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Jun 25, 2023

Alpin

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 1166 (2023) Citer cet article 780 accès 1 citations 24 Détails d'Altmetric Metrics Les conflits militaires entraînent des dommages environnementaux locaux, mais

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 1166 (2023) Citer cet article

780 accès

1 Citation

24 Altmétrique

Détails des métriques

Les conflits militaires entraînent des dommages environnementaux locaux, mais il s’avère difficile de documenter les impacts régionaux et à plus grande échelle, tels que la pollution par les métaux lourds. Les émissions anthropiques de bismuth (Bi) comprennent la combustion du charbon et diverses productions de matières premières, mais il n'existe aucune estimation des émissions au cours du siècle dernier. Ici, nous avons utilisé des mesures de Bi dans des carottes de glace des Alpes françaises pour montrer des preuves d'une pollution au Bi à l'échelle régionale concomitante à la guerre civile espagnole et à la Seconde Guerre mondiale. Les traceurs des principales sources d'émissions de Bi mesurées dans la même glace – combustion du charbon, industrie de l'acier et de l'aluminium, transformation des alliages et autres métaux – indiquent une source d'émissions supplémentaires majeure, jusqu'alors non documentée, que nous attribuons aux activités militaires entre 1935 et 1945. Ère commune (CE) en Europe occidentale. Il s'agit notamment de l'utilisation du bismuth pour les alliages à bas point de fusion destinés aux obus, aux huiles aéronautiques en alliage d'aluminium à paroi mince et aux munitions.

Des études antérieures sur les émissions passées et présentes de métaux traces se sont concentrées sur les espèces les plus nocives telles que le plomb (Pb), le cadmium et le mercure1. Moins d’attention a été accordée au bismuth (Bi) car on pensait auparavant que le Bi était moins nocif pour l’environnement et la santé humaine. Cependant, des études récentes reconnaissent désormais qu'un certain nombre d'organismes vivants sont affectés par une exposition croissante au Bi. Par exemple, le Bi peut réduire le métabolisme des spermatozoïdes et contribuer à l’infertilité chez les hommes2, et il a été démontré qu’il a des effets nocifs sur la reproduction chez l’espèce de lombric Eisenia andrei3. De plus, les activités des vers de terre dans le sol peuvent augmenter la biodisponibilité du Bi, augmentant potentiellement le risque d'exposition d'autres organismes du sol tels que les plantes via transfert trophique. Des études très récentes indiquent qu'une exposition élevée au Bi dans les plants de cresson alénois a entraîné des symptômes de toxicité aux niveaux morphologique et génomique4. Moins documentée que pour les cellules humaines et animales, l’évaluation toxicologique du Bi pour les plantes reste cependant peu documentée. Ensemble, ces résultats indiquent que la reconstruction détaillée de la contamination environnementale passée par le Bi est importante en termes d'impacts sur les organismes qui dépendent non seulement de la concentration dans l'environnement mais également de la durée de l'exposition.

Les sources d’émissions atmosphériques de Bi comprennent la combustion du charbon, les fonderies de métaux non ferreux et la production d’aluminium (Al), d’acier et d’alliages5, mais elles sont mal documentées. Quelques études sur les carottes de glace ont signalé des augmentations de Bi entre l'époque préindustrielle (IP) et nos jours, attribuées soit à la combustion du charbon6,7, soit à d'autres processus d'utilisation finale8, mais aucune comparaison entre les données des carottes de glace, la consommation passée de charbon et des statistiques de production de matières premières ont été réalisées pour confirmer (ou non) l’importance de ces différents processus sur la pollution Bi.

Nous présentons ici un enregistrement des dépôts de Bi (1890-2000 CE) obtenus dans des carottes de glace extraites du glacier du Col du Dôme (CDD) situé près du sommet du Mont Blanc. Notre objectif principal était d'examiner l'importance relative des différentes émissions anthropiques en Europe. Cela a été réalisé en comparant les enregistrements Bi avec ceux d'espèces émises par des processus anthropiques spécifiques, notamment la combustion de combustibles fossiles et la production de différents produits. Les données des carottes de glace ont également été comparées aux estimations des émissions anthropiques passées à l'aide de la modélisation de pointe du transport et des dépôts d'aérosols atmosphériques FLEXPART.

Cette étude se concentre sur les changements à long terme du Bi non crustal (ncBi, « Méthodes »). Nous avons donc lissé les enregistrements de glace (premier composant de l'analyse de spectre unique, SSA, avec une fenêtre temporelle de 5 ans) pour minimiser l'effet. effet de la variabilité interannuelle (Fig. 1a). Les concentrations de ncBi ont augmenté lentement de 1890 CE (1 pg g−1) à 1925 CE (2,6 pg g−1). L'augmentation du ncBi s'est accélérée après 1930 CE, les concentrations les plus élevées (supérieures à 10 pg g−1) étant enregistrées entre 1935 et 1945 CE (Fig. 1a). Les concentrations de ncBi ont diminué rapidement après 1975 de notre ère, mais sont restées trois fois supérieures à celles de 1890 de notre ère. Tout au long du XXe siècle, les concentrations de ncBi étaient bien supérieures à la valeur IP (0,27 pg g−1, informations supplémentaires), ce qui indique que les émissions anthropiques dominaient largement les sources naturelles. Ces changements dans le ncBi sont en accord avec ceux enregistrés à Colle Gnifetti (CG, tableau supplémentaire S1), les deux enregistrements indiquant des valeurs déjà élevées avant 1950 CE et une diminution rapide après 1975 CE.