Les campagnes espagnoles continuent de faire face aux dures conséquences de la sécheresse, en particulier dans des régions comme la Catalogne ou l’Andalousie, mais il existe déjà des solutions technologiques qui permettent d’atténuer la situation. Ce n’est d’ailleurs pas le seul de ses problèmes. Ces dernières années, plusieurs substances nocives présentes dans les pesticidesmais leur utilisation reste difficile à contrôler, car ils peuvent provenir de pays tiers et constituent une source de pollution importante, pouvant affecter directement tant l’environnement que la santé des consommateurs.
Une nouvelle avancée, proposée par des chercheurs brésiliens, propose d’utiliser un capteur biodégradable qui adhère à la peau des fruits et légumes pour détecter avec précision la présence de différents types de pesticides. L’objectif est de proposer une solution peu coûteuse et simple d’utilisation tant pour les agriculteurs eux-mêmes que pour les responsables du contrôle de la sécurité alimentaire, et ainsi éviter tout risque dû au contact avec la peau, à l’inhalation ou à l’ingestion.
L’investigation, publié dans la revue Biomaterials Advances, a démontré en laboratoire comment contrôler les niveaux de pesticides sur le terrain et la grande utilité de ces capteurs, considérés comme l’un des premiers « wearables végétaux ». Avec ça alternative abordable aux méthodes actuelles complexes et coûteusesles fermes peuvent démontrer qu’elles sont véritablement biologiques en s’assurant que la bonne quantité de pesticides est appliquée à chaque culture et que des produits interdits ne sont pas utilisés.
Les dangers des pesticides
L’Espagne est le pays de l’Union européenne qui utilise le plus de pesticidesavec des données telles que les 75 774 tonnes utilisées en 2020, selon le rapport présenté l’année dernière par l’association Les Amis de la Terre en collaboration avec la Fondation Heinrich-Böll-Stiftung d’Allemagne.
Même s’il existe des contrôles et Les niveaux maximaux légalement autorisés de résidus de pesticides ont été fixés, une étude récente du Centre national d’épidémiologie de l’Institut de santé Carlos III de Madrid a souligné la présence de fortes doses de DDT chez plusieurs sujets analysés. Il s’agit d’un produit phytosanitaire dangereux, interdit dans notre pays depuis 1973, qui peut être apparu en raison de son utilisation illégale ou de la consommation de fruits ou légumes importés des pays où il est encore utilisé.
Un opérateur pulvérise des pesticides sur une culture
Selon des chercheurs brésiliens, seule la moitié des pesticides normalement pulvérisés sur les plantes pour augmenter la production agricole atteignent leur objectif. Les 50% restants se retrouve dans le sol, l’eau et la nourriture, causant d’importants dommages environnementaux et un risque pour la sécurité alimentaire. C’est pour cette raison que l’équipe dirigée par Paulo Augusto Raymundo-Pereira, auteur principal de l’article et chercheur à l’Institut de physique de São Carlos (IFSC), de l’Université de São Paulo, a développé ces nouveaux capteurs biodégradables.
Jusqu’à présent, la méthode la plus précise pour contrôler les niveaux de ces substances dans les légumes reposait sur techniques chromatographiques, qui nécessitent un personnel qualifié et impliquent un processus dans lequel il est nécessaire de préparer des échantillons, d’utiliser des équipements coûteux et d’avoir une longue durée d’analyse.
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« Notre invention offre une meilleure alternative », déclare Raymundo-Pereira. « C’est un capteur électrochimique qui combine faible coût, détection rapide, petite taille, production facile, facilité d’utilisation, sélectivité et détection élevées de pesticides in situ. « Il peut être appliqué directement sur la surface des fruits, des légumes ou des feuilles. »
L’une des grandes avancées concerne le matériau du capteur. Au lieu de provenir du pétrole, qui retarde sa décomposition et laisse toujours des résidus polluants, il est à base d’acétate de cellulose, « qui provient de plantes et a un impact environnemental minime. Peut se dégrader complètement en moins d’un an, en fonction des conditions locales. Bien entendu, il possède également les fonctionnalités nécessaires à tout capteur, telles que la portabilité et la flexibilité. »
Fabrication et tests
Pour obtenir ces capteurs en acétate de cellulose, ils ont utilisé une méthode de moulage : d’abord Ils ont façonné le substrat dans un moule puis ont imprimé trois électrodes qui permettent des analyses électrochimiques. Il ne restait plus qu’à les tester en laboratoire pour détecter d’éventuelles substances dangereuses pour la santé.
Les expériences ont commencé lorsque Raymundo-Pereira et son équipe ont pulvérisé deux substances très controversées sur de la laitue et des tomates : le fongicide carbendazime, soupçonné de provoquer des cas de cancer et de malformations fœtales, et l’herbicide paraquat, hautement toxique pour l’homme en cas d’ingestion. Les deux substances sont interdites dans l’UE, mais le paraquat, par exemple, continue d’être utilisé dans des pays comme le Brésil ou le Maroc, concurrent direct de l’Espagne sur le marché européen.
Schéma inclus dans l’étude des capteurs en acétate de cellulose Paulo A. Raymundo-Pereira Omicrono
L’analyse a été réalisée à l’aide d’impulsions différentielles (DPV) et de voltammétrie à onde carrée (SWV), qui sont utilisées pour effectuer avec précision des mesures électrochimiques. Les deux méthodes ont montré que Un capteur de plante flexible peut détecter à la fois le carbendazime et le paraquat dans les feuilles de laitue et la peau de tomatemais aussi dans des échantillons d’eau, sans interférence d’autres pesticides.
« Les capteurs des plantes ont une réponse reproductible et sont robustes et stables contre de multiples flexions. Grâce à leur sensibilité et leur sélectivité élevées, leur manipulation facile et leur détection rapide des produits agrochimiques, les capteurs portables peuvent être utilisés pour détecter des biomarqueurs dans les biofluides humains et pour l’analyse in situ d’autres produits chimiques dangereux », indiquent les chercheurs dans leur étude.
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Ces propriétés permettaient également examiner l’efficacité du lavage des légumes et de leur maintien dans l’eau pendant deux heures, quelque chose de courant lorsqu’on essaie d’éliminer les résidus que les pesticides ont pu laisser. Ainsi, ils ont découvert, grâce à des mesures par capteurs, qu’au moins 10 % de ces substances restaient dans les légumes malgré le lavage.
A terme, le capteur pourrait être très utile à la fois aux autorités sanitaires, qui pourraient avoir beaucoup plus de contrôle sur ce qui arrive dans nos assiettesainsi que pour les agriculteurs eux-mêmes, qui connaîtront à tout moment les niveaux de pesticides dans leurs cultures et pourront optimiser leur utilisation.