thumb|Dégradation progressive d'une bouteille en plastique dans l'eau, en particules de microplatique et de nanoplastique. Les nanoplastiques sont des nanoparticules de plastique plus petites que cent nanomètres ou un micromètre (selon les auteurs et les définitions). Ce sont des fragments de macroplastiques, des sous-produits de macrodéchets ou des particules par exemple issues de l'usure, de l'abrasion ou à d'autres formes de dégradation de plastiques, ou plus rarement des polymères synthétisés à échelle nanométrique pour l'industrie ou dans le cadre de travaux de rechercheHuang, M. F., Yu, J. G., Ma, X. F. et Jin, P. (2005), High performance biodegradable thermoplastic starch—EMMT nanoplastics. Polymer, 46(9), 3157-3162 (résumé). Lambert S et Wagner M (2016), Characterisation of nanoplastics during the degradation of polystyrene. Chemosphere, 145, 265-268.Koelmans, A. A., Besseling, E. et Shim, W. J. (2015), Nanoplastics in the aquatic environment. Critical review. Dans Marine Anthropogenic Litter, , Springer, Cham..
Leur présence dans l'environnement a été ignorée puis très sous-estimée (au milieu des , il s'agissait encore d'une frange très peu analysée et presque absente des études sur les microplastiquesGigault J ; Pedrono B ; Maxit B ; Ter Halle A, Marine Plastic Litter: The Unanalyzed Nano-Fraction, Environ. Sci.: Nano, 2016, 3 (2), 346– 350, .
Une fois dans l'environnement aquatiqueKoelmans A.A, Besseling E et Shim W.J (2015), Nanoplastics in the aquatic environment. Dans M. Bergmann, L. Gutow et M. Klages (éds.) Marine Anthropogenic Litter, , Berlin, Springer., ils sont facilement ingérés par les larves ou adultes d'organismes filtreurs (moules et huitres par exempleCole M et Galloway T.S (2015), Ingestion of nanoplastics and microplastics by Pacific oyster larvae, Environmental Science & Technology, 49(24), 14625-14632.), ou par des animaux suspensivores tels que la crevette Artemia franciscanaInmaculada Varó, Aurora Perini, Amparo Torreblanca, Yaiza Garcia, Elisa Bergami, Maria L. Vannuccini, Ilaria Corsi (2019), Time-dependent effects of polystyrene nanoparticles in brine shrimp Artemia franciscana at physiological, biochemical and molecular levels, Science of The Total Environment, 675, 570-580, ., contaminant alors toutes les chaînes alimentaires.
En 2015, Dans Melanie Bergmann, Lars Gutow et Michael Klages éd. (2015), Marine Anthropogenic Litter (eBook), . En 2020, l'évaluation des risques qu'ils posent est encore balbutiante, en raison des difficultés d'analyses et de caractérisation de ces nanoparticules dans l'environnementda Costa, J. P., Reis, V., Paço, A., Costa, M., Duarte, A. C. et Rocha-Santos, T. (2018), Micro (nano) plastics–Analytical challenges towards risk evaluation, TrAC Trends in Analytical Chemistry (résumé)..
Des études tentent d'anticiper ou modéliser leurs effets. Les seuils d’effet envisageables au vu des connaissances disponibles semblent souvent supérieurs aux concentrations environnementales de nanoplastiques estiméesBrown, D. M., Wilson, M. R., MacNee, W., Stone, V. et Donaldson, K. (2001), Size-dependent proinflammatory effects of ultrafine polystyrene particles: a role for surface area and oxidative stress in the enhanced activity of ultrafines, Toxicology and Applied Pharmacology, 175, 191–199.Lee, K. W., Shim, W. J., Kwon, O. Y. et Kang, J.-H. (2013), Size-dependent effects of micropolystyrene particles in the marine copepod Tigriopus japonicus, Environmental Science and Technology, 47, 11278–11283Casado, M., Macken, A. et Byrne, H. (2013), Ecotoxicological assessment of silica and polystyrene nanoparticles assessed by a multitrophic test battery, Environment International, 51,97–105.Besseling, E., Wang, B., Lurling, M. et Koelmans, A. A. (2014), Nanoplastic affects growth of S. obliquus and reproduction of D. magna, Environmental Science and Technology, 48,12336–12343.. Mais on ignore encore d'éventuels effets synergiques et la possibilité de bioconcentration dans certains organismes filtreurs ; ainsi a-t-on montré en 2014 que les nanoplastiques inhibent la croissance d'un genre d'algue verte, S. obliquus, et la reproduction d'un petit crustacé (Daphnia magna)Besseling, E., Wang, B., Lürling, M. et Koelmans, A. A. (2014), Nanoplastic affects growth of S. obliquus and reproduction of D. magna, Environ. Sci. Technol., 48(20), 12336-12343, résumé..
Histoire Une vague d'articles scientifiques sur les microplastiques est apparue à partir de 2004, suscitant peu à peu d'autres travaux sur les nanoplastiques, susceptibles d'avoir des propriétés très différentes.
Vu leur provenance, l'augmentation de production de plastique depuis le milieu du , et étant donné la longévité du plastique, une large dissémination dans l'environnement est attendueBarnes, D. K., Galgani, F., Thompson, R. C. et Barlaz, M. (2009), Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments, Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 364(1526), 1985-1998.. Chaque objet en plastique pouvant donner naissance à un très grand nombre de nano- et micro plastique (MNP), la contamination de l'environnement naturel, terrestre, aérien et marin et de nos organismes va augmenter. Dans Thompson, R. C., Olsen, Y., Mitchell, R. P., Davis, A., Rowland, S. J., John, A. W., … et Russell A.E (2004), Lost at sea: where is all the plastic?. Science, 304(5672), 838-838.. thumb|upright=3|center|Frise chronologique de la diffusion des matières plastiques depuis le .
Définition Comme pour les nanoparticules en général, la taille d'un nanoplastique a une grande importance pour prévoir ses propriétés physiques, chimiques, mécaniques, biocinétiques, de biodisponibilité, toxicologiques et écotoxicologiques. La taille maximale retenue pour définir un nanoplastique varie selon les auteurs.
Origines Des nanoplastiques sont introduits dans l'eau, l'air ou les sol volontairement ou accidentellement. Ils peuvent être introduits dans des organismes par inhalation ou ingestion, éventuellement via des aliments contaminés, ou directement s'y former, à partir de la dégradation de microplastiques ou de fragments de plastiques ou de fibres synthétiques).
Toutes les formes d'abrasion ou de microabrasion de plastiques, et certains processus de décomposition peuvent donner naissance à des nanoplastiques, par exemple via l'usure d'objets, via l'usure de peintures incluant des plastifiants ( marquages routiers), ou encore à la suite de l'abrasion de millions de pneus en caoutchouc synthétique s'usant au contact des routes.
Des nanoplastiques peuvent être issus : de réaction de photodégradation ; d'une dégradation mécanique ; d'une thermooxydation ; d'une hydrolyse de polymères ; d'une biodégradation microbienne ; de l'usure des pneus sur les enrobés.
Dans l'alimentation Depuis qu'on les cherche, on en trouve dans de nombreux aliments, solides et liquides. L'un des records semble être le thé issu de sachets synthétiques : Une étude récente (2019) a montré que le thé infusé dans les sachets «soyeux» synthétique contient des milliards de nanoplastiques et de microplastique : ; quantité qui dépasse de plusieurs ordres de grandeur celles trouvées dans d"autres aliments et boissons. Peu d'études ont porté sur les effets de ces particules sur la santé chez l'Humain, mais des daphnies exposées à ces microplastiques nageaient «follement»Emily Chung (2019) Some tea bags may shed billions of microplastics per cup ; 'Silken' bags for premium teas are made of PET or nylon, but it's not known if that poses health risk|CBC News |Sep 25, 2019 , et des tests de toxicité aiguë faits sur des invertébrés ont conclu que l’exposition aux seules particules libérées par les sachets de thé (pas à la théine) a des effets sur le comportement et le développement (effets de type "dose-dépendant")Laura M. HernandezElvis Genbo XuHans C. E. LarssonRui TaharaVimal B. MaisuriaNathalie Tufenkji (2019) Plastic Teabags Release Billions of Microparticles and Nanoparticles into Tea Environ. Sci. Technol. ; 25 septembre ; https://doi.org/10.1021/acs.est.9b02540 .
Nanotoxicologie C'est une préoccupation récente, encore scientifiquement très peu explorée.
Grâce aux études sur les microplastique et sur diverses nanoparticules, on sait qu'ils peuvent être inhalés et passer directement dans le sang, ou être ingérés avec les boissons ou aliments et passer dans l'organisme humainBouwmeester H, Hollman P.C et Peters R.J (2015), Potential health impact of environmentally released micro- and nanoplastics in the human food production chain: experiences from nanotoxicology, Environmental Science & Technology, 49(15), 8932-8947. ou dans l'air notammentda Costa, J. P., Santos, P. S., Duarte, A. C. et Rocha-Santos, T. (2016), (Nano) plastics in the environment–sources, fates and effects, Science of the Total Environment, 566, 15-26 (résumé)..
En , une équipe de l’Inserm avait prouvé la nocivité des nanoplastiques de polystyrène sur l’humain, notamment sur son placenta.
Écotoxicologie Des fragments de plastiques de taille variée sont retrouvés dans les systèmes digestifs de presque tous les grands animaux marins. Et des particules de petite taille sont très souvent retrouvées dans les coquillages filtreurs. Ils sont donc déjà largement diffusés dans les environnements terrestres et marins.
On sait déjà que : leur présence dans des agrégats marins facilite leur ingestion par exemple par des larves bivalves filteurs, comme l'ont montré Ward et ses collègues en 2009 que Ward J.E et Kach D.J (2009), Marine aggregates facilitate ingestion of nanoparticles by suspension-feeding bivalves, Marine Environmental Research, 68(3), 137–142. ; le nanopolystyrène interfère avec le comportement alimentaire de la moule commune (Mytilus edulis L.), comme l'ont montré Wegner et ses collègues en 2012 Wegner, A., Besseling, E., Foekema, E. M., Kamermans, P. et Koelmans, A. A. (2012), Effects of nanopolystyrene on the feeding behaviour of the blue mussel (Mytilus edulis L.), Environmental Toxicology and Chemistry, 31, 2490–2497. ; ils peuvent aussi pénétrer le phytoplancton et les algues et, en condition de laboratoire, ils se montrent alors capables d'inhiber la photosynthèse Bhattacharya P, Turner J.P et Ke P-C (2010), Physical adsorption of charged plastic nanoparticles affects algal photosynthesis, The Journal of Physical Chemistry C, 114(39), 16556–16561. ; des nanoparticules issues de polystyrène peuvent perturber les couches de lipides constituant la membrane cellulaire (démontré en 2013) Rossi G, Barnoud J et Monticelli L (2013), Polystyrene nanoparticles perturb lipid membranes, The Journal of Physical Chemistry Letters, 5(1), 241–246. ; le nanopolystyrène ingéré En eau douce par la daphnie Daphnia galeata inhibe sa reproduction, et est source d'anomalies du développement embryonnaire (montré en 2017) Cui, R. ; Kim, S. W. et An, Y.-J., Polystyrene Nanoplastics Inhibit Reproduction and Induce Abnormal Embryonic Development in the Freshwater Crustacean Daphnia Galeata, Sci. Rep., 2017, 7 (1), 12095, . ; Compte tenu de la répartition, de l'abondance et de la persistance des micro- et nanoplastiques (MNP), l'exposition des humains et des animaux (aquatiques notamment) à ces contaminants est devenue inévitable. Une fois inhalé et/ou ingéré, les nanoplastiques peuvent atteindre le cerveau, en quantité et avec des effets qui sont encore ignorés. Mais ce que l'on sait sur d'autres nanoparticules fait évoquer une possible neurotoxicité ; puisque même des nanoparticules d'or (Au) considérées comme inertes et chimiquement neutres se montrent neurotoxiques dans le cerveau de différentes espèces (et in vitro), on suppose que les nanoplastiques peuvent au moins induire un stress oxydatif et par suite des dommages aux neurones ; ils pourraient aussi inhiber l'acétylcholinestérase et modifier le taux de plusieurs neurotransmetteurs, avec alors des effets comportementaux. Selon Prüst (2020) ..