Interception des HAPs atmosphériques par la canopée…

Interception des HAPs atmosphériques par la canopée de moyenne montagne et rôle dans le transfert vers les eaux souterraines karstiques

Liliane Savoye1, Yves Perrette2, Jérôme Poulenard2, Emmanuel Malet2, Emmanuel Naffrechoux1

1 LCME, Université de Savoie, 73376 Le Bourget du Lac cedex
2 EDYTEM, CNRS, Université de Savoie, 73376 Le Bourget du Lac cedex

Résumé :
La végétation forestière est connue pour jouer un rôle important dans l’interception des composés organiques semi-volatils (COSV) tel que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs). Les aiguilles d’épicéa (végétation majeure des sites de moyenne montagne alpine) adsorbent les COSV sur la cire épicuticulaire (Wagrowski and Hites, 1997 ; McLachlan and Horstmann, 1998) ; les HAPs de l’atmosphère sont ainsi transférés à la litière lors des épisodes de précipitation et de la sénescence des aiguilles.
Les travaux et résultats présentés dans cette communication orale correspondent à l’étude du rôle de la canopée dans le transfert des HAPs troposphériques à la litière du sol sur le site du Revard dans le massif des Bauges (Savoie, France).
Les premiers résultats ont montré que la teneur en HAPs adsorbés par les aiguilles d’épicéa pouvait atteindre jusqu’à 66,8 µg/kg de matière sèche (95 % de HAPs légers) en hiver. À cette saison, les concentrations troposphériques en HAPs sont les plus importantes à cause des émissions dues au chauffage domestique et à la diminution des processus de dégradation photochimique des HAPs par les UV solaires. De plus, il a été montré, grâce à des essais en laboratoire de lixiviation des aiguilles, que 20 à 30% des HAPs absorbés sur celles-ci peuvent être entraînés vers le sol lors d’un épisode pluvieux. Il a aussi été établi que le premier horizon OL de la litière, constitué des aiguilles brutes, est susceptible d’accumuler plus de 135,3 µg HAPs /kg de matière organique. En parallèle, une teneur atteignant 210,8 µg/kg de matière organique a été mesurée dans OF, l’horizon inférieur de fragmentation de la litière. Ces résultats corroborent les constats de la littérature : Krauss et al., 2000 ont suggéré qu’en raison des teneurs élevées en matière organique, les sols forestiers sont un réservoir de HAPs), Belis et al., 2009 ont mesuré des quantités stockées dans les sols alpins supérieures aux émissions locales. Les valeurs observées sur notre site expérimental sont proches de celles mesurées dans les sols agricoles (100 à 500 µg/kg) (Wild et Jones, 1995 ; Ollivon et al., 2001). Lors d’une campagne de prélèvement en période de fusion nivale, nous avons mis en évidence une teneur en HAPs dans les eaux d’infiltration épikarstiques plus importante que dans la neige (150 ng/L vs 120 ng/L). Ce bilan suggère que les sols stables, non érodés, sont un réservoir temporaire de HAPs susceptibles d’être transférés aux eaux souterraines. La solubilité aqueuse des HAPs, même limitée, permet donc leur entraînement vers les aquifères karstiques sans intervention d’un vecteur particulaire.

Références :

– Belis, C., Offenthaler, I., Uhl, M., Nurmi-Legat, J., Bassan, R., Jakobi, G., Kirchner, M., Knoth, W., Kräuchi, N., Levy, W., Magnani, T., Moche, W., Schramm, K., Simoncic, P., Weiss, P. (2009) A comparison of alpine emissions to forest soil and spruce needle loads for persistant organic pollutants (POPs). Environmental Pollution, 157(12): 3185-3191
– Durand, A., Cottin, N., Perette, Y., Fanget, B., Poulenard, J., David, B., Besombes, J.L., Naffrechoux, E. (11-15th September 2011) PAH input into karst groundwaters in a forested mountain area. 13th EuCheMS International Conference on Chemistry and the Environment, Zurich, Switzerland
– Krauss, M., Wilcke, W., Zech, W. (2000) Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) in forest soils: depth distribution as indicator of different fate. Environmental Pollution, 110(1): 79-88
– McLachlan, M., Horstmann, M. (1998) Forests as filters of airborne organic pollutants: A model. Environmental Science and Technology, 32(3): 413-420
– Ollivon D., Garban B., Teil M.J. Blanchard M. et Chevreuil M. Flux atmosphériques de polluants organiques persistants (POP) sur le bassin versant de la Seine- Comparaison avec des sites éloignés (Bretagne et vosges). Rapport d’activité 2000 Programme Piren Seine Thème 5 « Sources et flux de micropolluants urbains » février 2001, 5-2, 23p.
– Wagrowski, D.M., Hites, R. (1997) Polycyclic aromatic hydrocarbons accumulation in urban, suburban and rural vegetation. Environmental Science and Technology, 31(1): 279-282
– Wild, S.R., Jones, K.C. (1995) Polynuclear aromatic hydrocarbons in the united kingdom environment: a preliminary source inventory and budget. Environmental Pollution, 88(1): 91-108

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