Concocter un moyen d’éliminer les microplastiques des eaux usées – avec du gombo, de l’aloès

Dans de nombreuses cuisines, le gombo sert de maître épaississant pour les ragoûts et les soupes. La boue de ce fruit et d’autres plantes, telles que l’aloès, le cactus et le psyllium, peut également nettoyer l’eau et les eaux usées de certains types de polluants solides, ainsi que de certains qui sont dissous. Maintenant, les chercheurs ont démontré que des combinaisons de ces extraits de plantes de qualité alimentaire peuvent éliminer les microplastiques des eaux usées.

Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd’hui lors de la réunion de printemps de l’American Chemical Society (ACS).

Les effets sur la santé de l’ingestion de microplastiques – de minuscules morceaux de plastique de 5 mm ou moins – ne sont actuellement pas clairs, mais des études suggèrent que les gens consomment involontairement des dizaines de milliers de ces particules chaque année. « Nous pensons que les microplastiques en eux-mêmes ne présentent peut-être pas beaucoup de danger pour la santé, mais tout ce dans quoi ils pénètrent ou tout type de substance toxique qui s’attache à ces plastiques pourrait pénétrer dans notre corps et causer des problèmes », déclare Rajani Srinivasan, Ph. D., le chercheur principal du projet.

Dans le processus typique de traitement des eaux usées, les microplastiques sont éliminés de l’eau en deux étapes. Tout d’abord, ceux qui flottent sont simplement écrémés à la surface de l’eau. Cependant, cette étape n’élimine qu’une fraction du total des microplastiques présents. Le reste doit être éliminé en ajoutant des floculants ou des produits chimiques collants qui attirent les microplastiques et forment de gros amas. Les touffes coulent alors au fond de l’eau et peuvent en être séparées.

Srinivasan, qui est à l’Université d’État de Tarleton, souligne que certaines des substances actuellement utilisées pour éliminer les contaminants sont potentiellement nocives, elle et son équipe ont donc étudié des alternatives non toxiques. Par exemple, un floculant courant, le polyacrylamide, peut se décomposer en produits chimiques toxiques dans certaines conditions. « Cela n’aide pas si nous essayons de nettoyer l’eau mais d’ajouter des substances potentiellement toxiques pour éliminer les polluants », dit-elle.

Auparavant, Srinivasan avait étudié l’utilisation d’extraits de plantes de qualité alimentaire comme floculants non toxiques pour éliminer les polluants à base de textile des eaux usées. Son équipe s’est spécifiquement concentrée sur les polysaccharides dans les extraits car ces biopolymères possèdent les propriétés chimiques et biologiques appropriées pour attirer et capturer les polluants comme les colorants ou même les bactéries. « Je travaillais avec l’élimination des micro-organismes et des choses comme ça, et je me suis dit : ‘Pourquoi ne pas essayer les microplastiques ?' », dit-elle.

Ainsi, l’équipe d’étudiants de premier cycle et de maîtrise a testé des extraits de polysaccharides de fenugrec, de cactus, d’aloe vera, d’okra, de tamarin et de psyllium – qui sont tous des matériaux de qualité alimentaire – comme floculants pour capturer les microplastiques. Ils ont testé des composés provenant de plantes individuelles, ainsi que dans différentes combinaisons. Pour ce faire, ils ont ajouté ces extraits à diverses sources d’eau contenant des microplastiques. Ensuite, ils ont examiné des images au microscope des amas de floculant avant et après le traitement et ont compté les microplastiques pour déterminer combien de particules avaient été éliminées.

Dans leurs expériences, les chercheurs ont découvert que les polysaccharides du gombo associés à ceux du fenugrec pouvaient mieux éliminer les microplastiques de l’eau de mer, tandis que les polysaccharides du gombo associés à ceux du tamarin fonctionnaient mieux pour les échantillons d’eau douce. Dans l’ensemble, les polysaccharides d’origine végétale ont fonctionné mieux ou aussi bien que le polyacrylamide floculant traditionnel, selon la combinaison d’extraits et de source d’eau.

Surtout, les floculants à base de plantes peuvent être mis en œuvre dans les procédés de traitement de l’eau existants. « L’ensemble de la méthode de traitement avec des matériaux non toxiques utilise la même infrastructure », explique Srinivasan. « Nous n’avons pas besoin de construire quelque chose de nouveau pour incorporer ces matériaux à des fins de traitement de l’eau. »

À l’avenir, elle et son équipe continueront d’adapter les ratios et les combinaisons de floculants à base de plantes pour optimiser l’élimination des différents types de microplastiques de diverses sources d’eau, telles que l’eau de mer, l’eau des estuaires, l’eau douce et les eaux souterraines. Ils prévoient également d’intensifier leur processus d’élimination des microplastiques non toxiques dans des études sur le terrain en dehors du laboratoire. À terme, ils espèrent commercialiser cette nouvelle méthode à base de plantes afin que les microplastiques puissent être éliminés de l’eau à l’échelle industrielle, permettant à tout le monde de boire une eau plus propre et plus sûre.