Les particules microplastiques biodégradables dans les sols peuvent entraîner une augmentation accrue des émissions de CO2 dans l’atmosphère terrestre. C’est ce que montre une étude interdisciplinaire publiée dans Écologie appliquée des sols par le Centre de Recherche Collaborative 1357 « Microplastiques » de l’Université de Bayreuth. Dans cette étude, des experts en écologie des sols et en microbiologie écologique comparent pour la première fois les effets d’un plastique conventionnel et d’un plastique biodégradable dans différents sols de manière systématique. Les conséquences sur la biomasse microbienne dans les sols, notamment sur les bactéries et les champignons, sont également analysées.
Les scientifiques de Bayreuth ont sélectionné deux plastiques pour leur étude : Le LDPE (polyéthylène basse densité) est un plastique conventionnel non biodégradable utilisé dans l’industrie chimique depuis des décennies. Le PBAT (polybutylène adipate téréphtalate), quant à lui, est un plastique biodégradable utilisé, par exemple, pour les emballages alimentaires, les sacs de déchets organiques et les films de paillage.
Des particules de trois gammes de tailles différentes (50 à 200 micromètres, 200 à 500 micromètres et 0,63 à 1,2 millimètres) ont été ajoutées à des concentrations variables à un sol limoneux sableux d’une part et à un sol limoneux d’autre part. Pendant quatre semaines, les scientifiques ont mesuré les quantités de CO2 rejetées par les sols.
Aucun impact du LDPE sur les émissions de CO2 du sol n’a été identifié au cours de la recherche. En revanche, les effets du PBAT sont significatifs.
« Plus les particules de microplastiques biodégradables sont petites et plus leur concentration dans le sol est élevée, plus le CO2 s’échappe du sol dans l’atmosphère terrestre. Nous avons observé des augmentations des émissions de CO2 de 13 à 57 %, selon la taille des particules, leur concentration dans le sol et les propriétés du sol. Les sols limoneux sablonneux libèrent plus de CO2 que les sols limoneux purs », rapporte la première auteure de l’étude, Adina Rauscher, étudiante en master à Bayreuth.
Comme l’a découvert l’équipe de recherche de Bayreuth, l’augmentation des émissions de CO2 va de pair avec l’augmentation de la biomasse microbienne : si de petites particules de PBAT biodégradables pénètrent dans le sol à des concentrations élevées, la quantité de bactéries et de champignons, qui constituent la majorité des la biomasse microbienne augmente ici.
La composition biologique de la biomasse peut également changer au cours du processus.
« La croissance de la biomasse est en grande partie causée par des micro-organismes dans le sol qui décomposent progressivement les particules microplastiques et se nourrissent des produits de décomposition produits au cours du processus. Les émissions de CO2 sont étroitement liées à ces processus. La preuve en est fournie par les différences entre les sols limoneux purs et sols limono-sableux. Dans les sols limoneux sableux, les particules microplastiques sont beaucoup plus accessibles aux micro-organismes et se dégradent donc plus rapidement. D’autant plus de CO2 est libéré dans le processus », explique le co-auteur Dr. Nele Meyer, chercheur associé au Soil Groupe de recherche en écologie à l’Université de Bayreuth.
« L’apport mondial de plastiques dans les sols est une source de préoccupation. Nous savons encore trop peu de choses sur les conséquences que cela a pour les micro-organismes et les écosystèmes terrestres. Notre étude fournit des preuves importantes à cet égard. Les résultats de nos recherches sur les émissions de gaz à effet de serre CO2 montrent que de fortes concentrations de particules microplastiques dans les sols pourraient même avoir un impact à long terme sur le climat. Ce sont surtout les particules biodégradables qui, selon notre étude, posent problème à cet égard », déclare le professeur Eva Lehndorff , chaire d’écologie des sols à l’Université de Bayreuth.
Plus d’information:
Adina Rauscher et al, Les microplastiques biodégradables augmentent les émissions de CO2 et modifient la biomasse microbienne et la composition de la communauté bactérienne dans différents types de sols, Écologie appliquée des sols (2022). DOI : 10.1016/j.apsoil.2022.104714