Les PFAS sont appelés « produits chimiques éternels » pour une bonne raison. Ce composé artificiel met des milliers d’années à se dégrader, peut être trouvé dans tout, des emballages alimentaires résistants à l’huile aux vêtements imperméables, et a trouvé sa place dans près de la moitié de l’approvisionnement en eau du robinet aux États-Unis. Aujourd'hui, les chimistes du NJIT ont publié une étude dans le Journal of Hazardous Materials d'Elsevier démontrant une nouvelle méthode de laboratoire capable de détecter des traces de SPFO dans les matériaux d'emballage alimentaire, l'eau et les échantillons de sol en seulement trois minutes ou moins.

Les chercheurs affirment que leur approche pourrait considérablement accélérer la recherche et les solutions au problème de la bioaccumulation du SPFO dans l'environnement, y compris plus de 2 milliards de dollars de financement accordés à l'EPA par la loi bipartite sur les infrastructures du président Joe Biden pour que les États effectuent des tests de qualité de l'eau et traitent les contaminants émergents.

"Il existe des milliers d'espèces différentes de SPFO, mais nous ne comprenons pas encore leur répartition dans l'environnement, car les méthodes de détection actuelles sont coûteuses et prennent du temps, nécessitant dans certains cas des heures de préparation et d'analyse des échantillons", a déclaré Hao Chen, auteur correspondant de l'étude et professeur de chimie à l'Institut de technologie du New Jersey. "Notre étude démontre une méthode plus rapide, plus sensible et plus polyvalente qui peut surveiller la contamination de notre eau potable, de nos terres et de nos produits de consommation en quelques minutes."

La nouvelle méthode, qui implique une technique d'ionisation utilisée pour analyser la composition moléculaire des échantillons appelée spectrométrie de masse par pulvérisation de papier (PS-MS), est 10 à 100 fois plus sensible que la technique standard actuelle utilisée pour détecter le PFOS, la chromatographie liquide/spectrométrie de masse, ont déclaré Chen et ses collègues.

"La spectrométrie de masse à haute résolution peut ioniser et détecter rapidement les PFAS, montrant clairement chaque substance PFAS présente et le niveau de contamination jusqu'à des niveaux de parties par billion (ppt)", a expliqué Chen. "Pour les matrices plus complexes telles que le sol, nous utilisons une méthode connexe appelée spectrométrie de masse par pulvérisation de papier dessalé (DPS-MS), qui élimine les sels qui suppriment normalement le signal ionique PFAS. Ensemble, les deux améliorent considérablement notre capacité à détecter ces composés. "

"Notre limite de détection du PFAS est d'environ 1 ppt", a ajouté Md Tanim-Al Hassan, premier auteur de l'article et doctorant en chimie au New Jersey Institute of Technology. "Pour le contexte, cette quantité équivaut à une goutte d'eau dans 20 piscines olympiques."

Applications pratiques et implications futures

Lors de tests, l’équipe de recherche a pu détecter les PFAS en une minute ou moins en analysant directement des fragments de divers matériaux d’emballage alimentaire, notamment des emballages de pop-corn micro-ondes, des boîtes de nouilles instantanées et des emballages d’aliments frits et de hamburgers provenant de deux chaînes multinationales de restauration rapide.

L'analyse a révélé la présence de 11 molécules différentes de SPFO, y compris des types courants liés à un risque accru de cancer et à la suppression du système immunitaire, comme l'acide perfluorooctanoïque (PFOA) et le sulfonate de perfluorooctane (PFOS).

Lors de l'analyse de l'eau, l'équipe a détecté des traces de SPFO dans des échantillons d'eau du robinet locaux en moins de deux minutes, mais n'a trouvé aucune trace de SPFO dans les échantillons d'eau filtrée des fontaines de l'université.

Mengyan Li, co-auteur de l'étude et professeur agrégé de sciences de l'environnement à l'Institut de technologie du New Jersey, a déclaré : « L'Agence américaine de protection de l'environnement a proposé de fixer des niveaux maximaux de contaminants (MCL) pour six types de sulfonate de perfluorooctane dans l'eau potable à l'échelle nationale, et le PFOS et le PFOS en font partie. Cette méthode analytique permet un examen plus approfondi des PFOS toxiques qui peuvent être nécessaires pour assurer la sécurité de nos approvisionnements en eau. PFOS provenant de 40 milligrammes de sol en trois minutes.

La méthode de détection rapide de l'équipe est actuellement testée parallèlement à une technologie de pointe pour remédier aux PFAS en cours de développement au BioSMART Center du New Jersey Institute of Technology.

"Remarquablement, dans notre laboratoire, nous avons pu combiner cette méthode analytique avec un nouveau catalyseur de dégradation pour dégrader 98,7 pour cent des PFAS dans les échantillons d'eau potable en trois heures", a déclaré le co-auteur de l'étude Wunmi Sadik, président du Département de chimie et des sciences environnementales du NJIT. "Cette recherche pourrait avoir des implications nationales, mais ses effets immédiats se feront sentir dans le Nord-Est. Environ 10 pour cent des 9,2 millions d'habitants du New Jersey ont des niveaux élevés de PFAS dans leur eau potable, contre une moyenne nationale de 1,9 pour cent."

Chen a déclaré que ce développement pourrait également avoir un impact rapide sur la surveillance des produits de consommation, des cosmétiques et produits pharmaceutiques aux aliments frais et transformés. L'équipe prévoit également de démontrer les capacités de la méthode en matière de surveillance de l'air : "À court terme, cela pourrait être très utile pour garantir la sécurité alimentaire... Par exemple, cela pourrait surveiller plus efficacement la contamination par le SPFO des produits agricoles. Notre méthode pourrait également faire progresser la recherche sur le SPFO dans l'air, similaire à celle que nous avons démontrée dans cette étude, ce qui nous aiderait davantage à résoudre ce problème environnemental répandu."

Source compilée : ScitechDaily