Une récente étude menée par des chercheurs de l’Université d’État de Tarleton révèle que des extraits végétaux issus du fenugrec et de l’okra peuvent éliminer jusqu’à 90 % des microplastiques présents dans l’eau de mer, l’eau douce et les eaux souterraines.
Les microplastiques, une menace croissante pour l’environnement
Les microplastiques, ces polymères solides et insolubles de moins de 5 millimètres, sont des contaminants émergents qui menacent la santé des milieux aquatiques à l’échelle mondiale. Ils proviennent principalement de la fragmentation des déchets plastiques plus volumineux ou de rejets environnementaux divers.
Au-delà des dommages physiques qu’ils engendrent, ces microplastiques servent de support à d’autres polluants qui s’y adhèrent ou y sont adsorbés. Leur ingestion par les organismes aquatiques peut entraîner des phénomènes de bioaccumulation et de bioamplification, impactant ainsi toute la chaîne alimentaire.
Des extraits de plantes comme solution écologique
Les traitements conventionnels des eaux usées utilisent des floculants polymériques inorganiques ou organiques, souvent non biodégradables et toxiques pour les écosystèmes. Face à ces limites, le Dr Rajani Srinivasan et son équipe se sont penchés sur des alternatives naturelles, non toxiques, à base de plantes pour capter et éliminer les contaminants.
Dans leurs expériences en laboratoire, ils ont démontré que les polymères extraits de l’okra, du fenugrec et du tamarin adhèrent fortement aux microplastiques, formant des agrégats suffisamment lourds pour couler, facilitant ainsi leur séparation de l’eau.
Extraction et efficacité des polymères naturels
Pour obtenir ces polymères, les chercheurs ont trempé des gousses d’okra tranchées et ont mixé des graines de fenugrec dans de l’eau, laissant macérer le tout toute une nuit. Après filtration, les extraits dissous ont été séchés pour obtenir des poudres riches en polysaccharides, des polymères naturels.
Des tests initiaux dans de l’eau pure enrichie en microplastiques ont révélé plusieurs points clés :
- 1 gramme de poudre dans un litre d’eau est la dose la plus efficace pour piéger les microplastiques.
- L’extrait sec d’okra élimine environ 67 % des plastiques en une heure, tandis que celui de fenugrec atteint jusqu’à 93 %.
- Un mélange en parts égales d’okra et de fenugrec atteint une efficacité maximale de 70 % en seulement 30 minutes.
- Ces polymères naturels surpassent nettement l’efficacité du polyacrylamide synthétique utilisé commercialement dans le traitement des eaux.
Tests sur eaux polluées réelles et variations d’efficacité
Les chercheurs ont ensuite appliqué ces extraits à des échantillons d’eau contaminée par des microplastiques, prélevés dans divers plans d’eau au Texas. Les résultats ont indiqué que l’efficacité dépendait de la nature de l’eau d’origine :
- L’extrait d’okra est le plus performant en milieu marin avec une élimination à 80 %.
- Le fenugrec agit mieux dans les eaux souterraines avec une efficacité comprise entre 80 et 90 %.
- Le mélange 1:1 d’okra et de fenugrec est optimal pour l’eau douce avec un taux de 77 %.
Les scientifiques supposent que ces variations d’efficacité s’expliquent par la diversité des types, tailles et formes des microplastiques dans chaque échantillon.
Vers une alternative biodégradable aux traitements conventionnels
« Le polyacrylamide est actuellement utilisé pour éliminer les contaminants lors du traitement des eaux usées, mais les extraits d’okra et de fenugrec pourraient constituer des alternatives biodégradables et non toxiques », expliquent les chercheurs.
Le Dr Srinivasan souligne l’importance d’intégrer ces extraits végétaux dans les procédés de traitement de l’eau afin d’extraire les microplastiques et autres polluants sans introduire de substances toxiques additionnelles. Cette approche contribuerait ainsi à réduire les risques sanitaires à long terme pour la population.
Les polysaccharides d’origine végétale affichent une meilleure efficacité pour éliminer les microplastiques que le polyacrylamide, utilisé commercialement dans le traitement des eaux. Crédit : Srinivasan et al., doi: 10.1021/acsomega.4c07476.