?valuation de la biod¨¦gradation des particules routi¨¨res par des analyses compl¨¦mentaires de spectrom¨¦trie 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, inaugur¨¦ en d¨¦cembre 2023, entre Michelin ¨C UCA ¨C CNRS.
Assessing biodegradation of roadway particles via complementary mass spectrometry and NMR analyses
Les particules de la chauss¨¦e (RP) qui peuvent ¨ºtre collect¨¦es gr?ce ¨¤ un syst¨¨me embarqu¨¦ sont constitu¨¦es d'un m¨¦lange de particules de pneus et d'usure de la route (TRWP) avec d'autres particules d¨¦riv¨¦es du trafic (¨¦chappement ou non) et/ou des compos¨¦s biog¨¦niques et repr¨¦sentent une part importante source de x¨¦nobiotiques, susceptibles d¡¯atteindre les diff¨¦rents compartiments environnementaux. L¡¯¨¦tude du devenir des RP constitue donc un d¨¦fi majeur ¨¤ relever afin de comprendre leur d¨¦gradation et leur impact.
Ils offrent une vari¨¦t¨¦ de sources de carbone potentiellement utilisables par les micro-organismes, allant des plastifiants d¨¦riv¨¦s des pneus, des agents de vulcanisation, des agents de protection et leurs produits de transformation, ¨¤ d'autres contaminants d¨¦riv¨¦s du trafic, de la route et de l'environnement. Une approche multi-analytique a ¨¦t¨¦ mise en ?uvre pour caract¨¦riser les RP et ¨¦tudier leur biod¨¦gradation. La cin¨¦tique des extractions de RP a ¨¦t¨¦ surveill¨¦e pendant 21 jours dans l'eau, le m¨¦thanol, l'ac¨¦tone et le chloroforme pour identifier les compos¨¦s lixivi¨¦s et extractibles et surveiller la composition des particules.
Les r¨¦sultats ont confirm¨¦ que des centaines de produits chimiques facilement lixiviables peuvent ¨ºtre extraits du RP directement dans l'eau selon un processus dynamique au fil du temps, tandis que d'autres compos¨¦s peu solubles restent dans les particules. La spectrom¨¦trie de masse (LC-HRMS et GC-MS) nous a permis de proposer 296 compos¨¦s putatifs en utilisant une vaste base de donn¨¦es sur le caoutchouc. La capacit¨¦ de 6 souches bact¨¦riennes, appartenant aux genres Rhodococcus, Pseudomonas et Streptomyces, ¨¤ biod¨¦grader la RP a ensuite ¨¦t¨¦ ¨¦valu¨¦e sur 14 jours d'incubation. Les souches s¨¦lectionn¨¦es ont pu cro?tre sur RP en utilisant divers substrats. Le suivi des ¨¦lastom¨¨res par RMN 1H a r¨¦v¨¦l¨¦ une diminution significative de 12 % de la fraction extractible de SBR lorsque les particules ont ¨¦t¨¦ incub¨¦es avec Rhodococcus ruber. Apr¨¨s incubation, la biod¨¦gradation de 171 compos¨¦s parmi les compos¨¦s lixiviables et extractibles a ¨¦t¨¦ ¨¦valu¨¦e. Les acides gras et les alcanes issus des plastifiants du caoutchouc et des cires de paraffine ¨¦taient les compos¨¦s putatifs les plus d¨¦grad¨¦s par les six souches test¨¦es, atteignant 75 % de biod¨¦gradation pour certaines d'entre elles.
Ce travail est en lien avec le nouveau Laboratoire Commun de Recherche BioDLAB, inaugur¨¦ en d¨¦cembre 2023, entre Michelin ¨C UCA ¨C CNRS.
Auteurs : Laurie Calarnou, Mounir Tra?kia, Martin Leremboure, Lucie Malosse, S¨¦verin Dronet, Anne-Marie Delort, Pascale Besse-Hoggan, Boris Eyheraguibel
Journal : Science of the Total Environment, 900, pp 165698, 2023