Environmental Fate Modeling of Nanoplastics in a Salinity Gradient Using a Lab-on-a-Chip: Where Does the Nanoscale Fraction of Plastic Debris Accumulate?
- Others:
- Géosciences Rennes (GR) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-Université de Rennes 2 (UR2) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Institut de Physique de Rennes (IPR) ; Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Evolution Paris Seine ; Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les materiaux (IPREM) ; Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC) ; Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU) ; Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS ; Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- ANR-17-CE34-0008, Agence Nationale de la Recherche
- ANR-17-CE34-0008,PEPSEA,Nanoparticules de plastiques dans l'environnement: source, impact et prédiction(2017)
Description
The aim of this study is to demonstrate how the flow and diffusion of nanoplastics through a salinity gradient (SG), as observed in mangrove swamps (MSPs), influence their aggregation pathways. These two parameters have never yet been used to evaluate the fate and behavior of colloids in the environment, since they cannot be incorporated into classical experimental setups. Land-sea continuums, such as estuaries and MSP systems, are known to be environmentally reactive interfaces that influence the colloidal distribution of pollutants. Using a microfluidic approach to reproduce the SG and its dynamics, the results show that nanoplastics arriving in a MSP are fractionated. First, a substantial fraction rapidly aggregates to reach the microscale, principally governed by an orthokinetic aggregation process and diffusiophoresis drift. These large nanoplastic aggregates eventually float near the water's surface or settle into the sediment at the bottom of the MSP, depending on their density. The second, smaller fraction remains stable and is transported toward the saline environment. This distribution results from the combined action of the spatial salt concentration gradient and orthokinetic aggregation, which is largely underestimated in the literature. Due to nanoplastics' reactive behavior, the present work demonstrates that mangrove and estuarine systems need to be better examined regarding plastic pollution.
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-03141219
- URN
- urn:oai:HAL:insu-03141219v1
- Origin repository
- UNICA