Cependant, l'examen note également que l'élimination et la gestion appropriées des microplastiques collectés, telles que celles capturées dans les filtres HEPA, sont essentielles pour empêcher la rentrée dans l'environnement.
La recherche toxicologique devrait continuer à explorer comment la taille des particules, la forme et la composition chimique influencent les effets biologiques. Pendant ce temps, des techniques de détection plus rapides et plus abordables pour les microplastiques atmosphériques et les nanoplastiques sont nécessaires, ainsi que des protocoles d'échantillonnage standardisés pour permettre des comparaisons entre les études et les régions.
Les technologies de biorestauration sont également prometteuses. L'utilisation d'algues, de champignons et de bactéries pour décomposer les plastiques dans les systèmes aériens et aquatiques pourrait fournir des solutions durables. De même, l'intégration de la nanotechnologie et des processus d'oxydation avancés dans les systèmes de filtration existants pourrait améliorer leur efficacité.
Les décideurs doivent renforcer les réglementations sur les plastiques à usage unique et appliquer une bonne élimination des déchets plastiques, en particulier les particules capturées des filtres à air et des systèmes d'eaux usées, pour les empêcher de réintégrer l'environnement. La promotion des alternatives biodégradables et des pratiques de production durables jouera également un rôle clé.
L'éducation publique est un autre élément essentiel. L'intégration de la sensibilisation à la pollution plastique dans les programmes scolaires et du lancement de campagnes de sensibilisation ciblant les consommateurs, les industries et les décideurs peuvent favoriser les changements comportementaux, tels que la réduction de l'utilisation du plastique et l'amélioration des habitudes de recyclage.
Enfin, la collaboration interdisciplinaire est essentielle. Rassembler des experts en toxicologie, en santé publique, en science des matériaux et en ingénierie peut accélérer l'innovation et développer des solutions complètes et évolutives qui relèvent des défis complexes. Les réseaux de recherche mondiaux et le financement dédié peuvent soutenir davantage cet effort collectif.
L'examen souligne que les effets à long terme sur la santé, en particulier dans les populations vulnérables tels que les enfants et les femmes enceintes, ne sont pas encore entièrement comprises et restent une priorité pour les recherches futures.
Conclusions
Les microplastiques et les nanoplastiques aéroportées représentent un défi environnemental et de santé croissant. Leur capacité à transporter des substances toxiques, à pénétrer profondément dans le corps humain et à contribuer à la maladie chronique met en évidence l'urgence d'une réponse coordonnée.
Grâce à l'innovation scientifique, à la réforme des politiques et à l'engagement du public, la société peut commencer à répondre à cette menace invisible mais sérieuse. Une approche collaborative intégrée est vitale pour protéger à la fois la santé humaine et les écosystèmes de la planète.
