Projet de recherche E7/ASE/2 (Action de recherche E7)
L'objectif de ce projet est, d'une part d'affiner les modèles de dépôt de métaux lourds en définissant mieux le mécanisme d'extraction de ceux-ci (en particulier le mercure) qui sont présents dans l'eau de pluie, et par ailleurs d'étudier la part relative du mercure dans l'atmosphère, dans l'eau de pluie et dans la colonne d'eau, ce qui est nécessaire afin de pouvoir modéliser de manière précise le flux d'échange du mercure à la surface air-mer.
A. Dépôt atmosphérique
La validation des méthodes analytiques mises au point lors de la première phase du projet sera poursuivie par l'intercalibrage avec des groupes internationaux (GKSS, Hambourg) et par la participation aux expériences internationales d'intercalibrage pour le mercure (par exemple BCR, CE, Seattle University, USA).
La fraction atmosphérique des particules de mercure reste encore peu connue. Bien que les concentrations en plein océan soient fort basses, celles-ci peuvent sensiblement s'accroître au-dessus des terres, et ce principalement aux alentours des sources d'émissions. Aussi des mesures du taux de mercure des particules seront-elles effectuées au-dessus des terres et dans des régions où les importantes concentrations en aérosols sont suffisantes. Cela se fera à l'aide de différents systèmes d'échantillonnage pour mieux comprendre la répartition du mercure dans différents types d'aérosols. La présence de composés organiques contenant du Hg dans la phase particulaire sera également analysée. Une meilleure compréhension du comportement du mercure particulaire doit également pouvoir mener à un affinement des modèles de transport et de dépôt.
Des tests portant sur la solubilité seront effectués sur des aérosols au cours d'expériences menées dans le laboratoire pour mieux comprendre les processus d'extraction atmosphériques du mercure particulaire vers l'eau de pluie d'une part et vers des sites d'absorption et de spéciation chimique du mercure particulaire d'autre part. Cela précisera l'importance du mercure particulaire au sein du flux de dépôt humide. L'oxydation du mercure gazeux par l'ozone est considérée comme le principal mécanisme d'extraction de mercure par l'eau de pluie. L'analyse du mercure en tant que gaz atmsophérique parfois dissous dans l'eau de pluie, combinée aux données relatives aux concentrations d'ozone fourniront des informations sur l'extraction oxidative du mercure par l'eau de pluie et sur les produits formés lors de ces réactions. Vu la quantité réduite d'eau de pluie au-dessus de la mer, il est souvent impossible d'effectuer des spéciations de mercure en eau de pluie. Aussi la pluie sera-t-elle échantillonnée au-dessus des terres (campus VUB) au cours des diverses saisons. On effectuera sur ces échantillons une spéciation de mercure (particulaire, dissous, instable, fortement complexé, mercure méthylique). Une averse fera également l'objet d'échantillonnages séquentiels. Outre le mercure, les éléments principaux et les oligo-éléments seront analysés, lesquels fournissent des informations supplémentaires concernant le processus d'extraction.
B. Echange de mercure air-mer
On prêtera également attention à l'échange air-mer du mercure. On a démontré que l'évaporation de mercure volatile représente un flux atmosphérique important.
Grâce à l'échantillonnage saisonnier de la mer du Nord et de l'estuaire de l'Escaut portant sur le profil de salinité dans son ensemble, on peut étudier l'influence des paramètres physico-chimique changeants sur la méthylation/déméthylation et la volatilisation du mercure. Les flux d'échange seront modélisés à l'aide d'un modèle d'échange tenant compte des circonstances atmosphériques telles que la vitesse du vent, la hauteur des vagues et les spectres des vagues.
Le flux d'échange sera également mesuré "in situ" et fera l'objet d'un certain nombre d'expériences en laboratoire dans lesquelles les facteurs qui influencent ces dernières feront l'objet d'un contrôle.
Tout cela doit aboutir à une compréhension approfondie des transformations atmosphériques du mercure et du modèle de dépôt de celui-ci au-dessus de la baie sud de la mer du Nord.
