Soutenance de thèse de NGUYEN Thi Thao
Titre de thèse
Microplastiques et additifs le long du continuum fleuve–océan des trois principaux fleuves vietnamiens : occurrence, distribution spatiale et risque écologique.
Microplastics and related-additives in the three main Vietnamese rivers to ocean continuum: occurrence, spatial distribution, and ecological risk.
Résumé de la thèse
La pollution plastique est aujourd'hui reconnue comme l'un des défis environnementaux les plus préoccupants du XXIᵉ siècle à l'échelle mondiale. Parmi les conséquences de cette pollution, les microplastiques (MP, 1 µm<taille<5 mm) ont été détectés dans pratiquement tous les compartiments environnementaux. Les additifs liés au plastique, tels que plastifiants ou retardateurs de flamme, sont également reconnus comme des polluants importants, dangereux sur les plans écologique et sanitaire, et sont soupçonnés d'être relargués par les MP. En Asie du Sud-Est, et en particulier au Vietnam, l'urbanisation rapide, l'expansion industrielle et la gestion inadéquate des déchets constituent des pressions anthropiques grandissantes, provoquant l'émission de débris plastiques et autres produits de synthèse dans l'environnement. Cependant, les connaissances sur l'abondance, les caractéristiques et les interactions des MP avec les additifs associés dans les systèmes aquatiques tropicaux restent très limitées.
Afin de combler cette lacune, l'objectif général de ma thèse était de fournir une évaluation intégrée des microplastiques et des additifs associés dans l'environnement aquatique vietnamien. Pour ce faire, une revue bibliographique régionale couvrant les six premières années de la recherche sur les MP au Vietnam a permis de délimiter mon projet doctoral en deux sous-objectifs opérationnels conduits sur les trois principaux fleuves vietnamiens, et focalisés sur les impacts physiques et chimiques causés par la pollution plastique. Les travaux doctoraux ont été soutenus par l'Institut AM*idex OCEAN et l'Institut français pour le développement durable, et conduits à l'Université des Sciences et Technologies de Hanoï et au Laboratoire de Chimie de l'Environnement de l'Université d'Aix-Marseille, dans le cadre du Laboratoire international mixte LOTUS.
Les travaux ont permis d'étudier la présence, la répartition spatiale et saisonnière, la co-occurrence environnementale et les risques écologiques des microplastiques et des additifs associés (phtalates - PAE et esters organophosphorés - OPE) dans les fleuves Rouge, Saigon et Mékong. Des microplastiques ont été détectés dans les eaux de surface et les sédiments de tous les fleuves étudiés, avec des concentrations présentant une variabilité spatiale et saisonnière prononcée et généralement élevées dans les zones urbaines ou industrialisées. L'embouchure des fleuves constituent des puits pour les microplastiques. Les particules de petite taille (<200 μm) dominent les assemblages de MP, le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polyéthylène téréphtalate (PET) et le polychlorure de vinyle (PVC) correspondent aux polymères les plus abondants. Les niveaux de risque écologique associé à la présence de MP ont été estimés de modérés à élevés. Les PAE et les OPE ont été détectés dans les sédiments, à des concentrations spatialement hétérogènes et élevés dans les sédiments à grains fins et riches en matière organique. Aucune corrélation significative entre les MP et les additifs n'a pu être montré, ce qui indique que le relargage par les particules plastiques ne constituent certainement pas la principale source de ces molécules dans la zone étudiée.
Ce travail pionnier contribue à l'acquisition de nouvelles connaissances scientifiques sur les microplastiques et les contaminants associés dans les environnements tropicaux. Il apporte des éléments essentiels pour la gestion régionale de la pollution et l'élaboration de politiques environnementales en Asie du Sud-Est.
Thesis resume
Plastic pollution has emerged as one of the most pervasive environmental challenges of the 21st century worldwide. Among the consequences of this pollution, microplastics (MPs, 1m < size < 5mm) were detected in virtually all ecosystem compartments. The plastic-related additives, such as plasticizers or flame retardants, are also recognized as significant pollutants, posing potential ecological and health threats, and are suspected to leach from MPs. In Southeast Asia, and particularly in Vietnam, rapid urbanization, industrial expansion, and inadequate waste management led to an increase of anthropogenic pressures, causing the emission of plastic debris and other chemicals into the environment. However, knowledge about the abundance, features, and interactions of MPs with related additives in tropical aquatic systems remains very limited.
In order to fill this gap, the overall objective of my doctoral research was to provide an integrated assessment of microplastics and associated additives in the Vietnamese aquatic environment. To this end, a regional literature review covering the first six years of MP research in Vietnam enabled me to define my doctoral project in terms of two operational sub-objectives conducted on the three main Vietnamese rivers, focusing on the physical and chemical impacts caused by plastic pollution. The doctoral research, supported by the AM*idex Institute OCEAN and the French Institute for Sustainable Development, was carried out at the University of Science and Technology of Hanoi and at the Laboratory of Environmental Chemistry of Aix Marseille University, and was conducted in the frame of the International Joint Laboratory LOTUS.
The research work enabled to investigate the occurrences, spatial and seasonal distributions, environmental co-occurrence and ecological risks of MPs and related-additives (Phthalate - PAEs and organophosphate esters - OPEs) in the Red, Saigon, and Mekong Rivers, from city centers to estuaries and open sea. Microplastics were ubiquitously detected in both surface waters and sediments across all studied rivers, with pronounced spatial and seasonal variability in concentrations, generally increasing toward urbanized and industrialized areas. Estuaries acted as sinks for microplastics. Small-sized particles (<200 μm) dominated MP assemblages, with polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), and polyvinyl chloride (PVC) identified as the most abundant polymer types. The associated ecological risk of MPs ranged from moderate to high levels. PAEs and OPEs were also widespread in sediments, with total concentrations displaying strong spatial heterogeneity and elevated levels in fine-grained, organic-rich sediments. No significant correlations were found between MP abundance, specific polymer types, and individual PAEs and OPEs, indicating that leachate from MP may not act as a primary source of these additives in the studied area.
This pioneering research contributes to the elaboration of new scientific knowledge on MPs and related contaminants in tropical environments, providing essential insights for regional pollution management and environmental policy development in Southeast Asia.