Cycles géochimiques et impact des activités humaines sur la Zone Critique
Les activités humaines ont un impact sur notre environnement et, en particulier, sur la composition de l’atmosphère, de l’eau et des plantes. Cependant, il est parfois difficile de distinguer la signature « naturelle » de celle induite par les activités industrielles et urbaines. Les derniers développements analytiques permettent la mesure fine et précise des signatures isotopiques d’éléments dont la teneur ou la composition isotopique peut être modifiée par les activités industrielles modernes, comme les métaux de transition (Ni, Hg, Se et Zn), le lithium et l’hélium. Cette approche ouvre des pistes de recherche originales et nouvelles, notamment la détermination des sources d’aérosols, des éléments transportés par les rivières, des effets de la bioaccumulation, de la phyto-disponibilité des métaux, et permet d’affiner la détermination des flux anthropiques.
Les lichens ont également montré un fort potentiel pour quantifier les sources anthropiques d’aérosols, l’évolution récente de la composition de l’atmosphère et l’impact des activités humaines. Ainsi, depuis 10 ans, nous utilisons les lichens dans la région de Messine pour documenter les tendances temporelles des aérosols atmosphériques. Nous voulons maintenant mener des expériences en laboratoire pour déterminer la cinétique de réaction des métaux lors de leur bio-accumulation. Il est nécessaire de « tremper » les lichens pendant un temps donné dans une solution enrichie de métaux de composition isotopique connue. Les différents compartiments du lichen sont ensuite séparés et analysés, ainsi que les solutions résiduelles. Les résultats préliminaires suggèrent une adsorption cinétique très rapide pour Pb, Hg, Se et Zn chez l’espèce de lichen Evernia, ce qui indique une diffusion rapide des ions de la solution vers les lichens. Par la suite, nous avons l’intention d’étendre ces expériences à d’autres types de plantes, telles que les plantes céréalières et les espèces hyper-accumulatrices.
En ce qui concerne l’hydrosphère (rivières et eaux souterraines), une tâche importante consiste à mieux quantifier l’impact humain sur les cycles des métaux (Zn, Pb) et sur des éléments tels que le néodyme ou encore le soufre, . Dans ce contexte, il est nécessaire de clarifier les signatures isotopiques qui sont spécifiques aux activités industrielles, urbaines et agricoles. Nous proposons de réaliser cette clarification par l’étude des ruisseaux ou rivières qui traversent les zones urbaines (la Seine à Paris), les zones agricoles (le Madon), et les zones fortement industrialisées (le Fensch), ou encore des conséquences de la destruction d’un barrage sur la pollution dans le bassin de l’Orne. Ces études seront menées en collaboration avec des laboratoires ou des groupes de travail qui étudient ces zones polluées depuis de nombreuses années (LIEC, IPGP, ZAM et GISFI). Une collaboration avec le LSCE dans le cadre de l’ANR HUNIWERS (portée par Edwige Pons-Branchu) vise à reconstruire l’histoire de la pollution dans l’agglomération parisienne grâce à l’étude des spéléothèmes urbains.