Microplastiques, une réelle menace pour les écosystèmes?

Introduction
Cette review fait le point sur la présence des microplastiques (MPs) dans les eaux et sédiments des océans et rivières. L'abondance de MPs serait associée à une forte densité de population avec des centres urbains, à certaines conditions météorologiques et hydrologiques (pluie), à un faible courant d'eau, à une faible distance du littoral et une grande profondeur.
L'épuration des eaux usées constitue également une source de microplastiques.

Effets des microplastiques sur les organismes aquatiques
Les propriétés physico-chimiques des MPs comme la taille, la forme, la charge à la surface de la particule influent sur les phénomènes de bioaccumulation (Cole and Galloway, 2015), de distribution (Magni et al, 2018) et d'élimination. Les petites particules sont ingérées par tous les stades d'évolution de larve, sont distribuées à de nombreux organes (branchies, estomac, intestin, hémolymphe, ...) et sont fortement retenues dans l'organisme entraînant de forts effets toxiques.
Des atteintes individuelles (inhibition de la nutrition, diminution de la vitesse de nage), cellulaires (reprotoxicité, malformation des nouveaux-nés (Rehse et al, 2016), diminution de la concentration en chlorophylle chez l'Algue par Besselinget al, 2014), et moléculaires (production d'espèces réactives de l'oxygène par Yu et al, 2018) ont été observées.

Effets de l'association de microplastiques à d'autres polluants
Les effets combinés des microplastiques avec d'autres polluants ont été étudiés. Les MPs peuvent déjà contenir des substances comme le bisphénol A, les phtalates, ... Mais des polluants comme les polychlorobiphényles, les hydrocarbures aromatiques polycyliques ou des métaux lourds peuvent s'adsorber sur les microplastiques. Trois types d'effets existent : la synergie, l'addition et l'antagonisme. Les propriétés physico-chimiques des microplastiques ont également un fort impact sur l'accumulation et la toxicité de ces différents polluants. Par exemple, le polystyrène va diminuer la toxicité du nickel, alors que le polystyrène carboxylé va favoriser la toxicité de ce métal.
La concentration des métaux lourds dans les microplastiques peut être jusqu'à 800 fois supérieure à celle dans l'eau de mer, d'après Brennecke et al, 2016, engendrant alors des toxicités digestives comme les MPs et non de la neurotoxicité.

Perspectives
Une meilleure gestion des plastiques, la promotion de polymères biodégrables comme le polylactide et une meilleure gestion de l'épuration des eaux usées pourraient permettre de diminuer le relargage de microplastiques.
Le développement de nouvelles méthodes de quantification et de détection des MPs serait utile.
Des études sont nécessaires afin de déterminer les mécanismes de toxicité et d'interaction entre les MPs et les autres polluants.

Cette review s'appuie sur de nombreuses études assez récentes.
Les auteurs sont en partie financés par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine mais n'hésitent pas à illustrer les pollutions environnementales par des exemples issus de leur pays.

Cette review fait une synthèse des effets biologiques connus sur les organismes et écosystèmes aquatiques. Elle traite également la cinétique de bioaccumulation et les effets des interactions entre les microplastiques et d'autres polluants, reflétant ce qui se passe dans les milieux aquatiques pollués.

Dans cet article, les auteurs ont mesuré le taux de microplastiques dans 150 poissons de 3 espèces commercialisées différentes (50 individus/espèce) afin d'évaluer l'impact de ces composés sur les poissons et sur la santé humaine.

Les 3 espèces de poisson étudiées sont : Dicentrarchus labrax, Trachurus trachurus and Scomber colias.

Les microplastiques ont été identifiés par Spectrométrie infrarouge avec transformées de Fourier.

L'impact sur l'être humain a été mesuré de deux façons différentes : à partir des recommandations de consommation de poisson de l'European Food Safety Authority et des données sur la consommation de poissons.

Parmi les 150 poissons analysés, 49% contenaient des microplastiques. Ces composés sont répartis entre les branchies (suite à la filtration de l'eau), le muscle dorsal et le tractus gastro-intestinal (suite à l'internalisation des composés).
L'activité de l'acétylcholinestérase est augmentée. Le stress oxydatif engendré provoque les réponses de défense anti-oxydante telle que la peroxydation lipidique. Ces deux phénomènes entrainent de la toxicité neurologique.

Cet article permet de se rendre compte des taux de microplastiques ingérés par les poissons et l'impact sur la chaine alimentaire, comprenant l'humain.

Les microplastiques sont présents dans l'environnement et leurs effets sont connus. Cependant, la plupart des études réalisées en laboratoire utilisent des concentrations en microplastiques bien supérieures à celles retrouvées dans l'environnement.

Les auteurs se sont basées sur 128 études expérimentales et 180 études environnementales.
Tout d'abord, ils se sont intéressés au nombre de publications portant sur les microplastiques. En 2008 il n'y avait quasiment pas de publications alors qu'on en dénombre 250 en 2018, dont une vingtaine de méta-analyses.

Les auteurs ont ensuite comparé, en zones benthique et pélagique, la concentration en microplastiques et l'impact sur les communautés (fort impact dont la mortalité, faible impact correspondant à des anomalies métaboliques transitoires).

Concernant les études expérimentales, ils se sont intéressés au nombre d'études utilisant de fortes ou de faibles concentrations en MP, ainsi qu'au nombre d'études trouvant un impact faible, fort ou inconnu.

Les auteurs ont également travaillé sur le nombre d'études environnementales et les unités utilisées selon les habitats aquatiques. Enfin, ils se sont intéressés à la concentration en MP selon les habitats aquatiques.

Cette méta-analyse fait ressortir 3 points importants. Tout d'abord, l'usage de concentrations en microplastiques très importantes et sans référence à des concentrations environnementales. Les unités employées ne permettent pas toujours de pouvoir comparer les études entre elles. Ainsi les auteurs préconisent d'utiliser comme unité les microparticules/kg (de sédiments par exemple) ou les microparticules/L (de fluide, par exemple).
Enfin, les auteurs ont constaté que seulement 5% des études analysées avaient un traitement contrôle.

Cette méta-analyse est également un "invited paper".

Cette méta-analyse permet d'identifier 3 problèmes majeurs des études portant sur les microplastiques :

• l'utilisation de fortes concentrations de microplastiques sans référence environnementale
• l'utilisation d'unités de mesure particulières, ne permettant pas toujours de pouvoir comparer les études entre elles
• la nécessité d'établir un traitement contrôle (seulement 5% des études analysées en avaient un)

Les huîtres sont des organismes marins filtreurs utilisés régulièrement dans les études écotoxicologiques. Ainsi, elles sont susceptibles d'ingérer une grande quantité de microplastiques présent dans l'eau.

L'espèce d'huître utilisée dans cette étude est Crassostrea gigas, l'huître du Pacifique. Vingt huîtres sont exposées ou non à différentes concentrations de microplastiques (5 organismes non exposés, 5 exposés à 0,008 microgrammes de particules/L, 5 exposés à 10 microgrammes de particules/L, 5 exposés à 100 microgrammes de particules/L) . Ces différentes concentrations ont été choisies car observées dans l'environnement d'étude c'est-à-dire le rivage de la région française Pays de la Loire. Dans cet environnement, une concentration moyenne de 23 microgrammes/L de microplastiques a été mesurée.
Les auteurs de cet article ont utilisé un mélange de deux MP, le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP) puisque ce sont les deux types de microplastique les plus retrouvés dans cet environnement.

Les huîtres ont été exposées à ce mélange de microplastiques pendant 10 jours, puis déposées 10 autres jours dans des aquariums d'eau de mer sans présence de MP.

Les auteurs ont caractérisé les MP. Contrairement à d'autres études, ils ont fragmenté les plastiques et n'ont pas utilisé de microbilles de plastique afin d'avoir des fragments et fibres représentatifs des conditions environnementales. Ils ont détecté des MP de taille entre 0,4 et 500 micromètres. Il est possible que certains MP ne soient pas détectables car de taille inférieure au seuil de détection de 400 nm.
Les auteurs n'ont pas trouvé de particules de MP dans les glandes digestives et les branchies. Mais ils en ont détectées dans les dépôts biologiques, sous-entendant que les huîtres filtrent et éliminent les MP sans phénomène d'accumulation sur 20 jours.
Les effets couramment décrits des MP sur les huîtres n'ont pas été retrouvés dans cette étude :

• une faible atténuation des tissus est observée mais l'état de santé des organismes est relativement bon
• Pas d'impact physiologique
• Pas d'augmentation du stress oxydatif et des marqueurs immunitaires
• Pas de dommages de l'ADN

Article écrit dans le cadre du projet MiPlAqua financé par la région Pays de la Loire.

Les auteurs ont utilisé des concentrations en microplastiques proches de celles mesurées dans l'environnement et n'ont pas démontré d'impact sur les huîtres. Néanmoins, le faible nombre d'huîtres et le temps d'exposition relativement court de 10 jours peuvent expliquer que l'on ne retrouve pas d'effets délétères.
De plus, dans l'environnement les huîtres sont exposées à un mélange de microplastiques et autres composés pouvant entraîner des effets toxiques.

À ce jour, on sait peu de choses sur les microplastiques, en particulier les nanoplastiques. l'absence de techniques de criblage efficaces empêche une meilleure compréhension du risque écologique des MPs, est. Bien que les polluants tels que les biphényles polychlorés soient interdits à la production industrielle, les humains ont toujours une demande croissante en matières plastiques et en caoutchouc car les produits alternatifs ne sont pas disponibles à ce jour. A cause de la fragmentation des plastiques, les microplastiques de taille plus fine peuvent devenir omniprésents à une concentration plus élevée. Comprendre les MPs est non seulement un défi, mais aussi une opportunité pour lutter contre le problème. Néanmoins des recherches continues sur les MPs deviennent essentielles d'autant plus que la production et l'utilisation mondiales de plastiques et de caoutchouc sont astronomiques avec une tendance à la hausse.

Dans cette étude, le poids des microplastiques rejetés à la fois par les sources primaires et secondaires mentionnées a été estimé en utilisant des données de la littérature. Les taux d'émission de microplastiques provenant des produits de soins personnels, du linge, de la poussière domestique et des particules d'usure des pneus et des routes proviennent de Siegfried et al. (2017), et les données démographiques correspondantes ont été obtenues auprès de la Banque mondiale.

la fragmentation des plastiques dans le milieu marin ne représentait que 22% de la libération totale de microplastiques, l'usure des pneus étant la principale cause. La libération effective de microplastiques dépend du taux d'émission local par habitant et du taux de fragmentation des plastiques.

Elle nous informe sur les sources de MPs, on apprend que seulement 22% des MPS sont produits par la fragmentations des plastiques dans l'océans et que le reste provient de sources diverses. Les dangers des microplastiques ne sont pas remis en compte dans cette étude.

Les risques liés aux microplastiques ne sont pas sans conséquences. Des quantités importantes ont été déversés dans les océans et ne cesseront d'augmenter au cours des années à venir. De plus ces quantités sont sous estimées du fait d'une méthode d'analyse inadéquate.
De nombreux travaux sont encore nécessaires pour comprendre les impacts des microplastiques sur la biodiversité. Les plus petites particules (< 10 µm) sont encore peu étudiées mais sont pourtant les plus nombreuses. D'autres paramètres que la taille doivent également être pris en compte, comme par exemple la composition, la forme, la surface, la persistance de ces éléments.
Enfin des études sur terre, lors de l'utilisation primaire du plastique, ou dans des zones peu étudiées comme les sédiments d'eau polaire seraient complémentaires aux nombreux suivi des microplastiques dans la colonne d'eau. Cela permettraient d'apporter des informations importantes sur la distribution, les risques et la gestion des ces éléments.

Ce document est un point de vue écrit par Robert Hale en réponse à la lettre de G. Allen BurtonStressor Exposures Determine Risk: So, Why Do Fellow Scientists Continue To Focus on Superficial Microplastics Risk? qui surestime les effets des microplastiques sur l'environnement. Ce document est important pour le débat. En effet Robert Hale donne son avis par rapport aux arguments émis par Burton. Il apporte également des précisions et propose des perspectives de recherche afin d'évaluer le plus précisément possible les effets des microplastiques.

De plus en plus d'études sur les microplastiques sont réalisées. La surveillance des systèmes marins a montré une omniprésence de ces composés à des concentrations parfois élevées. Toutefois, des études démontrant les effets de ces microplastiques sur l'environnement marin sont peu nombreuses à cause notamment de la difficulté de la collecte des données et d'une méthodologie expérimentale mal adaptée. Les conclusions tirées par ces étude et qualifiant les microplastiques comme néfastes pour l'environnement marin ne sont donc pas fondées.
Cette article a pour un objectif de déterminer si les microplastiques constituent un risque pour les écosystèmes marins. Pour cela une évaluation des risques est réalisée en calculant l'exposition des systèmes marins aux microplastiques et en simulant l'évolution de cette exposition.

Cette étude s'appuie sur des données présentes dans la littérature. Trois facteurs sont déterminés : l'évaluation de l'exposition, l'évaluation des effets et la caractérisation des risques.
Tout d'abord, la concentration environnementale est calculée. Pour cela, la masse, le volume, le nombre de particules de microplastiques ont été calculés à terre, en milieu pélagique ou dans les fonds marins (milieu benthique). La concentration de microplastiques ingérés par les bivalves a aussi été déterminée.
Les effets sont évalués par des études bibliographiques sur les concentrations chroniques. Ces données ainsi que la prise en compte de la sensibilité des différentes espèces aux microplastiques ont permis de calculer la concentration dangereuse pour 5% des espèces (HC5). Grâce à HC5, la concentration prédite sans effet (PNEC) a pu être déterminée.
Enfin le risque environnemental a été calculé en réalisant le ratio PEC/PNEC, PEC étant la concentration environnementale en microplastique prédite.

La concentration globale de microplastiques flottants en 2010 est estimé entre 0,2 et 0,9 particules par m3. Des prévisions indiquent que cette valeur se situera entre 9,6 et 48,8 particules par m3 d'ici 2100. Ces concentrations dépendent du site d'échantillonnage. Les concentrations croissante obtenues par le modèle concordent avec les observations in situ. Ces concentrations sont plus élevées sur les plages (32 à 144 particules par kg) que dans les sédiments pélagiques (1,5 à 6,7 particules par kg). Chez les bivalves, la concentration moyenne en microplastique est de 0,36 particules par g.
Grâce à ce modèle, un HC5 de 33,3 particules par L a été calculé.
Enfin les valeurs de PEC et de PNEC obtenus ont permis de conclure qu'il n y a en moyenne pas de menace éminente de pollution aux microplastiques jusqu'en 2100. Des effets néfastes peuvent potentiellement se produire dans les zones les plus polluées.

Les résultats obtenus dans cette étude concordent avec des observations in situ. Toutefois et malgré le grand nombre de paramètres pris en compte, ce modèle possède de nombreux biais issus des études utilisées. De nombreuses hypothèses initiales sont émises. Les concentrations en nanoparticules n'ont pas été prises en compte. Ainsi les concentrations obtenues sont sans doute sous estimées.

Cette article est intéressant pour le débat car il essaie de répondre à la question primordiale "Les microplastiques sont ils un risque pour l'environnement? ". Les auteurs ont réussi a élaboré un modèle permettant d'évaluer ce risque et apportent des informations précises et chiffrées, en tenant en compte des biais que possèdent leurs travaux.

L'analyse des microplastiques est un immense défi, de l'échantillonnage à l'identification et à la quantification.
L'échantillonnage de MPs présents dans l'eau et les sédiments fait souvent appel à des chaluts.
Quant aux tissus biologiques, les animaux marins étudiés sont sacrifiés et leurs organes étudiés.

L'identification et la quantification sont basées sur différentes méthodes :

• les techniques optiques et la microscopie électronique pour déterminer la forme, la texture, la structure des particules de MPs
• les spectroscopies infrarouge et de Raman, ainsi que la chromatographie en phase gazeuse par pyrolyse couplée à la spectrométrie de masse pour caractériser chimiquement les MPs

Il est également nécessaire de s'intéresser à l'association de microplastiques avec les polluants organiques persistants (POPs) tels que les PCB (Polychlorobiphényles) car ces composés s'accumulent dans les MPs, pouvant alors augmenter leur toxicité.

Enfin, les auteurs préconisent de mettre en place des procédés standardisés pour échantillonner et analyser les microplastiques. Les paramètres spatio-temporels des écosystèmes doivent être pris en compte comme les saisons, l'heure d'échantillonnage, ...
Les concentrations de microplastiques utilisées en laboratoire doivent être plus représentatives de celles retrouvées dans l'environnement étudié.
Il faudrait également étudier des associations de microplastiques et pas seulement 2 MPs.
Il semble nécessaire de développer des bases de données pour identifier plus facilement les microplastiques (analyses de spectres, ...).

Cette review met en avant le manque d'optimisation des techniques d'analyse des microplastiques.

La pollution par le plastique est un problème mondial mais présente actuellement plusieurs limites. Tout d'abord il existe un problème de communication des risques liés aux microplastiques. Les hypothèses émises par les articles scientifiques sont interprétées comme des faits lors de la vulgarisation. Les impacts des microplastiques sur l'environnement sont donc devenus "célèbres" dans le monde entier. Cela reflète une mauvaise gestion, une priorisation des sujets de recherche et un problème de hiérarchisation des problèmes environnementaux.
Rien n'indique que les microplastiques entraînent des risques pour l'environnement. Du fait de la forte médiatisation de ce sujet, de nombreuses ressources sont allouées à la recherche sur les impacts et les risques liés aux microplastiques. Ces ressources auraient pu être utilisées pour d'autres problèmes environnementaux plus pertinents.
Quels sont les risques liés à ces microplastiques? C'est ici que réside un autre problème : la définition et la gestion du risque. L'approche traditionnelle du risque est définie par le ratio entre la concentration environnementale estimée et la concentration estimée sans effet. Selon cette approche, les microplastiques ne posent actuellement aucun risques pour l'environnement. Des scénarios proposent des projections et décrivent l'apparition de risque dans 15 à 30 ans. Toutefois cette évaluation des risques est critiquée, notamment au niveau de la qualité des données utilisées.
Ainsi la question se pose entre agir ou ne pas agir contre les microplastiques. En attendant d'avoir plus de données sur les microplastiques et de meilleures preuves des impacts de ces derniers sur l'environnement, le principe de précaution doit être appliqué. Contrairement à ce que dis Burton, la question des microplastiques n'est pas seulement un problème médiatique et doit être scientifiquement abordée. Pour résoudre ce débat, des résultats plus précis doivent être obtenus et la vulgarisation de ce problème mondial doit être améliorée.

Ce document est un ensemble de lettres échangées entre deux auteurs qui débattent sur les risques des microplastiques. Ce débat fait suite à la lettre de Burton Stressor Exposures Determine Risk: So, Why Do Fellow Scientists Continue To Focus on Superficial Microplastics Risk? qui pense que les risques liés aux microplastiques sont surestimés. Les auteurs abordent différentes thématiques comme la perception et la gestion du risque ainsi que la hiérarchisation des problèmes environnementaux ainsi que la communication. Ce document est enrichissant pour le débat car il présente une discussion directe entre deux scientifiques ayant chacun ses opinions sur les risques liés aux microplastiques.

Les concentrations en microplastique dans les océans sont faibles et ne présentent pas de risque pour l'environnement. De nombreuses études indiquent que les concentrations les plus élevées retrouvées dans la nature sont plusieurs fois inférieurs aux concentrations obtenue durant des scénarios expérimentaux. Toutefois, les seuils limites de concentration doivent être redéfinis. Malgré l'existence de plusieurs méthodes d'analyses, de nombreuses erreurs sont détectées dans la collecte, la quantification et la caractérisation des microplastiques. La surestimation ou la sous-estimation de ces composés dans l'environnement est donc impossible à déterminer. De plus les expositions réelles des organismes aux microplastiques sont étudiées en fonction de la surface ou de la masse de ces derniers. Cela entraîne des incertitudes dans les taux d'expositions.
Un autre problème est la communication et la vulgarisation des données scientifiques. La médiatisation autour des microplastiques a pour conséquence de nuire à l'impartialité des scientifiques.
Enfin peu d'études portent sur les nanoparticules de plastiques qui semblent pourtant avoir une exposition plus importante.
Les impacts des microplastiques sont encore mal connu et , s'ils existent vraiment, ne sont sans doute pas les seuls coupables de la dégradation de l'environnement. D'autres risques environnementaux majeurs comme la présence d'agents pathogènes, la faible teneur en oxygène dissous ou encore l'érosion sont démontrés dans de nombreux travaux. Les études portant sur ces dangers avérés devraient être favorisées au détriment de celles qui se concentrent sur des menaces mineures telles que les microplastiques.

Cet article soutient l'idée que les impacts des microplastiques sur l'environnement sont surestimés. L'auteur s'interroge sur les raisons de la poursuite des études sur les microplastiques. Il construit son argumentation autour des limites des méthodes utilisées et des connaissances que nous avons sur la dégradation de ces éléments. Ce document alimente activement le débat. Robert Hale, a écrit une lettre destinée à répondre directement aux arguments proposés dans cet article. Are the risks from microplastics truly trivial?

La densité des microplastiques

La densité, la taille et la forme sont les principales caractéristiques qui régissent les mécanismes de flottabilité et de transport des MPs dans le milieu aquatiques. En plus de la densité, les courants de vent et d'eau influencent la position des MPs dans la colonne d'eau. En raison de l'absence de la plupart de ces forces mécaniques dans les études en laboratoire, la densité reste le principal facteur affectant la distribution des MPs dans la colonne d'eau. En fonction de la position des MPs dans la colonne d'eau ce ne seront pas les mêmes organismes qui seront affectés.

Le choix du polymère

Les organismes pélagiques sont principalement exposés à des polymères à flottabilité positive tandis que ceux à flottabilité négative sont principalement absorbés par les communautés benthiques.
la prévalence plus élevée de fibres polyester, d'acrylique et de nylon chez les poissons benthiques pourrait être due à la haute densité de ces polymères. Dans une autre étude, le polyester, les polyamides et les microfibres d'acétate à flottabilité négative étaient le type de MPs le plus répandu dans les sédiments profonds.
le biofouling pourrait interférer avec l'interaction des MPs et leurs environnements environnants.

Unité de concentration des microplastiques

La plupart des études toxicologiques aquatiques menées en laboratoire sur les MPs ont rapporté la concentration de MPs en nombre ou en poids par unité de volume d'eau. Bien que ces unités puissent représenter avec précision la concentration de MPs relativement bien dispersées, elles ne montrent pas la concentration réelle de MPs dispersées de manière hétérogène (flottabilité positive ou négative). Les petits récipients d'essai tels que les béchers et les aquariums offrent une surface limitée (souvent <1 m²) conduisant à l'accumulation d'une concentration élevée de MPs à flottabilité positive ou à flottabilité négative dans une zone limitée à la surface ou au fond du récipient. La concentration en MPs présente dans les études et très supérieure aux concentrations que l'on retrouve dans le milieu naturel. L'utilisation du nombre de particules / poids par unité de surface semble être une approche plus précise.

Stratégie de nourrissage des poissons

Une meilleure stratégie d'alimentation consisterait à utiliser simultanément une combinaison d'aliments flottants, à descente lente ou à descente rapide. Cette approche pourrait réduire l'ingestion passive de MPs par les organismes et fournir une situation plus précise lors des expériences en laboratoire.

Morphologie des particules plastiques

Selon leur morphologie, les MPs sont classés en cinq formes générales: sphères (billes, pastilles, granulés), fibres (filaments, lignes), films, fragments et mousses. Parmi ceux-ci, les fragments et les fibres sont les types de MPs les plus largement distribués dans les différents milieux aquatiques.
La majorité des essais biologiques en laboratoire ont utilisé des billes comme forme représentative de MPs parce qu'elles sont plus largement commercialisées. On sait peu de choses sur l'impact potentiel de la morphologie des particules sur la biodisponibilité des MPs pour les organismes.

Agrégation des particules

De faibles concentrations de MPs dans les milieux aquatiques (souvent <1 particule par m² / L) couplé à de fortes forces mécaniques comme les vagues / courants, offre une petite chance pour l'agrégation des MPs. Cependant, les études en laboratoire ont souvent exposé des organismes à des concentrations beaucoup plus élevées que les niveaux environnementaux. Des concentrations élevées favorisent les interactions physiques entre les particules et facilitent la formation d'agrégats MPs.

Produits chimiques dans / sur les microplastiques

Il est nécessaire d'analyser les MPs pour les produits chimiques avant d'évaluer leur toxicité. Malgré l'importance de cette étape, seul un nombre limité d'études ont mesuré les concentrations chimiques sur les MPs.

Aucun essai biologique normalisé n'est disponible pour évaluer la toxicité des MPs.
Les essais biologiques de routine doivent être modifiés avant de les utiliser pour les tests de toxicité MPs.
La densité est le principal facteur déterminant le devenir des MPs dans les milieux aquatiques.
De nombreux biais sont présent dans les études et l'auteur propose des méthodes pour les réduires.

Les microplastiques accumulent-ils des concentrations élevées de polluants organiques ?

L'affinité spécifique pour divers contaminants organiques hydrophobes (HOCs) pour les polymères a été déterminée dans de nombreuses études en laboratoire et sur le terrain. Il existe de nombreuses preuves sur le terrain montrant que les débris de plastique génériques accumulent des polluants organiques. Dans certaines études (in situ) un fort enrichissement de HOCs , dépassant souvent 10⁶ fois leurs concentrations dissoutes, a été trouvé dans les polymères.

Est-ce que les microplastiques contribuent-ils significativement à la dispersion et au cyclisme global des polluants organiques persistants?

De nombreuses études ont réfuté cette idée, il n'y a tout simplement pas assez de débris microplastiques et plastiques présents dans les océans pour concurrencer le transport des POPs par l' eau et par la matière organique naturelle (comme le phytoplancton).
De plus, la diffusion des HOCs à l'intérieur et à l'extérieur des microplastiques est lente, la libération de ces contaminants par les microplastiques présents dans l'océan sera fortement retardée et n'ajoutera
qu'une relative petite contribution aux POPs déjà présents à un moment donné dans le temps et dans l'espace.

Dans quelle mesure les microplastiques contribuent-ils à la bioaccumulation et au réseaux de transfert de la nourriture aux populations de poissons ?

L'importance potentielle des microplastiques en tant que diffuseur de POPs dans les animaux reste un thème fort dans la discussion sur les microplastiques.
Pour essayer de répondre à cette question 3 scénarios ont été analysés :
a) un poisson naturellement contaminé ingère un microplastique naturellement contaminé (tous deux collectés dans la nature)
==> L'ingestion du microplastique par le poisson ne change pas la charge de contaminants par le poisson ou le microplastique, car ils sont tous deux déjà en equilibrium. A part les HOCs ciblés (bisphénol A [BPA], les alkylphénols, les éthoxylates d'alkylphénol, les PCB et éthers diphényliques polybromés [PBDE]), seuls les concentrations de PBDE étaient accrues au sein des organismes dans les régions où une quantité importante de microplastiques étaient présents.
la présence de PCBs dans les organismes en raison de l'ingestion de plastique était négligeable par rapport à l'absorption de PCBs via leurs proies.
b) un poisson propre consomme une particule microplastique contaminée (dans des expériences de laboratoire)
==> l’ingestion de particules enrichies en PBDE par les amphipodes en laboratoire (Chua et al. 2014) : Fait intéressant, l'expérience a en fait entraîné une diminution de l'absorption de PBDE bioaccumulés par rapport aux animaux témoins.
c) une configuration inversée, où un le poisson contaminé consomme une particule microplastique sans polluant.

Les microplastiques transfèrent-ils d'autres contaminants organiques dans le biota ?

Produits chimiques dérivés d'additifs phénoliques ==> pas preuves que l'ingestion de microplastiques est importante pour l'absorption de ces composés par le biote.
Plusieurs études récentes ont mis en évidence que certains produits chimiques, probablement issus de particules plastiques, peuvent en effet être transférées aux animaux.

Les microplastiques devraient-ils être condidérés comme des POPs ?

L'inscription des microplastiques parmi les POPs pourrait aider à réduire leurs impacts environnementaux.
Le simple fait que les microplastiques ne soient pas pertinents pour le transport des POPs n'enlève rien à leur potentiel d'impacts néfastes sur l'environnement. Une possibilité de répondre à ces préoccupations pourrait être de considérer les (micro) plastiques marins comme des POPs et de s'appuyer sur la Convention de Stockholm pour réduire leurs sources.

La review est d'une bonne rigueur scientifique, elle s'appuie sur de très nombreuses référence et a été écrite par Rainer Lohmann qui est professeur en océanographie à l'université de Rhode Island. Il étudie particulièrement les produits chimiques qu'on retrouve dans l'eau et comment les enlever du milieu.

Cette review permet de répondre à quelques questions, on apprend que les microplastiques peuvent concentrer divers contaminants organiques hydrophobes, qu' il y a peu de preuves que les microplastiques marins affectent le transport mondial ou la bioaccumulation des POPs dans les océans. En termes de bioaccumulation, les modèles expérimentaux peuvent être manipulés pour montrer que les microplastiques sont un vecteur de POPs dans les organismes en laboratoire. Il y a peu de preuves provenant d'études sur le terrain qui montrent que l'ingestion de microplastiques affecte la bioaccumulation des POPs. Certaines études montrent que plusieurs composés à faible solubilité augmentent chez les animaux qui ont ingéré des morceaux microplastiques, cela pourrait en fait être dû à la présence de particules micro et nanoplastiques chez ces animaux.

Le polystyrène (PS) n’est pas seulement un type de plastique à haute production mais également l’une des principales compositions de débris de plastique observées dans l’environnement. Dans cette étude, trois tailles différentes de billes de PS disponibles dans le commerce ont été sélectionnées comme modèles MPs. Le poisson zèbre (Danio rerio) a été utilisé comme organisme modèle. Le but de cette étude est non seulement d’enquêter sur l’absorption et l’accumulation de MPs chez les poissons, mais également de révéler les effets toxiques de ces MPs sur le foie.

Absorption et accumulation de PS-MP dans les tissus des poissons

Chaque aquarium contient 6 poissons et 500 ml d'une solution contenant des MPs fluorescents de deux tailles différentes (5-μm et 20-μm de diamètre, respectivement).
A différents temps d'échantillonnage les poissons ont été prélevés et leurs tissus ont été analysés. La concentration en Ps - MPs dans les différents tissus a été mesurée grâce à de la spectrophotométrie à fluorescence.

Exposition toxique des PS-MP

Pour le test de toxicité, les poissons ont été assignés au hasard au groupe témoin et à des groupes traités par PS-MP avec un gradient de concentration de PS-MPs de deux tailles différentes (70nm et 5µm) allant de 20 µg/L à 2000 µg/L. Ce sont des concentrations qui reflètent les concentrations dans l'environnement et qui sont en accord avec la littérature précédente à propos de la toxicité des MPs sur les organismes aquatiques. Pour chaque taille de PS-MPs les poissons ont été échantillonnées.

Les résultats ont montré qu'après 7 jours d'exposition, les MPS de diamètre de 5 µm s'accumulaient dans les branchies, le foie et les intestins du poisson, alors que les MPS de diamètre de 20 µm ne s'accumulaient que dans les branchies et les intestins de poisson. Une analyse histopathologique a montré que les deux tailles de PS-MPs de 5 μm et 70 nm provoquaient une inflammation et une accumulation de lipides dans le foie de poisson. Les PS-MPs ont également induit une augmentation significative des activités de SOD et de CAT, indiquant qu'un stress oxydatif était induit après le traitement des MPs. En outre, une analyse métabolique a suggéré que l'exposition des MPS induisaient des modifications des profils métaboliques dans le foie de poisson et perturbaient le métabolisme des lipides et de l'énergie.

L'étude à été réalisé en condition contrôlé dans un laboratoire et n'est donc pas représentative de la réalité. Il aurait fallut varier les formes de MPs car dans l'environnement ont ne les retrouves pas que sous forme de billes.

Ces résultats fournissent de nouvelles informations sur les effets toxiques des MPs sur les poissons. Cet article montre a quelle point l'absorption de MPs peut influer négativement sur la santé des poissons. Les concentrations utilisés pour les MPs sont censées être représentative des concentrations environnementales

Les microplastiques sont formés tel quels ou suite à la dégradation d'éléments plastiques plus gros. Les microplastiques sont potentiellement dangereux pour la faune marine qui sont susceptibles de les ingérer et de les intégrer dans le système trophique. De plus le potentiel de bioaccumulation de ces composés augmente avec la diminution de leur taille. De nombreuses études ont été réalisées sur les microplastiques en milieux marin. Cependant, les analyses des déchets plastiques en eau douce sont plus rares alors qu'elles paraissent tout aussi importantes.
Des microplastiques sont retrouvés dans des lacs, en surface comme dans les sédiments. Des hotspot ont été déterminé autour des grandes zones métropolitaines. Diverses études autour du monde ont montré que les rivières pouvaient transporter des quantités importantes de microplastiques. C'est la cas par exemple de la rivière Los Angeles qui transporte 12 000 articles.m ^{− 3} et déverserait plus de 1 milliard de particules par jours dans l'océan Pacifique. Il en va de même pour les fleuves; comme le Danube qui déverserait entre 50 et 900 particules par m³. Les sédiments peuvent également être des puits de microplastiques. Cela a été démontré par une étude des fleuves allemands, où les chercheurs ont trouvé entre 34 et 64 particules par kg.

De nombreuses données concernant les microplastiques en eau douce sont encore mal connues : leur surveillance, leur source et leur devenir, les effets de leur exposition ou encore leur interaction avec d'autres contaminants polluant.

De nombreuses études portant sur les microplastiques s'intéressent aux écosystèmes marins. Cet article est intéressant car il apporte des informations concernant les microplastiques dans les écosystèmes d'eau douce. Cette étude met en évidence l'importance de décrire les microplastiques dans ces régions. Le faible nombre de travaux comme celui ci sous entend que les impacts des microplastiques est sous estimé.

Les débris de plastique jonchent les habitats aquatiques dans le monde, dont la majorité est microscopique (<1 mm), et est ingéré par un large éventail d'espèces. Les risques associés à de si petits fragments proviennent du matériau lui-même et des polluants chimiques qui s'y absorbent par l'eau environnante. Les dangers associés au mélange complexe de plastique et de polluants accumulés sont largement inconnus. Ici les poissons, exposés à un mélange de polyéthylène avec des polluants chimiques, bioaccumulent ces polluants chimiques et souffrent de toxicité hépatique et de pathologie. Les poissons qui ont mangé des fragments de polyéthylène vierges montrent des signes de stress, bien que moins sévères qu'avec des fragments provenant du milieu marin. Des informations sont fournis concernant la bioaccumulation de produits chimiques et les effets sur la santé associés à l'ingestion de plastique dans les poissons.

le medaka japonais (Oryzias latipes), une espèce de poisson largement utilisée en tant que modèle et a été utilisée pour obtenir des informations de référence concernant la bioaccumulation des PBTs et les effets sur la santé associés chez ces poissons via une exposition alimentaire chronique au plastique polyéthylène basse densité (LDPE).
Les poissons ont été exposés à différents traitements : un contrôle négatif (pas de LDPEs), un avec du plastique vierge (plastique vierge de pré-production LDPE) et un traitement avec du plastique marin (LDPE déployé dans une baie urbaine). Les Medaka ont été exposés à 10% de plastique (en poids), cela se traduit par 8 ng de plastique par ml d'eau. Les concentrations maximales signalées dans le Gyre subtropical du Pacifique Nord sont de 300 ng / mL⁵, et donc les concentrations de plastique utilisées dans cette expérience sont considérées comme réalistes par rapports aux concentrations dans l'environnement.

L'ingestion de polyéthylène est un vecteur de bioaccumulation des PBTs dans les poissons, et cette toxicité résultant de l'ingestion de plastique est une conséquence à la fois des contaminants absorbés et de la matière plastique.
En utilisant l'histologie une déplétion glycogène sévère, une vacuolisation graisseuse, une nécrose cellulaire et des lésions on été observé chez les poissons en fin d'expérience. Un appauvrissement sévère en glycogène a été observé chez des poissons exposés à des xénobiotiques organochlorés, comme les PCBs.
la formation de lésions prénéoplasiques et néoplasiques observées chez les poissons à partir des traitements de plastique vierge et marin est probablement liée au plastique. Aucune lésion n'a été observée chez les poissons lors du traitement témoin.

Les évaluations futures devraient prendre en compte le mélange complexe de la matière plastique et de ses polluants chimiques associés.
En raison de l'omniprésence des PCB dans l'environnement, il est difficile de différencier la bioaccumulation via le plastique de la bioaccumulation via la chaîne alimentaire.
Le foie est un organe particulièrement touché lors de l'absorption de polluants par les poissons.

En raison de la présence d'huile de foie de morue dans la nourriture donnée aux poissons, les HAPs, les PCBs et les PBDEs étaient présents dans tous les traitements, y compris le traitement contrôle.