Cartographie de la contamination métallique dans les thalles de lichens Xanthoria parietina,
sur le littoral dunkerquois
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En collaboration avec la Laboratoire de Botanique et de Cryptogamie de la Faculté de Pharmacie de Lille 
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Contexte
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Cette étude a été proposée dans le cadre du PRASE (Programme Régional Action Santé Environnement) dont un des volets concerne les risques sanitaires à proximité des sites et sols pollués.
L'objectif de ce travail est d’établir une cartographie des retombées en éléments traces (Arsenic, Cadmium, Nickel, Mercure, Plomb, Vanadium, Zinc, Calcium) dans l’environnement grâce à une analyse des lichens, sur le littoral dunkerquois (13 zones SEVESO de niveau 2). |
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Ce sont des polluants dont les effets sur l’environnement sont importants, notamment avec un risque élevé de transfert au sein de la chaîne alimentaire.
(Source : APPA NPC)
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Leurs effets sur la santé humaine ne sont également plus à démontrer.Les principales activités qui contribuent à la pollution atmosphérique sur ce secteur sont la métallurgie, les activités pétrolières et pétrochimiques, la chimie et la production d’énergie.
Cette étude est intégrée dans une démarche globale visant à collecter des arguments environnementaux dans l’optique d’éventuelles investigations épidémiologiques dans la région de Dunkerque. Ainsi, nous avons focalisé notre attention sur les zones les plus peuplées. |
Méthodogie
Les lichens sont utilisés depuis une quarantaine d’années pour suivre la contamination de l’environnement par les éléments traces métalliques et sont capables d’accumuler de grandes quantités d’éléments. Cette propriété fait des lichens des organismes de premier ordre dans l’étude des pollutions.
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Les thalles de lichens épiphytes de Xanthoria parietina (espèce commune dans notre région, qui se récolte facilement) ont été échantillonnés dans différents secteurs du dunkerquois (une trentaine de points de mesure), aussi bien industriels, urbains ou ruraux.
Après nettoyage et broyage des thalles, les éléments ont été dosés (méthodologie différente pour le mercure) par ICPMS. La partie analytique a été réalisée par le Laboratoire eau et Environnement de l'Institut Pasteur de Lille. |
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Pour l’interprétation des résultats, il n’existe pas de normes par rapport aux teneurs des lichens en éléments traces. Nous travaillons à partir d’une gamme de valeurs de référence, pour chaque élément, qui sont définies à partir des travaux de la littérature et notamment ceux de Van Haluwyn & Cuny, 1997 ; Bargagli 1998, Scerbo et al, 1999 & 2002, Cuny et al., 2001.
Les valeurs retenues sont (en µg/g) :
| As | 0,1-0,5 |
| Cd | 0,1-0,2 |
| Hg | 0,1-0,2 |
| Ni | 3-10 |
| Pb | 8-15 |
| V | 3-12 |
| Zn | 30-50 |
Le calcium
Le calcium a été analysé pour souligner l’influence des embruns marins. Les embruns ne seraient pas un vecteur important du transport des éléments polluants, ce qui tend alors à souligner la contribution principale des sources locales pour les éléments étudiés.
L'arsenic
L’arsenic (combustion du charbon, utilisation des pesticides, applications de l’industrie du verre, l’électronique, le textile, les peintures, les cosmétiques, la céramique, l’industrie automobile, la médecine humaine et vétérinaire) a été observé dans tous les thalles récoltés à des taux supérieurs par rapport aux valeurs de la littérature et aux témoins, notamment au niveau de la zone industrielle et à proximité de la zone urbaine. La partie sud de la zone étudiée présente aussi une contamination en arsenic ce qui peut indiquer l’influence de l’utilisation des pesticides dans cette zone.
Le cadmium
Le cadmium (production des métaux non ferreux, combustion des combustibles fossiles, incinération des ordures ménagères, fabrication du fer et de l’acier, métallurgie, fabrication d’accumulateurs, de pigments ou de différents matériaux) est un élément ubiquiste que l’on a mesuré dans tous les échantillons. Dans notre zone d’étude, il n’y a plus d’UIOM mais les autres sources sont présentes. En effet, les plus importantes concentrations ont été mesurées au niveau de la zone industrielle mais aussi dans les secteurs à trafic routier important mais aussi en zone rurale où il peut provenir de l’utilisation des engrais et de l’épandage de boues de stations d’épuration contenant cet élément.
Le plomb
Le plomb (activités métallurgiques (métaux ferreux et non ferreux), combustion du charbon, entreprises de batteries, UIOM, fabrication d’accumulateurs, de pigments, de divers matériaux, agent antidétonant de l’essence) a été observé aussi bien en zone industrielle qu’urbaine, dans presque tous les thalles à des concentrations supérieures à celles utilisées comme références. La répartition de nos observations coïncide avec celle des émetteurs connus.
Le mercure
Le mercure se rencontre en faible quantité. Lors d’une précédente étude (Van Haluwyn & Cuny, 1997), la présence de mercure avait été mise en évidence dans des thalles récoltés à proximité d’une UIOM. Cette dernière ayant fermée ses portes, nous n’avons retrouvé que des traces rémanentes de mercure. Le reste de la zone étudiée ne présente pas de concentrations élevées.
Le zinc
Le zinc (matériaux sous la forme d’oxyde, de sulfate, de chlorure ou encore organique) est un élément très ubiquiste qui est aussi naturellement présent dans les sols. Il est généralement émis dans l’atmosphère sous la forme de petites particules, à partir du trafic routier, de diverses industries. Nous avons observé des concentrations de zinc assez importantes dans les lichens. Les sites classiquement observés pour les autres éléments apparaissent ici également. La partie Est de notre aire d’étude est également mise en évidence d’une manière assez nette. Nous pouvons relier ces observations à la présence d’une industrie de traitement des métaux dans ce secteur.
Le nickel
Les concentrations de nickel (combustion des combustibles fossiles, activités métallurgiques, incinération des déchets, composition d'alliages, fabrication d’accumulateurs, de pigments, de céramiques, de matériels électroniques et médicaux, catalyseurs dans les synthèses organiques, raffinage de pétrole, hydrogénation des huiles et graisses alimentaires) les plus importantes ont été observées au niveau de la zone industrielle où il peut être relié aux diverses sources précédemment mentionnées. Il n’est pas particulièrement lié au trafic routier et il est en faible concentration dans les zones rurales.
Le vanadium
Le nickel et le vanadium (production d’acier, fabrication d’alliages, catalyseur de nombreuses réactions) peuvent avoir des sources communes. Les concentrations observées de ces deux éléments sont significativement corrélées. Des auteurs tels que Scerbo et al. (1999, 2002) soulignent que l’association nickel/vanadium met en évidence les activités pétrolières.
Conclusion
Le présent travail montre que l’imprégnation des lichens, sentinelles de l’environnement, par les métaux est importante sur l’ensemble du littoral dunkerquois notamment dans, et à proximité des zones peuplées.
Les sources industrielles ont clairement été mises en évidence sans pouvoir toutefois définir une source plus précise. Pour cela, il faudrait des investigations plus poussées, qui utilisent notamment différents isotopes des éléments étudiés. A ces émetteurs importants, nous associons également le trafic routier. La présence de métaux dans le sud de notre aire d’étude semble pouvoir être reliée à certaines pratiques agricoles : utilisation de biocides, et/ou de fertilisants, et/ou d’épandage de boues de stations d’épuration contenant des métaux. Cependant nous modulons ceci par le fait que, lorsque les vents proviennent du secteur nord, ou lors des phénomènes de brises de mer, les éléments émis par les sources industrielles et le trafic peuvent être entraînés assez loin à l’intérieur des terres.
Téléchargements
Contacts :
Laetitia Davranche , chargée d'études à l'APPA Nord - Pas de Calais
Damien Cuny, maître de conférences à la Faculté de Pharmacie
Etudes
