Dans un article publié dans la revue Pollution environnementale , Des chercheurs brésiliens ont montré que les espèces d'arbres Tipuana tipu ont été utilisées avec succès comme marqueur de la pollution atmosphérique par les métaux lourds et d'autres composés chimiques à Sao Paulo, La plus grande métropole du Brésil.

Cette espèce originaire de Bolivie, communément appelée tipuana, est omniprésente dans la ville. Chercheurs de l'Institut de biosciences (IB-USP) et de la faculté de médecine (FM-USP) de l'Université de São Paulo, en collaboration avec des collègues de l'Université de Campinas (IB-UNICAMP), ont considéré T. tipu comme l'arbre le plus approprié pour mesurer les niveaux de pollution environnementale à São Paulo sur le long terme en analysant la composition chimique de l'écorce des arbres et des cernes de croissance.

Des tests ont été réalisés afin de comparer les performances de trois des essences d'arbres les plus répandues en ville :le troène (Ligustrum sp.), sibipiruna ou perdrix (Caesalpinia pluviosa), et tipuana. La recherche a noté une réduction des niveaux de pollution du cadmium, le cuivre, nickel et plomb dans l'ouest de la ville au cours des 30 dernières années.

Les racines du tipuana absorbent les métaux lourds et autres produits chimiques présents dans l'atmosphère et tombent au sol dans l'eau de pluie. Ces produits chimiques sont transportés dans la sève par les cellules du xylème de l'arbre et stockés dans le bois de ses anneaux de croissance, les cercles concentriques visibles dans une section transversale du tronc.

Chaque anneau de croissance représente une année de la vie de l'arbre. Les anneaux les plus récents sont plus larges et plus éloignés du centre. Celles les plus proches du centre sont plus étroites. La composition chimique des cernes de croissance de l'arbre reflète les niveaux de métaux lourds dans le sol d'année en année, et les résultats peuvent être comparés pour déterminer comment ce type de pollution a varié sur une échelle de décennies.

« Si un arbre a 50 ans, par exemple, il racontera l'histoire de la pollution dans la ville pendant cette période, " a déclaré Giuliano Maselli Locosselli, chercheur postdoctoral à l'IB-USP et premier auteur de l'étude.

Pendant ce temps, l'analyse de l'écorce de Tipuana montre les niveaux de produits chimiques atmosphériques qui se sont déposés passivement dans cette partie externe du tronc. En mesurant les niveaux de métaux lourds dans des échantillons d'écorces d'arbres encore debout dans différents quartiers de la ville, les chercheurs peuvent cartographier les variations spatiales de ces niveaux sur une échelle d'années.

"Il est plus facile d'obtenir des échantillons d'écorce que des cernes annuels de croissance, et l'analyse chimique de l'écorce est moins coûteuse, afin que nous puissions analyser des échantillons de nombreux arbres et couvrir une grande surface, " a déclaré Locossell. " Le résultat est une carte de la pollution par les métaux lourds et d'autres éléments chimiques dans toute la ville. "

Baisse des niveaux de pollution par les métaux lourds

Les chercheurs ont mené une première étude dans laquelle ils ont mesuré les niveaux de cadmium, le cuivre, Mercure, nickel, sodium, du plomb et du zinc dans des anneaux de deux spécimens de tipuana poussant dans les jardins de la faculté de médecine de l'Université de São Paulo, à l'ouest de la région centrale de la ville. Leur objectif était d'analyser les changements temporels des niveaux de pollution aux métaux lourds dans cette partie de São Paulo.

Les deux arbres utilisés dans cette étude avaient 35 ans. Des échantillons ont été prélevés sur leurs anneaux de croissance à l'aide d'un instrument appelé perceur à incréments Pressler, qui a un foret creux et est conçu pour extraire une section cylindrique de tissu de bois d'un arbre vivant dans tout son rayon avec des blessures relativement mineures à la plante elle-même.

"La procédure peut être comparée à une biopsie d'arbre, " a déclaré Locsselli.

Les échantillons d'anneaux de croissance annuels de 15 mm ont été envoyés à Marco Aurelio Zezzi Arruda, professeur à l'Institut de chimie de l'Université de Campinas (IQ-UNICAMP). Là, les échantillons ont été scannés par ablation laser couplée à la spectrométrie de masse, générer des images traitées par logiciel pour l'analyse chimique.

Les chercheurs ont sélectionné les cellules d'intérêt et ont effectué une analyse continue de tous les anneaux de croissance annuels pour mesurer les niveaux de métaux lourds absorbés par les arbres chaque année de leur vie.

L'analyse des données a mis en évidence une réduction significative de la pollution par le cadmium, le cuivre, nickel et plomb au cours des trois dernières décennies dans la partie de la ville habitée par les arbres tipuana échantillonnés, ainsi qu'une diminution plus modérée des taux de sodium et de zinc.

« La baisse des taux de plomb reflète l'élimination progressive de cet élément chimique de la composition de l'essence brésilienne, " a déclaré Marcos Buckeridge, co-chercheur principal au projet thématique FAPESP et co-auteur de l'étude.

"La tendance baissière du cadmium, la pollution du cuivre et du nickel reflète probablement l'amélioration de l'efficacité des véhicules et la désindustrialisation à São Paulo, " a déclaré Buckeridge.

Le plomb tétraéthyle a été utilisé dans le monde entier comme agent antidétonant dans l'essence automobile pendant une grande partie du 20e siècle pour améliorer les performances du moteur et réduire l'usure. Le rejet de plomb dans l'atmosphère par les gaz d'échappement des véhicules était un grave danger pour la santé. Le Brésil a interdit l'ajout de plomb tétraéthyle à l'essence automobile en 1988.

Les principales sources de cadmium dans la pollution de l'air ambiant sont l'industrie des appareils électroniques, pigments utilisés dans la peinture et la teinture, piles, la photographie, lithographie, feux d'artifice, Plastique, semi-conducteurs, cellules solaires, carburants, déchets urbains, caoutchouc de pneu et galvanoplastie. Les principales sources d'émissions de cuivre sont la combustion des déchets urbains et industriels, moulage d'alliage métallique, et pesticides.

"Les niveaux de ces éléments chimiques dans l'air ambiant de São Paulo ont baissé ces dernières décennies en raison de la désindustrialisation, " a déclaré Locsselli.