Projet de recherche MN/DD1/001 (Action de recherche MN)
Il est incontestable que les hommes et leurs activités ont lourdement pesé sur les zones côtières au cours des cinquante dernières années. A certains égards, la situation pourrait même continuer à se déteriorer, ayant pour conséquence de réduire davantage l'attrait desdites zones. Les déversements de déchets, le transport par l'Escaut et le dépôt de polluants atmosphériques constituent chacun une menace. Il y a d'une part l'eutrophisation croissante et la prolifération des algues suite au transport accru d'azote et de phosphore et d'autre part le risque d'une qualité de vie réduite pour les végétaux et les animaux par la pollution causée par des matières contaminantes telles que les métaux lourds et les micropolluants. Lesdits "red tides", la prolifération dramatique de certaines colonies d'algues et la pollution due au mercure et au cadmium sont déjà connus de tous. L'objectif de ce projet de recherche est d'examiner les principales voies de transport des polluants vers la mer du Nord et de suivre ces polluants lorsqu'ils ont atteint la mer du Nord.
Le Projet
L'atmosphère
- Les flux atmosphériques de certains métaux toxiques, les polychlorobiphényles, les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les pesticides sont étudiés depuis quelque temps déjà. Pour ce qui est des autres groupes importants de polluants anorganiques et organiques, les données sur les interactions entre l'air et la mer dans la mer du Nord sont à l'heure actuelle inexistantes ou peu fiables. Nul ignore que le transport atmosphérique vers les océans est à l'échelle mondiale une des principales sources des nutriments (tels que l'azote et les oligo-éléments biodisponibles, dont le silicium) lesquels jouent un rôle clé dans la production primaire. Des dépôts extrêmement élevés peuvent profondément influer sur l'écosystème de la mer du Nord et entraîner localement, sous certaines conditions atmosphériques, la floraison d'algues. Il n'en est pas tenu compte pour l'instant dans les modèles mathématiques. Par conséquent, il est nécessaire de collecter des données détaillées et fiables sur le dépôt atmosphérique des principaux nutriments par le biais de la surveillance, et ce en fonction du lieu, de la saison et de l'origine de la masse atmosphérique au-dessus de la mer du Nord.
- Parmi les matières contaminantes organiques, les matières organiques volatiles (MOV) constituent un large groupe de matières, chimiquement différentes, aux effets multiples et divers. Les MOV influencent les processus atmosphériques, certains sont cancérogènes, d'autres persistants en présentant des effets de bioaccumalation. Neuf MOV, tous des composés chlorés, ont été repris dans la liste des 36 polluants toxiques prioritaires lors de la troisième Conférence sur la mer du Nord. Il est par conséquent nécessaire d'effectuer des recherches portant sur les sources, les concentrations et les flux de ces matières dans l'environnement marin. Une première campagne de surveillance a démontré que l'Escaut est une source importante de MOV pour l'environnement marin. En ce qui concerne ces composés, il semble exister un flux de l'eau vers l'air pour l'ensemble des lieux situés au sein du plateau continental. Lors des floraisons d'algues, des concentrations élevées de certains hydrocarbures aromatiques ont été mesurées. Il faut examiner l'éventuelle relation causale entre la prolifération des algues et les concentrations accrues, ainsi que les flux entre l'air et la mer.
- Quant aux métaux lourds, le taux de la pollution atmosphérique au-dessus de la mer du Nord est apparu le plus élevé lorsque les masses d'air venaient du sud-est, par exemple de Belgique. Les flux atmosphériques de dépôt de cadmium et de plomb sont égaux ou supérieurs à ceux dus au transport par les rivières, aux déversements directs effectués dans la zone côtière et au déversement des déchets industriels et des eaux usées. Une tendance décroissante a été constatée avec le temps pour le zinc et le plomb, contrairement aux autres éléments. Les concentrations et les dépôts fort variés ont requis une importante série de mesures afin d'obtenir des moyennes fiables et précises. Une autre constatation importante était que les principales différences entre les flux de dépôt modelés et mesurés sont causées par les particules relativement les plus grandes (>4µm) qui sont responsables de 85 à 99% du dépôt sec. De telles particules se déposent rapidement et ne volent pas loin. La mer du Nort étant toujours proche des sources continentales, une attention particulière est prêtée dans le projet à ce type de particules.
La phase aquatique
- En ce qui concerne la phase aquatique même de la mer du Nord, cette recherche a pour but, dans le cadre de la problématique liée à l'eutrophisation, de donner une description qualitative et quantitative du régime d'absorption d'azote. Ce régime est déterminé par (1) la disponibilité des nutriments, (2) les rapports des différents nutriments (entre autres les rapports azote-phos-phore et azote-silicate) et des différentes formes d'azote et (3) les espèces de phytoplancton.
Une telle description découle de l'étude des deux aspects, à savoir (1) l'aspect lié à séquestration du carbone par le biais de la productivité primaire et (2) l'aspect "qualité" à la base de la chaîne alimentaire, sous forme de rapports entre les différentes sortes de plancton (les diatomées et les non-diatomées).
- L'étude des oligo-éléments dans l'eau, tant les essentiels que les toxiques, sera axée sur leur biodisponibilité et les cycles biogéochimiques, en ce compris les vitesses d'adsorption et d'assimilation, ainsi que la spéciation chimique. De telles études de spéciation dans l'eau de la mer du Nord revêtent une importance capitale pour mieux comprendre les mécanismes de transport et de conversion ainsi que le contraste entre la biodisponibilité et la toxicité. L'étude se concentrera principalement sur les éléments "parasites", tels que le mercure et le cadmium, et sur les éléments "essentiels", tels que le fer et le manganèse.
Les Partenaires
- Grâce à l'expérience acquise au cours du Programme d'impulsion Sciences marines des SSTC, le Centrum voor Micro- en Sporenanalyse de l' UIA (Universitaire Instelling Antwerpen) (Professeur R. Van Grieken) et le Laboratorium voor Organische Scheikunde de l'UG (Professeur H. Van Langenhove) axeront, dans ce projet, leurs recherches sur l'étude des flux air/mer de certains nouveaux composés organiques (UG) et des nutriments (UIA), ainsi que sur l'affinement des connaissances quantitatives relatives aux métaux lourds (UIA) en réduisant les incertitudes et en étudiant la spéciation des transports atmosphériques.
- La contribution du Laboratorium voor Analytische Chemie de la VUB (Prof. W. Baeyens) consiste en l'analyse des distributions de nutriments et des translocations d'azote, de la diffusion des oligo-éléments tels que l'aluminium, le fer, le manganèse, le cuivre, le zinc, le nickel, le cadmium et le plomb, avec une attention particulière pour la phase de dissolution et des mécanismes et de la cinétique des oligo-éléments à l'aide d'isotopes stables. Une attention particulière est également prêtée au mercure dans l'air et dans l'eau. Le Laboratoire d'Océanographie Chimique de l'Université Libre de Bruxelles (Professeur R. Wollast) a pour tâche d'étudier les oligo-éléments en suspension tels que le manganèse, le cuivre, le zinc, le nickel, le cadmium et le plomb, principalement concernant la caractérisation de leur origine, et la mesure des particules de carbone, d'azote, d'aluminium et de fer.
Pour plus d'information:
Centrum voor Micro- en Sporenanalyse - Universitaire Instelling Antwerpen
Universiteitsplein 1, 2610 Antwerpen-Wilrijk
Tél: (03) 820 23 62 - Fax: (03) 820 23 76 - E-mail: vgrieken@uia.ua.ac.be
Biogeochemistry of nutrients, metals and organic micropollutants in the North Sea : final report
Van Grieken, R. - Baeyens, W. - Van Langenhove, H. ... et al Brussels : Federale Science Policy, 2004 (SP1381)
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Références bibliographiques :
