Regionalized Life Cycle Impact Assessment (LCIA) Fate and Characterization Factors for Microplastic Emissions in the Marine Environment

La pollution des plastiques dans l’environnement, notamment l’environnement marin, est devenue un enjeu au niveau international au cours des années, à cause de leurs propriétés persistentes et leurs impacts dans l’environnement. Les déchets microplastiques (1 µm -5 mm) dans l’environnement marin sont préoccupants à cause de leur petite taille et leur facilité à exposer les organismes marins. Les microplastiques (MPs) émis dans les océans sont transportés par différents mécanismes tel que, les courants d’eau, les vagues, les tur-bulences, etc., ainsi que leurs propriétés physiques (densité, taille, forme). Plusieurs mécan-ismes sont aussi responsables du changement des propriétés des particules tel que, la salissure, l’aggrégation, le transport par le biote, etc. Dépendemment de toutes ces propriétés envi-ronnementales, océanographiques, ainsi que des propriétés des particules, les microplastiques émis dans l’environnement marin sont dispersés et transportés vers différents endroits. Par conséquent, leurs impacts dépendent de leur compartiment de sort ultime et les organismes qui y sont exposés. Les impacts des microplastiques sur l’écosystème marin ont toujours été associés à leur (éco)toxicité, liée à leurs additifs. Cependant, différents impacts ont été récem-ment liés à la physiologie des particules et leur présence dans le corps des organismes. Ceux-ci incluent la détérioration de la croissance, fausse satiété, limitation de la reproduction, ob-struction du tube digestif, ou même la mort. Pour cette raison, l’analyse et la quantification de ces impacts est importante. L’analyse du cycle de vie (ACV) est une méthodologie qui vise à analyser les impacts environ-nementaux potentiels d’un produit ou service, sur l’ensemble de son cycle de vie. Une ACV est réalisée en quatres phases, d’après les règles ISO14040 et 14044. Ces phases incluent: la définition des objectifs et champs de l’étude, l’inventaire du cycle de vie (ICV), l’évaluation des impacts du cycle de vie (ÉICV), et l’interprétation des résultats. Différentes initiatives ont visé à inclure les impacts des MPs en ACV, tout en dévelop-pant des facteurs de caractérisation (FCs) pour la phase ÉICV. MarILCA est un groupe de recherche international, qui propose un cadre méthodologique pour le développement des facteurs de caractérisation pour les déchets plastiques dans l’environnement, notamment l’environnement marin. Ce cadre méthodologique s’harmonise avec les méthodes ÉICV déjà existantes GLAM et IMPACT World+. Au sein de leur cadre méthodologique, une catégorie d’impacts a été proposée spécifiquement pour les "effets physiques sur le biote" des plastiques émis. Différentes études ont déjà tenté de développer des FCs pour les microplastiques dans l’environnement marin, pour la catégorie d’impacts "effets physiques sur le biote".

Abstract

Plastics pollution in the environment, notably the marine environment, has become an in-ternational issue over the years due to their persistent properties and impacts on the envi-ronment. Microplastic (1 µm - 5mm) littering in the marine environment was of particular concern, due to their small size and ease of exposure to the marine ecosystem. Microplastics (MPs) emitted into the oceans are driven by various mechanisms such as water currents, waves, turbulence, etc., as well as their physical properties (size, density and shape). Several marine mechanisms are also responsible for changing the properties of MPs leading to their redistribution, such as biofouling, aggregation, biota transfer, etc. Depending on all these environmental, oceanographic, and physical properties of MPs released into the marine en-vironment, the particles are dispersed and transported to different locations. Consequently, their impacts depend on their ultimate fate compartment and the organisms exposed to them. The impacts of MPs have always been associated with their (eco)toxicity, linked to their ad-ditives and chemicals attached to them. However, different impacts have recently been linked to the physiology of the particles within the body of marine species. These include growth deterioration, false satiation, reproduction limitation, obstruction of the digestive tract, or even mortality. Therefore, it is important to assess the impacts of these particles on marine ecosystems. Life cycle assessment (LCA) is an international tool used to assess environmental impacts of products and services over their entire life cycle. It is done over four phases according to ISO14040 and 14044. They include the goal and scope definition, life cycle inven-tory LCI, life cycle impact assessment LCIA, and results interpretation. Several initiatives have tried to include impacts of MPs in LCA through developing characterization factors (CFs) for the LCIA phase. MarILCA is an international working group that proposed a framework to develop CFs for plastic emissions, mainly in the marine environment, in a harmonized way with already existing LCIA methods IMPACT World+ and GLAM. In their framework, a new impact category was added to address "physical effects on biota" of emitted plastics.