« Jusqu’à présent, il y a eu des études plutôt basiques décrivant la formation de plastiglomérates. Avec nos résultats, nous avons montré pour la première fois en quoi le plastiglomérat diffère des autres déchets plastiques et peut faire de meilleures déclarations sur son impact environnemental », explique le premier auteur, le Dr Amanda Utami, qui travaille comme scientifique dans la plus grande organisation scientifique d’Indonésie (BRIN, Badan Riset dan Inovasi Nasional) et est venue à Kiel pour une bourse de trois mois. Les travaux de recherche ont été rendus possibles grâce au financement du Service allemand d’échanges universitaires (DAAD) et à la coopération entre BRIN et les scientifiques du domaine de recherche prioritaire des sciences marines de Kiel (KMS) à l’Université de Kiel.

De nouvelles perspectives grâce à la coopération internationale

Si les déchets plastiques sont brûlés directement sur la plage, ce processus de fusion et de combustion produit la « roche » de plastiglomérat, dans la matrice plastique de laquelle les chaînes de carbone sont dégradées. Ce plastique dégradé chimiquement se transforme plus rapidement en microplastique par exposition au vent, aux vagues et aux grains de sédiments sur la plage. Le processus de combustion incomplète libère de nouveaux polluants du plastique qui se déposent d’abord sur le plastique et sont ensuite rejetés dans l’environnement. Ces contaminants ont souvent une pertinence écotoxicologique plus élevée que le plastique d’origine, sont potentiellement biodisponibles et peuvent donc être introduits et enrichis dans la chaîne alimentaire.

Le scientifique Utami a collecté un total de 25 échantillons de terrain sur les plages de l’île de Panjang, à l’ouest de l’île indonésienne de Java, et les a analysés en laboratoire avec des chercheurs de l’Université de Kiel. L’un d’eux est le Dr Lars Reuning, hôte scientifique d’Utami à Kiel et deuxième auteur de l’étude : « Nos analyses montrent que les plastiglomères sont contaminés par des polluants organiques. Même si d’autres résultats sur la bioaccumulation sont encore en attente, ils peuvent être classés comme potentiellement cancérigènes pour l’homme. » Reuning est membre du groupe de recherche en paléontologie de l’Institut des géosciences de l’Université de Kiel. Le groupe de travail, dirigé par le professeur Miriam Pfeiffer, est également impliqué dans le programme prioritaire 2299 sur les sciences de la Terre de la Fondation allemande pour la recherche (DFG) « Variabilité climatique tropicale et récifs coralliens ».

Études chimiques des polluants dans le laboratoire de Kiel

Les chercheurs ont d’abord différencié les échantillons de plastiglomérat selon des critères optiques en échantillons moins fortement fondus ou plus fortement fondus ou brûlés et ont extrait les polluants volatils à l’aide de solvants. Ces analyses, qui ont été réalisées dans le groupe de géochimie organique du professeur Lorenz Schwark à l’Institut des géosciences, ont révélé, par exemple, une contamination par des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des phtalates, qui sont utilisés comme plastifiants pour les plastiques. Les experts considèrent que les deux classes de substances ont un potentiel élevé de cancer.

L’équipe de recherche a également utilisé des méthodes physico-chimiques et la comparaison avec des bases de données pour caractériser la nature de polymères tels que le polypropylène (PP) ou le polyéthylène (PE) ou leurs mélanges. Ils ont effectué des mesures à l’aide de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) dans le groupe de travail du professeur Gernot Friedrichs de l’Institut de chimie physique de l’Université de Kiel pour étudier le degré d’altération. Résultat : Les zones qui étaient déjà visiblement plus exposées au processus de combustion ont également montré un plus grand degré d’altération et d’oxydation.

De nombreux effets possibles sur les écosystèmes côtiers

« Pour mieux évaluer les dommages environnementaux, nous recherchons actuellement la composition exacte des polluants organiques associés au plastique, tels que les composés organophosphorés », explique le géochimiste Schwark. La tendance des plastiglomérates à se décomposer facilement est également intéressante. « Normalement, la photo-oxydation par la lumière UV affecte la couche supérieure des plastiques. Mais la thermo-oxydation en brûlant les déchets plastiques modifie également de manière significative les structures internes du matériau », explique le géoscientifique Reuning.

À l’avenir, de nombreux écosystèmes côtiers des eaux tropicales au large de l’Indonésie ainsi que dans le monde entier seront affectés par les Plastiglomérates. Des études montrent déjà que les polluants organiques sont également transférés aux coraux ou à d’autres organismes marins et peuvent donc avoir un impact négatif sur la santé des océans. D’autres études portent donc également sur d’autres écosystèmes tels que les herbiers, les mangroves ou les organismes vivant dans les sédiments.

« Par rapport aux déchets plastiques normaux, les propriétés uniques des plastiglomères nécessitent une forme spécifique de gestion côtière », résume Utami. « Si les déchets des zones urbaines sur les plages tropicales étaient mieux éliminés et gérés, un grave problème pourrait être évité. »