Une recherche publiée dans Frontiers of Environmental Science & Engineering démontre que les nanoplastiques – particules plastiques inférieures à 100 nanomètres – peuvent augmenter substantiellement les émissions de méthane et de protoxyde d'azote dans les écosystèmes de zones humides. L'étude, disponible en ligne à l'adresse https://doi.org/10.1007/s11783-025-2066-8, révèle comment ces polluants émergents interfèrent avec les interactions plantes-sol et remodèlent les communautés microbiennes pour favoriser la production de gaz à effet de serre.
Menée par des chercheurs de l'Université Tsinghua et d'institutions collaboratrices, l'étude a utilisé des simulations contrôlées de zones humides avec des plantes de roseaux pour examiner les effets des nanoplastiques de polystyrène. Les chercheurs ont introduit des concentrations croissantes de nanoplastiques dans le sol et ont surveillé les émissions de gaz à effet de serre au fil du temps. Leurs résultats ont montré que les nanoplastiques augmentaient les émissions de méthane de 20 % à près de 100 %, tandis que les émissions de protoxyde d'azote doublaient approximativement sous des concentrations plus élevées. Ces effets devenaient plus prononcés à mesure que les plantes mûrissaient et que les températures environnementales augmentaient.
Les analyses mécanistiques ont révélé que les nanoplastiques inhibaient la croissance des plantes, réduisaient la teneur en chlorophylle et affaiblissaient les défenses antioxydantes, altérant ainsi la photosynthèse et la résistance au stress. De manière cruciale, les nanoplastiques réduisaient la libération d'oxygène par les racines des plantes, créant des conditions plus anaérobies dans la rhizosphère. Ce changement favorisait les microorganismes producteurs de méthane et renforçait les processus de dénitrification responsables de la formation du protoxyde d'azote. Les analyses métagénomiques ont montré une augmentation de l'abondance des gènes impliqués dans la méthanogenèse acétoclastique et les voies de dénitrification, particulièrement dans les sols de la rhizosphère.
Simultanément, les nanoplastiques ont modifié la composition des exsudats racinaires, augmentant fortement la libération de L-phénylalanine – un composé pouvant être converti en substrats alimentant la production de méthane. Bien que certains microorganismes oxydant le méthane et consommant le protoxyde d'azote aient également augmenté, leur activité était insuffisante pour compenser l'augmentation de la production de gaz à effet de serre. L'auteur correspondant a noté que les nanoplastiques ne sont pas seulement des contaminants passifs mais des régulateurs actifs des processus écosystémiques qui créent des conditions favorisant fortement la production de gaz à effet de serre via de multiples voies interconnectées.
Les implications de ces découvertes sont significatives pour les efforts d'atténuation du changement climatique. Les zones humides jouent un rôle vital dans la régulation du climat mondial en stockant le carbone et sont largement reconnues comme des solutions basées sur la nature pour la séquestration du carbone. Cependant, la contamination par les nanoplastiques pourrait compromettre leur potentiel d'atténuation climatique en transformant les zones humides de puits de carbone en sources d'émissions significatives. Le méthane et le protoxyde d'azote figurent parmi les gaz à effet de serre les plus puissants, avec des potentiels de réchauffement dépassant largement celui du dioxyde de carbone.
Alors que les nanoplastiques s'accumulent rapidement dans les environnements aquatiques et terrestres via la dégradation des plastiques plus gros, leurs conséquences écologiques restent mal comprises. Cette recherche met en lumière une voie négligée par laquelle la pollution plastique pourrait accélérer le changement climatique, suggérant que la pollution plastique pourrait contribuer au changement climatique de manières non actuellement prises en compte dans les modèles de gaz à effet de serre. L'étude souligne l'urgence de contrôler la pollution plastique à sa source, car l'accumulation continue de nanoplastiques pourrait amplifier les émissions de gaz à effet de serre dans les écosystèmes sensibles à travers le monde. Intégrer les nanoplastiques dans les évaluations des risques environnementaux et les inventaires de gaz à effet de serre pourrait donc être essentiel pour une modélisation climatique précise et des stratégies d'atténuation efficaces.
