Échantillonnage d'eau en mer Celtique avec un système CTD propre. Crédit :D. Rusiecka, GEOMAR.
Pendant de nombreuses décennies, les activités humaines ont libéré du plomb dans l'atmosphère, y compris la combustion de carburant au plomb. Un groupe de chercheurs dirigé par GEOMAR, Kiel, ont maintenant démontré qu'après l'élimination progressive de l'essence au plomb en Europe au cours des dernières décennies, il y a eu une réduction de quatre fois des concentrations de plomb dans les mers continentales européennes. Néanmoins, l'héritage de la pollution mondiale historique par le plomb est toujours évident.
Le plomb (PB) est l'un des rares éléments pour lesquels l'impact de l'activité humaine sur le milieu marin est clairement évident. Il n'a aucune fonction biologique et est toxique pour l'homme et les organismes marins. La perturbation anthropique remonte au milieu du 19ème siècle, la combustion du charbon et de l'essence au plomb étant les principales sources de plomb dans l'atmosphère. Le plomb anthropique est transporté dans l'atmosphère sur de longues distances et déposé dans des régions éloignées, ce qui entraîne une augmentation des concentrations de plomb dans les océans de surface de> 190 pmoles kg -1 pendant le pic des émissions de plomb en 1970-1980. Ceux-ci sont environ 100 fois plus élevés que les niveaux de fond naturels.
Depuis, des réglementations environnementales plus strictes ont entraîné une réduction des émissions de plomb dans l'environnement. L'essence au plomb a maintenant été pratiquement éliminée avec des diminutions notables des concentrations de plomb dans les eaux de surface océaniques. Une étude menée par une équipe internationale de scientifiques dirigée par GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel présente de nouvelles données d'observation qui indiquent une réduction des concentrations de plomb dans les eaux de surface des mers continentales européennes. Néanmoins, l'héritage du plomb, en particulier de la Méditerranée, est toujours présent, et de nouvelles sources de plomb émergent dans le milieu marin. L'équipe a publié ses résultats dans la célèbre revue scientifique internationale Lettres de recherche géophysique .
La dernière évaluation des concentrations de plomb dans les mers continentales européennes a été entreprise lorsque l'essence au plomb était encore largement utilisée. Dans la nouvelle étude, les biogéochimistes marins Dagmara Rusiecka, Le Dr Martha Gledhill et le professeur Eric Achterberg de GEOMAR ont montré qu'une réduction de quatre fois des concentrations de plomb est évidente dans les eaux de surface de la mer Celtique, par rapport aux mesures effectuées il y a deux ou trois décennies.
"Il s'agit de la première étude montrant une réduction prononcée des concentrations de plomb dans les eaux de surface européennes depuis la suppression progressive de l'essence au plomb, " dit Dagmara Rusiecka, doctorat étudiant et auteur principal de cette étude, « et souligne que l'élimination progressive de l'essence au plomb a entraîné une réduction substantielle de la pollution atmosphérique et des dépôts de plomb dans les eaux marines ».
Néanmoins, dans la zone d'étude, les concentrations de plomb sont encore de 10 à 60 fois plus élevées que les niveaux de fond naturels. Le plomb déposé dans l'océan est finalement transféré aux sédiments. « Puisque les apports atmosphériques sont réduits, nous pouvons maintenant voir que le plomb hérité est libéré par les sédiments, former une nouvelle source de plomb dans l'environnement, " déclare le professeur Eric Achterberg de GEOMAR. Fait intéressant, les eaux de la Méditerranée qui atteignent les côtes européennes à une profondeur d'environ 1000 mètres portent un fort signal de plomb anthropique. La Méditerranée a reçu beaucoup d'avance des pays voisins comme l'Italie, l'Espagne et la Grèce, qui n'a éliminé l'essence au plomb qu'en 2003.
Concentrations de Pb dissous (pmoles par litre) dans la région des pentes de la mer Celtique. Concentrations accrues visibles dans les eaux de surface à partir des apports atmosphériques) et à env. 1000 m (des masses d'eau originaires de la Méditerranée). Crédit :GEOMAR.
Les résultats sont basés sur des expéditions menées dans le cadre du programme britannique Shelf Sea Biogeochemistry et du programme international GEOTRACES sur le navire de recherche britannique Discovery in the European Shelf Seas between Ireland and France (Celtic Sea) au cours de la période 2014-2015. Sur de nombreux sites de la mer Celtique, Dagmara Rusiecka a prélevé des échantillons d'eau pour mesurer le plomb, qui ont ensuite été analysés dans les laboratoires spécialisés de GEOMAR.
L'échantillonnage et l'analyse du plomb dans l'eau de mer sont difficiles en raison des concentrations relativement faibles. Cela n'est possible que depuis les années 1980. L'échantillonnage doit être effectué à l'aide d'appareils spécialisés, équipements sans métal (câbles Kevlar et bouteilles téflonnées), afin d'exclure la contamination de l'équipement d'échantillonnage. « L'échantillonnage est un défi particulier, parce que le plomb se trouve presque partout sur les navires, même sur les nouvelles surfaces en plastique, " explique le Dr Martha Gledhill, co-auteur de l'étude. "Nous avons effectué l'analyse dans des salles blanches spécialisées similaires à celles dans lesquelles les puces informatiques sont fabriquées."
Le professeur Eric Achterberg dit, « Nous constatons maintenant des réductions de plomb dans les eaux de surface des mers continentales européennes en raison de la réduction des émissions de plomb. De manière inattendue, les sédiments qui ont accumulé du plomb au cours des 150 dernières années sont maintenant devenus une source de plomb dans les eaux sus-jacentes. Ce n'était pas prévu, car le plomb est supposé se lier très fortement aux particules dans les mers et ainsi rester piégé en permanence dans les sédiments. Par conséquent, nous supposons que les concentrations de plomb dans les eaux côtières mettront beaucoup plus de temps à revenir aux niveaux de fond naturels que prévu auparavant, avec des conséquences potentiellement négatives pour les organismes marins et les humains suite à la bioaccumulation dans la chaîne alimentaire.
Les données de plomb de cette étude sont une contribution importante au programme GEOTRACES, un vaste effort international visant à cartographier les concentrations de métaux dans l'océan mondial. « Les données nous permettront de faire des prédictions à plus grande échelle sur le transport des contaminants dans les mers du plateau continental. En fin de compte, la combinaison de ces informations avec des mesures mondiales de métaux contaminants et des améliorations des modèles océaniques nous permettra de faire des prédictions solides sur le comportement des polluants et leurs effets sur les écosystèmes à l'échelle mondiale, " a conclu le professeur Achterberg.
