Quand les centrales électriques brûlent du charbon, une classe de composés appelés hydrocarbures aromatiques polycycliques, ou HAP, font partie de la pollution atmosphérique qui en résulte. Les chercheurs ont découvert que les toxines HAP se dégradent à la lumière du soleil en composés et sous-produits pour enfants.

Certains composés enfants peuvent être plus toxiques que les HAP parents. Les rivières et les barrages touchés par les HAP sont probablement contaminés par un nombre beaucoup plus important de toxines que celles émises par les principaux pollueurs, les chercheurs montrent maintenant dans Chémosphère .

Une centrale électrique au charbon et une cigarette ont plus en commun que vous ne le pensez. Les pots d'échappement des voitures aussi, brûler les résidus de récolte, avions et incendies de forêt.

Les HAP sont produits lorsque les combustibles fossiles ou la matière organique ne sont pas complètement brûlés. Ces signatures de HAP sont suffisamment distinctes pour que les scientifiques puissent dire quelles sont les sources probables de pollution. Ils peuvent le faire en analysant des échantillons d'eau et de sédiments provenant de rivières et de barrages touchés par la pollution.

Certains composés enfants sont plus toxiques que les HAP parent d'origine, d'autres études ont trouvé. Cela signifie qu'il y a probablement plus de toxiques, composés HAP cancérigènes présents dans les barrages et les rivières qu'on ne le pensait auparavant, dit le Dr Mathapelo Seopela, chercheur au Département de chimie de l'Université de Johannesburg et auteur principal de l'étude.

« Les processus de combustion créent des HAP dont la taille varie de deux à six anneaux de benzène fondus. Plus le processus de combustion est chaud, plus le composé qui se forme est gros, et plus c'est nocif, " elle dit.

"Par exemple, lorsque le charbon est brûlé dans une centrale électrique au charbon pour l'électricité, des HAP à cinq et six anneaux sont susceptibles de se former. C'est parce que le processus de combustion est à une température très élevée, plus de 1000 degrés Celsius."

Ces gros composés de HAP voyagent avec le reste des fumées des tours de refroidissement de la centrale. Les vents peuvent alors souffler les composés assez loin, aux rivières, barrages, terres agricoles ou la ville voisine.

"Quand de l'essence est brûlée dans un moteur de voiture, des HAP à deux ou trois anneaux se forment habituellement. Des HAP similaires sont formés par les avions, lorsque les agriculteurs brûlent des résidus de récolte ou de l'herbe, ou avec du bois brûlant, " dit-elle. " Les HAP se retrouvent dans l'atmosphère, dans l'air que nous respirons. Souvent, ils peuvent parcourir de très longues distances depuis les sources qui les ont produits, comme les centrales électriques ou les incendies de forêt."

De nombreux composés HAP sont nocifs. Ils sont formés de deux ou plusieurs molécules de benzène fusionnées, ou anneaux, lors de la combustion incomplète de combustibles fossiles ou de matière organique. Le benzène est un produit hautement inflammable, liquide toxique. Il est en partie responsable de l'odeur caractéristique d'une station-service.

Le HAP le plus simple est le naphtalène, qui a deux cycles benzéniques. Certaines personnes utilisent des boules à naphtaline pour protéger leurs vêtements des mites. C'est toxique pour les gens. Le prochain plus gros HAP est l'anthracène, un composant du goudron de houille, qui a trois cycles benzéniques. L'anthracène est une substance dangereuse. Il est très toxique dans les milieux aquatiques, et est considéré comme un polluant persistant et bioaccumulable.

Un certain nombre d'HAP ont été répertoriés par des organisations telles que l'EPA, OMS et Commission européenne comme cancérigène. Certains HAP peuvent provoquer des changements permanents dans les gènes des animaux, ce qui peut entraîner des retards de développement ou des malformations chez les embryons de poissons. Ces composés HAP sont également classés comme mutagènes.

Lorsque les gouttes de pluie entraînent les composés HAP dans les rivières et les barrages, d'énormes défis environnementaux peuvent être créés. La pluie livre les toxines dans l'eau potable, l'eau utilisée pour irriguer les cultures vivrières, et de l'eau pour le bétail. Les poissons accumulent les HAP dans leur chair. « Dans notre étude, nous avons examiné les HAP avec deux à six cycles benzéniques fusionnés. Ceux-ci représentaient la pollution provenant des feux de bois et des voitures jusqu'aux centrales électriques au charbon. Nous savions qu'en général, Les composés HAP commenceront à changer, ou dégradant, quand le soleil brille sur eux. Mais nous voulions savoir ce que deviennent les HAP spécifiques lorsqu'ils se dégradent, et à quelle vitesse cela arrive, " dit Seopela.

Dans des recherches antérieures, elle a analysé l'eau et les sédiments d'un barrage contaminé en Afrique du Sud pour les HAP. Le barrage de Loskop est alimenté par la rivière Olifants dans une grande usine industrielle, région des mines de charbon et des centrales électriques au charbon du Mpumalanga.

Des morts massives de poissons et de crocodiles ont été enregistrées dans la rivière, et les polluants organiques, y compris les HAP, ont été identifiés comme des facteurs contributifs.

Dans d'autres études, les chercheurs ont découvert que les HAP se décomposent à la lumière du soleil, mais que les plus petits composés enfants qui se forment (photoproduits) peuvent être plus toxiques que les plus gros composés parents.

Seopela et les chercheurs du laboratoire biologique de Chesapeake du Centre des sciences de l'environnement de l'Université du Maryland ont construit un système de recirculation en circuit fermé pour l'étude dans leur laboratoire. Ils ont testé cinq HAP répertoriés par l'EPA des États-Unis comme polluants prioritaires. Il s'agissait du naphtalène, anthracène, benzo(a)anthracène, le benzo(a)pyrène et le benzo(ghi)pérylène.

Pour chaque HAP, ils en ont testé des échantillons purs dans de l'eau pure comme contrôle. Ensuite, ils ont testé chaque HAP pur dans de l'eau pure avec une quantité spécifique de matière organique naturelle (NOM) ajoutée pour simuler les conditions d'une rivière et d'un barrage. Ils ont testé chaque HAP seul, puis les mélanger tous ensemble pour voir ce qui se passe.

« Nous avons découvert que lorsque la lumière du soleil tombe sur un parent HAP, il se décompose en HAP enfants plus petits, que nous appelons produits de dégradation. Mais en même temps, des sous-produits complètement différents sont également formés, ", explique le professeur Michael Gonsior du laboratoire biologique de Chesapeake à l'Université du Maryland.

"C'est très préoccupant. Les composés d'HAP parent, les HAP enfants dégradés et les sous-produits, ou photoproduits, sont probablement tous présents en même temps dans les cours d'eau et les barrages touchés par les HAP, " il continue.

"Nous avons également constaté que généralement les HAP à cinq à six anneaux se décomposent beaucoup plus rapidement que les HAP à deux anneaux dans l'eau pure, " dit le Dr Leanne Powers, assistant chimiste de recherche au laboratoire biologique de Chesapeake.

"Mais la dégradation ralentit lorsqu'il y a plus de matière organique naturelle dans l'eau. Nous nous attendons à ce que les HAP dans l'eau ou les sédiments d'une rivière trouble mettent beaucoup de temps à se décomposer. Beaucoup plus longtemps que les trois heures et un peu le Il a fallu que les HAP se dégradent dans l'eau pure de notre laboratoire. La procédure utilisée dans cette étude peut être utilisée pour comprendre comment les autres HAP se dégradent, et ce qu'ils deviendront dans les milieux d'eau douce, " dit Pouvoirs.

Seopela dit, « Cela signifie que les gens, animals and plants that depend on that water are likely exposed to a far greater number of toxins at the same time, than was emitted from the sources, such as power stations."