22.08.2022 - Universität Bayreuth

Les particules des peintures murales courantes peuvent nuire aux organismes vivants.

Une nouvelle membrane présente des effets de filtrage élevés

Les peintures à dispersion sont principalement utilisées dans les ménages pour peindre les murs et les plafonds. Une équipe de recherche interdisciplinaire de l'université de Bayreuth a analysé la composition chimique de deux peintures à dispersion typiques et a découvert un grand nombre de particules solides d'une taille de quelques micro ou nanomètres. Des études sur des systèmes de tests biologiques ont montré que ces particules peuvent nuire aux organismes vivants. Grâce à une nouvelle membrane développée à l'Université de Bayreuth, ces particules peuvent être filtrées de l'eau avant de pénétrer dans l'environnement.

Ingrédients des peintures de dispersion

L'étude de Bayreuth sur les ingrédients des peintures de dispersion et leurs effets possibles sur les organismes vivants a été publiée dans la revue "Ecotoxicology and Environmental Safety". Elle repose sur un étroit travail en réseau interdisciplinaire au sein du centre de recherche collaboratif 1357 "Microplastiques" de l'université de Bayreuth. Les scientifiques ont sélectionné deux peintures à dispersion disponibles dans le commerce et fréquemment utilisées dans les ménages. Elles se distinguent principalement par leurs propriétés d'égouttage, car elles ont été développées pour la peinture des murs d'une part, et pour la peinture des plafonds d'autre part. Les deux peintures ont une teneur en solides de 49 et 21 % en poids, respectivement, tandis que la teneur en matières organiques est de 57 et 7 % en poids. Les composants solides caractéristiques, de l'ordre du micro- ou du nanomètre, sont des particules de dioxyde de silicium, de dioxyde de titane et de carbonate de calcium, ainsi que des particules de différents types de plastique, notamment de polyacrylate.

"Un grand nombre de ces minuscules particules pénètrent dans l'environnement, par exemple par abrasion des couches de peinture ou par les intempéries. Notre étude montre maintenant que lorsque les pinceaux, rouleaux, grattoirs et seaux utilisés pour peindre les murs et les plafonds sont nettoyés en éliminant les résidus de peinture, les particules des peintures de dispersion peuvent se retrouver dans les eaux usées et donc aussi dans l'environnement. L'impact sur l'environnement doit faire l'objet d'une étude approfondie, ce qui est d'autant plus urgent que les peintures en dispersion sont répandues dans le monde entier et que leurs compositions matérielles sont diverses. C'est pourquoi nous ne nous sommes pas limités à l'analyse chimique des composants des peintures, mais avons également étudié leurs effets sur les organismes vivants et les cellules", explique le professeur Andreas Greiner, porte-parole adjoint du Centre de recherche collaborative "Microplastiques".

Effets sur les organismes vivants

Pour leurs enquêtes, les scientifiques de Bayreuth ont choisi deux systèmes de test bien établis dans la recherche : les puces d'eau de l'espèce Daphnia magna et une lignée de cellules de souris. Les puces d'eau ont été testées selon les lignes directrices de l'OCDE pour les essais de produits chimiques. Dans ce test, la mobilité des organismes est prise en compte. Il a été constaté que la mobilité des puces d'eau était significativement réduite lorsque l'eau contenait une forte proportion de particules inorganiques dissoutes et non dissoutes de nanoplastiques et de microplastiques. Dans les cellules de souris, une diminution de l'activité cellulaire a été observée, qui était généralement causée par des particules de l'ordre du nanomètre. Le métabolisme des cellules de souris a été considérablement perturbé par les nanoparticules de dioxyde de titane et de plastique en particulier.

"Nos recherches montrent que les ingrédients des peintures en dispersion peuvent provoquer des réactions à des degrés divers dans les organismes et les cellules. On ne peut donc pas exclure la possibilité que ces ingrédients soient nocifs pour l'environnement. Il est urgent de poursuivre les recherches dans ce domaine, d'autant plus que nous en savons encore beaucoup trop peu sur la question de savoir si les interactions entre les nanoparticules en plastique et les nanoparticules inorganiques peuvent déclencher des dommages supplémentaires", explique le professeur Christian Laforsch, porte-parole du Centre de recherche collaborative "Microplastiques". "De même, la question de savoir comment les ingrédients des peintures de dispersion interagissent avec d'autres substances dans les différents compartiments de l'environnement - par exemple, dans l'air, dans le sol ou dans les rivières - n'est toujours pas résolue. Cependant, il est d'ores et déjà clair que les peintures à dispersion ne doivent pas être jetées sans précaution dans l'environnement", déclare le professeur Ruth Freitag, titulaire de la chaire de biotechnologie des processus à l'université de Bayreuth.

Une nouvelle membrane à fort pouvoir filtrant

Parallèlement aux études sur les peintures de dispersion et leurs effets possibles, les chercheurs sous la direction du professeur Andreas Greiner se sont concentrés sur un autre projet : Ils ont développé un nouveau procédé pour éliminer par filtration les particules potentiellement nocives des peintures murales en dispersion dans les eaux usées. Cela implique l'utilisation d'une membrane composée de fibres fonctionnalisées produites par le processus d'électrospinning. La membrane retient les particules de taille micro et nanométrique de différentes manières. D'une part, les pores de la membrane sont si fins qu'ils ne laissent pas passer les microparticules. D'autre part, les interactions entre les fibres de la membrane et les nanoparticules font que celles-ci adhèrent à la surface de la membrane alors qu'elles pourraient s'insérer dans les pores. Dans les deux cas, l'effet de filtrage n'est pas associé à un colmatage rapide et à grande échelle des pores. Par conséquent, l'eau, par exemple, peut facilement traverser la membrane et s'écouler.

Dans la revue "Macromolecular Materials and Engineering", les scientifiques de Bayreuth décrivent l'application réussie de la membrane. Ils ont également testé les deux peintures de dispersion qui s'étaient révélées potentiellement dangereuses pour les organismes vivants dans le cadre de l'étude. Il s'est avéré que la membrane est capable de retenir les composants colorés typiques - en particulier les nanoparticules de dioxyde de titane et de polyacrylate, ainsi que les microparticules de carbonate de calcium. "Dans la vie quotidienne, tous ces composants colorés sont rejetés ensemble dans les eaux usées. Ils s'y mélangent et, dans certains cas, modifient même leurs structures et leurs propriétés en raison de leurs interactions. C'est pourquoi nous avons spécifiquement testé la performance de filtration de notre membrane électrospun sur de tels mélanges. Les effets de filtrage élevés que nous avons obtenus montrent que ce procédé a un grand potentiel lorsqu'il s'agit de purifier l'eau des particules de l'ordre du micro et du nanomètre, telles que celles contenues dans les peintures couramment utilisées dans le monde", explique M. Greiner.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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