La pompe à tube Watson-Marlow aide à chasser les microplastiques nocifs

La pompe compacte de la série 300 fonctionne non seulement avec la précision et la fiabilité requises, mais élimine le risque que des contaminants plastiques provoquent des résultats de mesure inexacts. L'échantillonnage est effectué automatiquement à des intervalles programmés.

Bien que des images choquantes aient mis en évidence le problème des déchets plastiques dans les océans, le problème des microplastiques dans les eaux intérieures est passé relativement inaperçu. Cependant, des quantités croissantes de particules de plastique de 5 mm ou moins sont désormais monnaie courante dans les lacs et les rivières. Les ménages privés sont parmi les principaux coupables, principalement en raison du détachement de particules des textiles lors des cycles de lavage. Les particules des cosmétiques sont également problématiques.

Le projet de recherche PLASTRAT, coordonné par l'Université de la Bundeswehr de Munich et soutenu par le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche (BMBF), vise à évaluer l'ampleur et l'ampleur du problème.

Les défis de l'échantillonnage
"L'une des premières tâches de PLASTRAT était de développer une méthode uniforme et comparable pour le prélèvement d'échantillons dans les stations d'épuration", explique Univ.-Prof. Dr Christian Schaum, professeur de génie sanitaire et de gestion des déchets à l'Université Bundeswehr de Munich. Des échantillons doivent être prélevés à intervalles réguliers pour compenser les fluctuations tout au long de la journée et assurer des comparaisons appropriées. La procédure doit également exclure la possibilité que les échantillons soient contaminés par d'autres particules de plastique.

Travaillant à la station d'épuration de Fellach à Holzkirchen, près de Munich, les chercheurs ont développé une procédure d'échantillonnage qui prend en compte ces critères. Pendant 24 heures, une pompe alimente l'eau à partir de laquelle les échantillons doivent être prélevés dans une cuve de rétention. L'eau de ce réservoir de 1 000 litres est ensuite agitée pour favoriser l'homogénéisation et créer un échantillon mélangé.

«L'échantillon est ensuite passé à travers une cascade à plusieurs niveaux de filtres avec des pores de 50 et 500 μm pour concentrer les particules microplastiques», explique Natalie Wick, membre de l'équipe du projet. «Les résidus de filtration sont analysés pour voir combien des restes de microplastique. »

Une pompe répond à de nombreuses exigences
L'un des défis lors de l'élaboration de cette procédure a été de sélectionner la pompe optimale pour l'échantillonnage.

«Des échantillons devaient être prélevés à la sortie du piège à sable, ainsi qu'à la sortie de la zone de traitement secondaire, dans différentes usines de traitement des eaux usées», explique Mme Wick. «Par conséquent, la pompe devait être légère et polyvalente, mais aussi robuste et fiable."

Parallèlement à des niveaux de précision élevés, l'échantillon d'eau devait parfois être pompé dans des réservoirs qui étaient plusieurs mètres plus haut que le niveau de l'eau. En outre, la pompe aurait besoin de fonctions de distribution à intervalles programmables et serait capable d'aspirer de l'eau de manière autonome. Cependant, l'exigence la plus importante découlait de la nature même du sujet de recherche.

«Comme nous voulions enquêter sur la présence de particules de plastique dans l'eau, il était important que les échantillons ne soient pas contaminés par d'autres plastiques», explique Mme Wick.

Pour exclure cette possibilité, les seuls plastiques utilisables étaient le silicone ou le téflon. Ces matières n'ont pas été retrouvées en quantités significatives dans les échantillons d'eaux usées et pouvaient donc être exclues du processus d'analyse.

Aucun blocage ni contamination
Il est rapidement apparu que seule une pompe à tube pouvait satisfaire cette longue liste d'exigences. Grâce à son système de pompage péristaltique fermé, seul le tube entre en contact avec le milieu, en l'occurrence l'échantillon d'eau. Contrairement à d'autres types de pompes, telles que celles basées sur des technologies centrifuges ou à membrane, une pompe à tube n'a pas d'impulseurs, de joints ou de vannes dans la zone à travers laquelle le fluide est alimenté. Cette conception empêche non seulement la contamination, mais son chemin d'écoulement non obstrué signifie également que les blocages sont extrêmement improbables.

Les pompes à tube sont la meilleure solution pour un échantillonnage autonome continu à des intervalles de plus de 24 heures car elles sont auto-amorçantes et empêchent efficacement les dommages qui seraient causés par un fonctionnement à sec. De plus, une aspiration puissante gère toute différence de hauteur entre le point de prélèvement de l'échantillon et le réservoir de rétention.

Précis, programmable et facile à utiliser
«Nous avons déjà eu des expériences positives avec les pompes tubulaires Watson-Marlow dans nos laboratoires», rapporte le professeur Schaum. Ces rencontres fructueuses ont conduit à la sélection d'une pompe tubulaire Watson-Marlow série 300, qui sera ensuite utilisée pour introduire 1 000 litres d'eau dans le réservoir d'échantillon en 24 heures. La pompe extrait 5 litres d'eau dans chacun des 200 cycles d'échantillonnage, le transport automatique prenant environ 2,5 minutes. La pompe peut être facilement programmée pour effectuer un nombre défini de distribution processus avec une quantité spécifique à des intervalles de temps définis.

Grâce à la tête de pompe flip-top, le tube, ou même la tête de pompe entière, peut être remplacé en quelques minutes. Dans ce projet, un tube en silicone de haute qualité fourni par Watson-Marlow a été utilisé pour éviter que les échantillons ne soient contaminés par des particules de plastique. La pompe et le tube étant fabriqués par la même société, ils étaient parfaitement compatibles et capables d'atteindre de manière fiable la précision d'échantillonnage nécessaire.

La pompe à tube de la série Watson-Marlow 300 fonctionne déjà depuis plus de deux ans et "fonctionne de manière fiable et efficace lors du prélèvement de nombreux échantillons dans de très nombreuses situations différentes", conclut Mme Wick.