Risques liés aux microplastiques dans les paillis agricoles : l'importance des systèmes de matériaux dans l'utilisation sur le terrain

AUTEURS : Qi LIU, Professeur associé (auteur correspondant : liuqi@caas.cn) & Yihang LI, étudiant diplômé

Laboratoire clé pour la prévention et le contrôle de la pollution résiduelle dans les films agricoles
Ministère de l'agriculture et des affaires rurales
Institut de l'environnement et du développement durable en agriculture
Académie chinoise des sciences agricoles

Il existe des différences fondamentales dans la génération, la transformation, le transport et la fin de vie des différents types de paillis agricoles dans l'environnement de terrain, qui déterminent directement le risque de rejet de microplastiques. Des chercheurs de l'Académie chinoise des sciences agricoles nous donnent un aperçu des différents types de films de paillage.

Films de paillage en polyéthylène

Au niveau moléculaire, le polyéthylène (PE) est un polymère linéaire formé par l'homopolymérisation de centaines ou de milliers de molécules d'éthylène ou par la copolymérisation avec une petite quantité d'oléfine-1. Au cours du processus de vieillissement sur le terrain, les films de paillage en polyéthylène sont soumis à des contraintes thermiques, à l'humidité, à l'abrasion mécanique et à l'exposition aux ultraviolets (UV) provenant principalement de la lumière du soleil, ce qui entraîne la scission de la chaîne, la fragilisation et la fragmentation subséquente en microplastiques (MP).

Dans la production et l'application réelles, la qualité des matières premières est l'un des facteurs clés affectant la stabilité du film de polyéthylène. La recherche a montré que le PE de faible qualité (vierge ou recyclé) présente une résistance mécanique réduite et est plus susceptible d'accumuler des groupes fonctionnels oxydants, tels que les groupes hydroxyle et carboxyle, au cours du processus de dégradation naturelle à long terme. Cette dégradation oxydative s'accompagne souvent d'une rupture de la chaîne polymère et d'une diminution de la structure du matériau et de ses propriétés mécaniques. Le PE de faible qualité est donc plus susceptible de se fracturer sous l'effet du vieillissement oxydatif et, par conséquent, de générer des quantités plus importantes de MP. Au contraire, l'ajout approprié d'agents stabilisants tels que des antioxydants, des stabilisateurs de lumière et des absorbeurs d'UV au système peut retarder de manière significative le processus de photovieillissement, inhiber efficacement la dégradation par photo-oxydation et maintenir en même temps des propriétés mécaniques plus élevées, réduisant ainsi potentiellement la libération de MPs.

Films de paillage dégradables par photo-oxydation

Les films de paillage dégradables par photo-oxydation sont un type de matériau de paillage agricole qui contient des photo-initiateurs ou des catalyseurs d'oxydation pour favoriser leur fragmentation physique et leur dégradation chimique en présence de lumière et d'exposition thermique.