Des chercheurs dirigés par un professeur de sciences environnementales de l'UMass Lowell affirment que les mesures du mercure dans une forêt du Massachusetts indiquent que l'élément toxique est déposé dans les forêts du monde entier en quantités beaucoup plus importantes qu'on ne le pensait auparavant.

Les résultats de l'équipe soulignent le souci de la santé et du bien-être des personnes, la faune et les cours d'eau, selon le Pr Daniel Obrist, comme le mercure qui s'accumule dans les forêts finit par s'écouler dans les ruisseaux et les rivières, finissant dans les lacs et les océans.

Le mercure est un polluant hautement toxique qui menace les poissons, des oiseaux, mammifères et humains. Des centaines de tonnes sont rejetées dans l'atmosphère chaque année par les centrales électriques au charbon, ainsi que par l'extraction de l'or et d'autres procédés industriels, et le polluant est distribué par les vents et les courants à travers le monde. Exposition à long terme au mercure, ou consommer des aliments contenant des niveaux élevés de polluant, peut conduire à la reproduction, immunitaire, problèmes neurologiques et cardiovasculaires, selon Obrist, président du département de l'environnement de l'UMass Lowell, Sciences de la Terre et de l'atmosphère.

Les forêts sont les plus abondantes au monde, écosystèmes productifs et répandus sur terre, selon Obrist, qui a dit que l'étude est la première qui examine une image complète de la façon dont le mercure dans l'atmosphère est déposé dans n'importe quelle forêt rurale du monde, y compris le dépôt de mercure sous sa forme gazeuse, que la plupart des études précédentes n'abordent pas.

"Les arbres absorbent le mercure gazeux de l'atmosphère à travers leurs feuilles et à mesure que les plantes perdent leurs feuilles ou meurent, ils transfèrent essentiellement ce mercure atmosphérique aux écosystèmes, " il a dit.

Les résultats du projet ont été publiés aujourd'hui dans un numéro du Actes de l'Académie nationale des sciences . Éric Roy, étudiant à l'UMass Lowell, un double-major en météorologie et mathématiques de Lowell, fait partie des co-auteurs de l'étude.

Depuis 16 mois, l'équipe a mesuré comment le mercure dans l'atmosphère se dépose à Harvard Forest à Petersham, un presque 4, Site de 1 000 acres comprenant des feuillus feuillus comme le chêne rouge et l'érable rouge qui perdent leurs feuilles chaque année. Un ensemble de systèmes de mesure placés à différentes hauteurs sur la tour de recherche de 100 pieds de haut de la forêt a évalué les dépôts de mercure gazeux du site depuis la canopée des arbres jusqu'au sol de la forêt.

« Soixante-seize pour cent des dépôts de mercure dans cette forêt proviennent du mercure atmosphérique gazeux. C'est cinq fois plus que le mercure déposé par la pluie et la neige et trois fois plus que le mercure qui se dépose par la litière, qui est le mercure transféré par les feuilles tombant au sol et qui a déjà été utilisé par d'autres chercheurs comme indicateur pour estimer les dépôts de mercure gazeux dans les forêts, " a déclaré Obrist.

"Notre étude suggère que la charge de mercure dans les forêts a été sous-estimée d'un facteur d'environ deux et que les forêts du monde entier pourraient être un absorbeur et un collecteur mondial de mercure gazeux beaucoup plus importants qu'on ne le pense actuellement. Cette accumulation plus importante que prévu peut expliquer un taux de mercure étonnamment élevé. niveaux observés dans les sols des forêts rurales, " il a dit.

Les plantes semblent dominer comme source de mercure sur terre, représentant de 54 à 94 pour cent des dépôts dans les sols en Amérique du Nord. La quantité mondiale totale de mercure déposé sur le sol est actuellement estimée à environ 1, 500 à 1, 800 tonnes par an, mais il peut être plus du double si d'autres forêts présentent des niveaux de dépôt similaires, selon Obrist.

Les chercheurs poursuivent leurs travaux dans une deuxième forêt à Howland, dans le nord du Maine. Forêt de Howland, un site de recherche de près de 600 acres plein de conifères qui conservent leurs feuilles toute l'année, offre un habitat nettement différent de celui de la forêt de feuillus de Petersham. L'évaluation des deux forêts permettra aux chercheurs d'examiner les différences d'accumulation de mercure entre les différents types de forêts, dit Obrist.

Le travail fournit une expérience de recherche pratique à Roy, un étudiant de l'UMass Lowell Honors College qui a été invité à devenir membre du programme Immersive Scholar de l'université en 2019. L'initiative permet aux étudiants de première année possédant des diplômes exceptionnels de participer à des travaux de laboratoire et à des recherches dès le début de leurs études universitaires.

"C'est vraiment excitant d'être co-auteur, " a déclaré Roy. " Cette étude nous a permis de quantifier la quantité de mercure accumulée dans ce type de forêt. Les modélisateurs peuvent utiliser ces résultats pour améliorer leur compréhension du cycle du mercure dans l'environnement à l'échelle mondiale et de la façon dont cela pourrait changer à l'avenir. »

Roy a aidé à analyser les données recueillies sur le terrain.

"Les contributions d'Eric à l'étude sont énormes. Il n'est pas très courant qu'un étudiant de premier cycle joue un rôle aussi important dans une grande, projet de recherche financé par le gouvernement fédéral, " a déclaré Obrist. " Son travail est vraiment impressionnant et il est devenu de plus en plus actif dans l'analyse de données et dans les calculs de flux et le traitement de données complexes. Il s'est vraiment mérité le deuxième poste d'auteur dans l'article du Actes de l'Académie nationale des sciences ."