Connus sous le nom de produits chimiques « pour toujours » en raison du fait qu'ils ne se décomposent pas dans l'environnement, Les substances poly- et perfluoroalkyles (PFAS) sont utilisées dans une large gamme de produits et de procédés allant de l'ignifugation aux surfaces résistantes aux taches.

L'étude de l'Université de Lancaster les a trouvés dans l'eau de mer de surface proche de la fonte de la banquise arctique à des concentrations jusqu'à deux fois plus élevées que les niveaux observés dans la mer du Nord, même si la région de la mer de Barents faisant l'objet de l'enquête se trouvait à des milliers de kilomètres des régions peuplées d'Europe.

La recherche a montré que ces produits chimiques n'ont pas voyagé par mer, mais à travers l'atmosphère, où ils s'accumulent dans la banquise arctique. Parce que la glace arctique fond plus rapidement qu'auparavant, ces produits chimiques nocifs sont efficacement libérés dans l'eau de mer environnante, ce qui entraîne des concentrations très élevées.

Le Dr Jack Garnett de Lancaster et le professeur Crispin Halsall ainsi que des collègues de HZG, Allemagne, ont étudié le transport à longue distance et le dépôt de PFAS dans l'Arctique dans le cadre d'EISPAC, un projet financé conjointement par le NERC du Royaume-Uni et le BMBF d'Allemagne dans le cadre du programme Changing Arctic Ocean.

Les PFAS comprennent un très grand nombre de produits chimiques qui ont une myriade d'utilisations, y compris les auxiliaires technologiques dans la fabrication de polymères fluorés comme le téflon, antitaches et hydrofuges dans les emballages alimentaires, textile et habillement, ainsi que l'utilisation dans les mousses anti-incendie.

Un groupe particulier de ces produits chimiques - les acides perfluoroalkylés (PFAA) - sont extrêmement stables et ne se dégradent pas dans l'environnement, mais peuvent se bioaccumuler et sont connus pour être toxiques pour les humains et la faune.

Les PFAA peuvent entrer dans la chaîne alimentaire en raison de leur mobilité dans l'environnement et de leurs caractéristiques de liaison aux protéines. Les composés à chaîne carbonée plus longue de l'acide perfluorooctanoïque (PFOA) et de l'acide perfluorooctane sulfonique (PFOS) sont généralement associés à des lésions hépatiques chez les mammifères, avec une exposition développementale à l'APFO affectant négativement la croissance fœtale chez les humains et les autres mammifères.

Le Dr Jack Garnett a découvert un phénomène inhabituel par lequel les PFAA présents dans l'atmosphère se déposent avec les chutes de neige à la surface de la banquise où ils peuvent éventuellement s'accumuler dans la banquise. Jack a fait cette observation en prélevant des échantillons de glace et d'eau dans le cadre d'une expédition scientifique dans le cadre du projet norvégien Nansen Legacy (arvenetternansen.com/).

Entreprendre à la fois l'analyse de la salinité et des isotopes stables de la neige, glace et eau de mer, il a pu déterminer quelle contribution de l'eau emprisonnée dans la neige et la glace provenait de l'atmosphère et quelle contribution provenait de l'eau de mer. De cette façon, il a été possible d'évaluer le rôle que le transport atmosphérique en provenance de régions lointaines avait sur la présence de ces produits chimiques dans la glace.

Le PFAA présent dans la composante atmosphérique était beaucoup plus élevé que la composante eau de mer, confirmant que le transport à longue distance et le dépôt de l'atmosphère sont la principale source de ces produits chimiques vers l'Arctique éloigné plutôt que le « recyclage » des stocks plus anciens de ces polluants présents dans les eaux océaniques.

Par ailleurs, les études de l'équipe menées dans une installation de glace de mer à l'Université d'East Anglia, ont découvert que la présence de saumure (eau très salée) dans la jeune glace sert à enrichir les contaminants comme le PFAS dans différentes couches de la banquise. Les PFAS comme les autres polluants organiques, résident généralement dans la saumure plutôt que dans la matrice de glace solide elle-même. À mesure que la glace vieillit, la saumure devient plus concentrée, ce qui entraîne un enrichissement de ces polluants dans des zones ciblées de la banquise.

Périodes de dégel prolongées, surtout quand les banquises sont encore couvertes de neige, entraîne la remobilisation de la saumure glaciaire et également l'interaction de l'eau de fonte des neiges avec la saumure. Cela peut entraîner une libération marquée de PFAA dans l'eau de mer sous-jacente.

Les canaux de saumure sur la face inférieure de la glace servent d'habitats uniques pour les organismes à la base du réseau trophique marin, et, en conséquence, ils seront exposés à des niveaux élevés d'APFA libérés par le drainage de la saumure et l'eau de fonte de la banquise en train de dégeler.

Le professeur Halsall, co-auteur du récent rapport du programme d'évaluation de la surveillance de l'Arctique (AMAP) sur « POPs and Chemicals of Emerging Arctic Concern:The Influence of Climate Change, " dit que nous avons une situation malheureuse où l'océan Arctique est maintenant dominé par la glace d'un an au détriment de la glace de plusieurs années en raison du réchauffement climatique. Cela signifie que la majorité de la glace dans l'Arctique s'est formée l'hiver précédent, plutôt que sur de nombreuses années.

Cette glace d'un an contient beaucoup de saumure mobile qui interagit avec le manteau neigeux sus-jacent et peut servir à concentrer des polluants comme les PFAS qui se trouvent généralement à des niveaux très faibles.

Malheureusement, avec des événements de dégel plus précoces et plus erratiques, cela peut conduire à la libération rapide des produits chimiques stockés, ce qui entraîne des concentrations élevées dans les eaux entourant les banquises.

Ce n'est qu'à travers ce type de science d'investigation que nous pouvons comprendre la dynamique du comportement des polluants et identifier les principaux dangers, notamment celles liées au changement climatique.

À son tour, cela peut conduire à une législation internationale afin que les produits chimiques qui présentent ce type de comportement soient interdits.