Sur tout le plastique qui a même été produit dans le monde, moins de 10 % ont été recyclés. L'un des plus grands dilemmes environnementaux avec cela est que le plastique ne se décompose pas, il se décompose uniquement en petits morceaux qui peuvent contaminer le sol et l'eau. Les petites particules de plastique d'une longueur comprise entre un micromètre et cinq millimètres sont appelées microplastiques; ceux qui sont inférieurs à un micromètre sont appelés nanoplastiques.
Jusqu'à présent, des microplastiques ont été trouvés dans des sources d'eau comme l'eau des lacs, les eaux souterraines et l'eau du robinet, et ils contiennent probablement aussi des nanoplastiques encore plus petits. En fait, des études ont identifié des nanoplastiques dans l'eau du robinet en Chine, l'eau des lacs en Suisse et même des échantillons de glace dans les régions polaires du Nord et du Sud. Cependant, l'ampleur de la contamination par le plastique minuscule des sources d'eau potable n'est pas encore connue, car il est difficile de les détecter, ce qui peut compliquer la résolution du problème.
Des microplastiques ont récemment été découverts pour la première fois dans le sang humain et les tissus pulmonaires vivants, mais leurs effets sur la santé humaine ne sont pas encore entièrement compris. Les particules microplastiques ingérées peuvent provoquer un déséquilibre du microbiome intestinal humain, qui peut jouer un rôle dans le développement de troubles gastro-intestinaux comme le syndrome du côlon irritable et les maladies inflammatoires de l'intestin. Cependant, un lien direct n'a pas encore été établi.
Indépendamment de toute considération de risque, il n'est pas judicieux de libérer d'énormes quantités de matériaux synthétiques non biodégradables dans l'environnement - qui se traduisent par des particules micro- et nano-plastiques -, déclare Ralf Kägi, directeur du Laboratoire des particules de l'Institut fédéral suisse de recherche sur les particules. Sciences et technologies aquatiques.
« Les nanoparticules de plastique peuvent avoir des effets indésirables sur les écosystèmes et la santé humaine », ajoute-t-il. "Plus les particules sont petites, plus il est probable qu'elles puissent être absorbées par n'importe quel organisme et distribuées, par exemple, dans le tractus gastro-intestinal."
Le nombre de nanoplastiques dans les sources d'eau devrait augmenter à l'avenir à mesure que les plastiques continuent de se dégrader. Par conséquent, les processus de traitement de l'eau potable doivent être équipés pour les éliminer.
Certaines études montrent que les usines de traitement de l'eau potable peuvent filtrer assez bien les nanoplastiques. Selon une étude publiée dans Science of The Total Environment , une usine de traitement de l'eau potable conventionnelle qui utilise des filtres à sable et à charbon actif granulaire (CAG), le type de filtre utilisé par de nombreux filtres à eau, peut éliminer les nanoplastiques d'environ 88,1 %. L'efficacité d'élimination peut atteindre 99,4 % si un processus de coagulation est également utilisé.
Pendant ce temps, une autre étude publiée dans le Journal of Hazardous Materials ont découvert qu'un processus de traitement appelé filtration lente sur sable est tout aussi efficace pour retenir les particules de nanoplastique des sources d'eau, sinon plus. Dans cette méthode, l'eau est traitée à l'aide d'une couche épaisse et biologiquement active appelée schmutzdecke qui repose sur du sable de quartz. L'eau non traitée traverse d'abord la couche biologique, puis les couches de sable en dessous.
La couche biologiquement active - qui se compose d'organismes comme les algues, les bactéries et les protozoaires - est particulièrement efficace pour retenir la grande majorité des matériaux particulaires, y compris les particules micro et nano-plastiques, explique Kägi, qui est l'un des auteurs de l'étude. .
Des expériences de filtration à l'échelle pilote ont été menées à l'usine d'eau de Zurich pour comparer différents processus de traitement de l'eau et simuler l'élimination des nanoplastiques dans une usine de traitement d'eau potable à grande échelle.
Dans l'unité de filtration lente sur sable à l'échelle pilote, environ 70 % des nanoplastiques ont été retenus dans les premiers 0,1 mètre du lit de sable, et la rétention a atteint 99,5 % à 0,9 mètre. D'autres processus n'étaient pas aussi efficaces. Par exemple, l'ozonation ou l'infusion d'ozone dans l'eau n'affecte pas la rétention des nanoplastiques pendant le traitement de l'eau. Pendant ce temps, la filtration au charbon actif n'a retenu que 10% dans les premiers 0,9 mètres du filtre.
Aussi excitante que soit cette nouvelle, la filtration lente sur sable est en fait une technologie assez ancienne. Il a été utilisé pour la première fois aux États-Unis en 1875. Bien qu'il soit progressivement tombé en disgrâce à la fin des années 1800 en raison de son débit lent et de son incapacité à traiter les eaux de source turbides, il s'agissait toujours d'une méthode de filtration prometteuse pour les communautés rurales. .
Les filtres lents à sable sont également progressivement supprimés dans les stations d'épuration nouvellement construites en raison de leurs besoins en espace importants. Celles-ci sont ensuite remplacées par l'ultrafiltration, une sorte de système de filtration à membrane, qui utilise des membranes polymères synthétiques pour séparer physiquement ou filtrer les substances de l'eau, comme le sable ou les algues. Ils sont généralement plus chers, mais leur efficacité est comparable à celle des filtres à sable lents et ils ne prennent pas autant de place, explique Kägi.
Il existe très peu de recherches sur le sujet, mais l'élimination des micro et nanoparticules de plastique à l'aide de technologies de filtration à base de membranes semble être plus efficace que d'autres techniques. Une étude de 2021 publiée dans Water Science &Technology ont constaté que la méthode de filtration sur membrane affichait une efficacité de 100 % pour éliminer les microplastiques des eaux usées, comme le démontrent les résultats de filtration en laboratoire et à l'échelle réelle.
"Les systèmes de filtration à membrane devraient même surpasser les systèmes de filtration lente sur sable en ce qui concerne la rétention des micro et nanoparticules de plastique", déclare Kägi. Bien qu'il soit très prometteur que certains procédés de traitement de l'eau puissent être efficaces pour éliminer les particules de plastique des sources d'eau contaminées, la racine du problème doit encore être abordée. Minimiser autant que possible l'utilisation de plastique reste primordial pour fournir une eau potable sans plastique.
