L’étude des laitues exposées aux nanoparticules

Les nanoparticules (NP) sont présentes dans un grand nombre de produits de consommation. Le secteur du bâtiment par exemple est l’un des principaux domaines utilisant des NP de TiO2, notamment dans les peintures. Qu’advient-il une fois que ces NP sont déversées dans la nature, que ce soit dans l’atmosphère ou dans les sols ? Un transfert vers les plantes ? Pour quelles conséquences ? Pour en savoir plus, une équipe de l’ISTerre s’est concentrée sur les laitues dans une étude publiée dans Journal of Hazardous Materials : celles-ci ont été exposées à des concentrations de nanoparticules et de microparticules de TiO2 variables, que ce soient des TiO2 seuls ou présents dans des lixiviats (des eaux chargées) de peinture après un traitement de vieillissement. L’équipe a étudié le transfert par voie racinaire et foliaire, mais les résultats les plus originaux ont été obtenus sur le transfert foliaire, pour lequel les connaissances sont très parcellaires. Le challenge consistait à détecter des concentrations extrêmement basses de NP ou de produits secondaires.

Après 7 jours d’exposition, les échantillons étaient analysés par différentes techniques de microscopie et/ou spectroscopie dont des études de spectro-microscopie sur la ligne LUCIA (µXANES). Les chercheurs voulaient en particulier localiser le TiO2 à l’intérieur des plantes, afin d’en déduire son cheminement lors de l’imprégnation foliaire. Par ailleurs, la spéciation de l’élément chimique (c’est-à-dire les différentes formes qu’il prend) était également regardée avec attention. Géraldine Sarret, responsable de l’étude souligne l’intérêt d’utiliser le rayonnement synchrotron : « les lignes de spectro-microscopie comme LUCIA permettent la localisation des éléments dans les compartiments de la plante et la détermination de leur spéciation, en conditions cryogéniques ce qui limite les artefacts de redistribution / précipitations qu'on peut avoir en microscopie électronique classique ». Les scientifiques ont ainsi obtenu des images qui suggèrent un passage par les stomates (structures qui permettent les échanges gazeux) et la cuticule des feuilles.

Au final, l’équipe a bel et bien retrouvé la trace des NP de TiO2  dans tous les différents constituants de la laitue. Autre point intéressant, les microparticules de TiO2 ont aussi réussi à pénétrer les feuilles exposées. L’étude de la spéciation n’a pas mis en évidence de transformation des particules, qui restent sous leur forme cristalline initiale (ce qui n’est pas le cas pour les nanoparticules d’argent, par exemple). En revanche, les études n’ont pas mis en évidence de phytotoxicité particulière. Ces travaux de recherche soulèvent la question des cultures soumises à des contaminations atmosphériques, notamment des nanoparticules, en plus de la contamination des sols.