?valuation de la biodégradation des particules routières par des analyses complémentaires de spectrométrie de masse et de RMN
Zoom sur un travail de chercheuses et chercheurs de l'Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF) en lien avec le nouveau Laboratoire Commun de Recherche BioDLAB, inauguré en décembre 2023, entre Michelin – UCA – CNRS.
Assessing biodegradation of roadway particles via complementary mass spectrometry and NMR analyses
Les particules de la chaussée (RP) qui peuvent être collectées gr?ce à un système embarqué sont constituées d'un mélange de particules de pneus et d'usure de la route (TRWP) avec d'autres particules dérivées du trafic (échappement ou non) et/ou des composés biogéniques et représentent une part importante source de xénobiotiques, susceptibles d’atteindre les différents compartiments environnementaux. L’étude du devenir des RP constitue donc un défi majeur à relever afin de comprendre leur dégradation et leur impact.
Ils offrent une variété de sources de carbone potentiellement utilisables par les micro-organismes, allant des plastifiants dérivés des pneus, des agents de vulcanisation, des agents de protection et leurs produits de transformation, à d'autres contaminants dérivés du trafic, de la route et de l'environnement. Une approche multi-analytique a été mise en ?uvre pour caractériser les RP et étudier leur biodégradation. La cinétique des extractions de RP a été surveillée pendant 21 jours dans l'eau, le méthanol, l'acétone et le chloroforme pour identifier les composés lixiviés et extractibles et surveiller la composition des particules.
Les résultats ont confirmé que des centaines de produits chimiques facilement lixiviables peuvent être extraits du RP directement dans l'eau selon un processus dynamique au fil du temps, tandis que d'autres composés peu solubles restent dans les particules. La spectrométrie de masse (LC-HRMS et GC-MS) nous a permis de proposer 296 composés putatifs en utilisant une vaste base de données sur le caoutchouc. La capacité de 6 souches bactériennes, appartenant aux genres Rhodococcus, Pseudomonas et Streptomyces, à biodégrader la RP a ensuite été évaluée sur 14 jours d'incubation. Les souches sélectionnées ont pu cro?tre sur RP en utilisant divers substrats. Le suivi des élastomères par RMN 1H a révélé une diminution significative de 12 % de la fraction extractible de SBR lorsque les particules ont été incubées avec Rhodococcus ruber. Après incubation, la biodégradation de 171 composés parmi les composés lixiviables et extractibles a été évaluée. Les acides gras et les alcanes issus des plastifiants du caoutchouc et des cires de paraffine étaient les composés putatifs les plus dégradés par les six souches testées, atteignant 75 % de biodégradation pour certaines d'entre elles.
Ce travail est en lien avec le nouveau Laboratoire Commun de Recherche BioDLAB, inauguré en décembre 2023, entre Michelin – UCA – CNRS.
Auteurs : Laurie Calarnou, Mounir Tra?kia, Martin Leremboure, Lucie Malosse, Séverin Dronet, Anne-Marie Delort, Pascale Besse-Hoggan, Boris Eyheraguibel
Journal : Science of the Total Environment, 900, pp 165698, 2023