Les sédiments de la mer du Nord racontent l’histoire de la pollution industrielle

En coopération avec l’Agence fédérale maritime et hydrographique (BSH), l’Université de Hambourg, l’Université des sciences appliquées (HAW) et l’Université d’Aix-la-Chapelle (RWTH), des chercheurs de l’Institut Helmholtz-Zentrum Hereon pour la chimie de l’environnement côtier ont étudié les changements dans les polluants niveaux dans la mer du Nord sur un intervalle de temps. Les résultats ont montré qu’un cocktail diversifié de produits chimiques a pollué l’environnement, en particulier au cours des 100 dernières années. Ils ont également découvert qu’une diminution de la pollution n’est devenue apparente dans l’environnement que des décennies après l’interdiction des substances. Les résultats de l’étude viennent d’être publiés dans la revue Environmental Pollution.

La région côtière unique de la mer du Nord représente une scène historique et la fierté et la joie du Nord. Les paysages de plages et de dunes appellent à la détente et fonctionnent comme un site industriel et commercial en plus d’un lieu de vie populaire. Cependant, la pollution omniprésente dans cet environnement apprécié reste méconnue. Les contaminants pénètrent continuellement dans les écosystèmes côtiers par les cours d’eau, l’atmosphère et par des sources directes. Alors que le stress chimique global de la mer du Nord provenant d’anciens polluants connus a diminué au cours des 100 dernières années, les activités humaines en cours provoquent le dépôt continu de nouveaux groupes de contaminants dans cet environnement unique.

Le cocktail chimique de notre société industrielle

Les principales raisons du dépôt de polluants dans la mer du Nord sont attribuées aux apports industriels, qui se produisent régulièrement depuis le début de la révolution industrielle. Les interdictions ultérieures et les réglementations gouvernementales sur l’utilisation de substances critiques pour l’environnement réduisent considérablement la pollution. En effet, de nouveaux groupes de substances sont rejetés en permanence dans l’environnement. Ces nouvelles substances se caractérisent par une faible dégradabilité et des effets toxiques – elles sont appelées substances PBT. En outre, il existe un déficit de réglementations internationales fournissant des valeurs limites.

“Afin de bien comprendre l’état de la mer du Nord et ses pressions environnementales changeantes, nous nous sommes lancés dans une sorte de ‘voyage chimique dans le temps’ dans le passé à l’aide d’équipements analytiques modernes”, explique le Dr Daniel Pröfrock, chef du département de Chimie environnementale inorganique. Dans le cadre de l’étude, des carottes de sédiments du Skagerrak ont ​​été soumises à une analyse chimique élaborée. Le Skagerrak est une section de la mer du Nord entre les côtes du Danemark, de la Suède et de la Norvège. Étant donné que la plupart des polluants aiment se fixer aux sédiments fins, ils peuvent être transportés sur de longues distances.

En raison des courants dominants dans la mer du Nord, les sédiments fins sont continuellement transportés vers la région du Skagerrak. Ici, ils sont déposés en raison de la profondeur de l’eau élevée. Par conséquent, une forte accumulation de sédiments contenant des polluants entraîne une croissance des fonds marins de plusieurs millimètres par an. Les sédiments sont également appelés la mémoire d’un bassin versant, car l’exposition variable à différents moments se reflète dans leurs couches déposées.

Histoire sédimentaire

Les chercheurs ont révélé que les couches de sédiments examinées les plus basses avaient plus de 100 ans. Dans les laboratoires des partenaires du projet, environ 90 polluants différents et leur contenu dans les différentes couches de sédiments ont été déterminés. Cela a fourni l’empreinte chimique de chaque époque. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les pesticides organochlorés (OCP), les polychlorobiphényles (PCB), les polybromodiphényléthers (PBDE) et les composés per- et polyfluorés alkyles (PFAS) ainsi que divers métaux comme le plomb ou l’arsenic figuraient parmi les polluants analysés. . La baisse des concentrations de différents groupes de polluants organiques enregistrée dans les couches de sédiments plus jeunes indique l’efficacité des restrictions et des interdictions nouvellement introduites.

Une concentration significativement accrue d’arsenic dans les couches de sédiments plus jeunes fait référence à des émissions possibles provenant de munitions corrodées. Ce matériel a été disposé à grande échelle dans la zone d’étude après la Seconde Guerre mondiale.

Interdiction positive

“Dans l’ensemble, les résultats mettent en évidence l’importance, l’efficacité et la justification des mesures législatives et leur impact positif sur l’atteinte d’un bon état écologique de l’écosystème marin” explique le Dr Tristan Zimmermann, co-auteur de l’étude.

Il a été démontré que même après l’introduction précoce de mesures réglementaires, de longues périodes sont nécessaires pour que les concentrations de polluants reviennent à leurs niveaux de fond naturels. De plus, même une utilisation à court terme de certains composés chimiques peut conduire ultérieurement à un dépôt à long terme de ces substances dans les sédiments marins. Leur faible dégradabilité se traduit par une lente diminution de la concentration dans l’environnement.

Ce déséquilibre entre l’application et le dépôt souligne la nécessité de programmes de surveillance gouvernementaux considérablement améliorés et flexibles qui couvrent les polluants connus et, idéalement, également les nouveaux polluants. Ces programmes de surveillance devraient être en mesure de recueillir des données pertinentes en peu de temps, qui à leur tour devraient être utilisées pour établir des lignes directrices sur la qualité des sédiments. Sans objectifs environnementaux légalement définis, les mesures de protection de l’environnement manquent de légitimité.

De plus, il est important que les programmes de surveillance soient en mesure de cartographier le mélange complet de substances présentes dans l’environnement et la toxicité qui en résulte pour les organismes. À l’avenir, les concepts durables (chimie verte ou bénigne par conception) devraient devenir obligatoires pour éviter l’apport de polluants dangereux et persistants dans l’environnement.

L’étude faisait partie du projet NOAH (North Sea Observation and Assessment of Habitats) financé à hauteur de 2,5 millions d’euros par le ministère fédéral allemand de l’Éducation et de la Recherche (BMBF). Le projet était l’un des douze projets du programme de recherche côtière pour la mer du Nord et la mer Baltique (KüNO) du programme-cadre BMBF “Recherche pour le développement durable” (FONA) et a été coordonné au Helmholtz-ZentrumHereon entre 2013 et 2019.

Référence: Logemann A, Reininghaus M, Schmidt M, et al. Évaluation de l’anthropocène chimique – Développement de l’empreinte de la pollution héritée de la mer du Nord au cours du siècle dernier. Environnement. Pollution. 2022:119040. doi : 10.1016/j.envpol.2022.119040

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