C’est un vrai problème : les particules microplastiques sont partout. Aujourd’hui, une équipe de l’Université de Potsdam et du HZB a développé une méthode qui lui permet pour la première fois de localiser avec précision les particules microplastiques dans le sol. Les tomographies 3D montrent où les particules se déposent et comment les constructions du sol sont modifiées. La méthode a été validée sur des échantillons préparés. L’équipe a utilisé un instrument spécial à la source de neutrons de l’Institut Laue-Langevin de Grenoble pour effectuer simultanément des analyses de neutrons et de rayons X.
Les particules microplastiques constituent aujourd’hui un polluant environnemental majeur. Le trafic routier en représente une section particulièrement importante : rien qu’en Allemagne, l’usure des pneus générerait chaque année environ cent mille tonnes de microplastiques, en as well as des particules provenant du gazon artificiel, des cosmétiques, des lessives, des vêtements, des masques jetables, des sacs en plastique et autres. déchets qui finissent dans la mother nature. Les particules microplastiques peuvent désormais être trouvées partout. Mais qu’arrive-t-il à ces particules dans les différents sols ? Se brisent-ils en morceaux de moreover en additionally petits et remark sont-ils déplacés et transportés, modifiant ainsi les buildings du sol ?
Certaines de ces inquiries sont déjà analysées : un échantillon de sol flotte dans une alternative salée lourde, après quoi les différents composants se séparent selon la densité : les particules plastiques et organiques flottent vers le haut, tandis que les particules minérales coulent. Le mélange de matière organique et de particules de plastique est ensuite traité par exemple avec du peroxyde d’hydrogène, les composants organiques se décomposant et les particules microplastiques doivent rester. Bien que cette méthode permette de déterminer la quantité et le kind de microplastique dans un échantillon de sol, on perd des informations sur l’endroit correct où ces particules s’accumulent dans le sol et si elles modifient les buildings du sol.
Tomographie 3D avec neutrons et rayons X
Dans leur nouvelle étude, le professeur Sascha Oswald (Université de Potsdam) et le Dr Christian Tötzke (Université de Potsdam et HZB) ont présenté une méthode pour répondre à ces questions. Ils ont travaillé en étroite collaboration avec l’équipe dirigée par le Dr Nikolay Kardjilov, HZB, dont l’expertise a permis de mettre en place un instrument distinctive à l’Institut Laue-Langevin de Grenoble : là, des échantillons peuvent être analysés avec des neutrons et des rayons X pour créer simultanément des tomographies 3D, c’est-à-dire sans altérer l’échantillon. Alors que les neutrons visualisent les particules organiques et synthétiques, la tomographie aux rayons X montre les particules minérales et la structure qu’elles forment.
Méthode testée sur des échantillons de sol préparés
Pour tester la méthode, Tötzke a préparé une série d’échantillons de sol à partir de sable, de composants organiques tels que la tourbe ou le charbon de bois et de particules microplastiques artificielles. Dans une autre série de mesures, il a étudié comment les racines des lupins à croissance rapide pénètrent dans les échantillons de sol et remark elles réagissent à la présence de microplastiques.
Dans les tomogrammes neutroniques, les particules microplastiques sont clairement identifiées, tout comme certains composants organiques. La tomographie aux rayons X, quant à elle, donne un aperçu de la disposition des grains de sable, tandis que les particules organiques et plastiques sont représentées sous forme de vides diffus. Une fois superposée, une graphic complète de l’échantillon de sol est obtenue. Cela permet aux scientifiques d’estimer la taille et la forme des particules microplastiques, ainsi que les changements dans la construction du sol provoqués par les microplastiques incorporés.
« Cette méthode est assez complexe, mais elle permet pour la première fois d’étudier où se déposent les particules microplastiques et remark elles modifient le sol et sa structure », explique Tötzke. Il a également analysé le sol sableux d’un champ près de Beelitz, une zone typique de tradition d’asperges du Brandebourg près de Berlin, dans lequel il a mélangé des morceaux de ce qu’on appelle un film de paillis, un movie plastique très fin utilisé pour protéger les plantes. Dans l’agriculture « réelle », il n’est généralement pas achievable de retirer complètement ce movie après utilisation. Les résidus de film restants sont ensuite entraînés dans les couches additionally profondes du sol lors du labour. « Nous avons pu montrer que des fragments de tels films peuvent modifier le débit d’eau dans le sol. Les fibres microplastiques, en revanche, créaient de petites fissures dans la matrice du sol », explique Tötzke. Il n’est pas encore probable de prédire remark cela affectera les propriétés hydrauliques du sol, par exemple sa capacité à stocker l’eau. « Alors que les sécheresses et les fortes précipitations deviennent furthermore probables avec le changement climatique, il est urgent de répondre à ces inquiries. Nous devons maintenant enquêter systématiquement sur ce sujet », déclare Tötzke.
