De nouvelles recherches de l’Université du Nevada, Reno, devraient jouer un rôle important dans la bataille mondiale contre la pollution par le mercure dans l’air, une grave menace pour la santé des personnes et de la faune.
Les chercheurs ont vérifié que les nouvelles technologies, y compris certaines développées à l’Université, mesurent la pollution au mercure dans l’air avec beaucoup plus de précision que les systèmes plus anciens largement utilisés depuis des décennies. En fait, les chercheurs ont découvert que l’ancienne technologie sous-évalue les concentrations de mercure jusqu’à 80 %.
Les travaux ont été dirigés par deux chercheurs du Collège universitaire d’agriculture, de biotechnologie et de ressources naturelles, Sarrah Dunham-Cheatham et Mae Gustin. Dunham-Cheatham est professeur adjoint de recherche et directeur du Core Analytical Laboratory, un centre de recherche de l’Université exploité conjointement par l’unité Experiment Station du Collège et le service de recherche agricole de l’USDA. Gustin est professeur de géochimie environnementale au Département des ressources naturelles et des sciences de l’environnement du Collège. Les deux mènent des recherches dans le cadre de l’unité Experiment Station du Collège.
Seth Lyman, chercheur et professeur associé à l’Utah State University qui a terminé ses études de doctorat en sciences de l’environnement à l’Université du Nevada, Reno, est le troisième auteur de la recherche publiée ce mois-ci dans la revue à comité de lecture Science de l’environnement total.
La menace de pollution par le mercure est si grande que 139 pays ont signé la Convention de Minamata sur le mercure, une initiative d’une décennie des Nations Unies visant à réduire les émissions de mercure. Le mercure peut causer de graves dommages neurologiques et d’autres effets sur la santé. Les nourrissons et les enfants à naître sont particulièrement à risque.
« Chaque fois que quelqu’un respire, il respire du mercure », déclare Dunham-Cheatham, alors qu’elle explique comment le mercure qui pénètre dans l’atmosphère à partir des mines d’or à petite échelle, des centrales électriques au charbon, des fabricants de ciment et d’autres opérations industrielles est porté dans le monde entier.
Lorsque le mercure est transporté dans l’air, il se dépose dans le sol et l’eau, où il entre dans la chaîne alimentaire. Les poissons contaminés par le mercure présentent un risque pour la santé humaine. Il en va de même pour le riz contaminé au mercure. Des niveaux élevés de concentration de mercure affectent la reproduction des oiseaux et d’autres animaux sauvages et font des victimes silencieuses.
Malgré une connaissance bien documentée des risques environnementaux, le manque de technologie précise pour mesurer la pollution atmosphérique par le mercure a entravé les efforts visant à établir des normes mondiales pour réduire la menace.
Gustin dit qu’elle a commencé à soulever des questions il y a plus de 15 ans dans la communauté scientifique sur l’exactitude des mesures du mercure en suspension dans l’air produites par la technologie alors existante. Ses questions se sont heurtées à une forte résistance de la part de scientifiques qui avaient réalisé d’importants investissements, tant financiers que professionnels, dans les anciens systèmes de mesure utilisés depuis le milieu des années 1990.
Mais alors que les preuves indiquant les lacunes des systèmes antérieurs se sont accumulées, Gustin dit qu’un consensus croissant de chercheurs en est venu à croire qu’une technologie de mesure plus précise est nécessaire.
En 2013, Gustin et Jiaoyan Huang, à l’époque étudiant postdoctoral à l’Université et maintenant membre du groupe sur la qualité de l’air de Sonoma Technology, ont entamé une décennie de travail pour développer une nouvelle technologie alternative.
« Il faut beaucoup de travail pour changer le dogme et former un nouveau paradigme », dit Gustin.
Les chercheurs ont testé quatre systèmes d’échantillonnage d’air qui utilisent une technologie de mesure plus récente, ainsi qu’un des appareils les plus anciens, pendant une année complète au complexe de serres Valley Road de l’Université, qui fait partie de la station expérimentale. Dans l’article publié ce mois-ci, les chercheurs rapportent que les nouveaux systèmes, qui reposent sur des membranes en nylon ou en polyéthersulfone pour capturer le mercure dans l’air, sont beaucoup plus précis que les systèmes plus anciens. Une version de la technologie utilisée dans deux des nouveaux systèmes qui ont été testés a été développée par l’équipe dirigée par Gustin à l’Université du Nevada, Reno ; la technologie utilisée dans les deux autres nouveaux systèmes a été développée à l’université d’État de l’Utah.
Maintenant, Gustin dit que les chercheurs peaufinent les matériaux utilisés pour créer les membranes utilisées dans les nouveaux systèmes de mesure.
« Les membranes sont faciles à collecter et à analyser et sont facilement déployées », dit-elle. « Ce serait une méthode viable pour de nombreux chercheurs.
« Les nouveaux échantillonneurs de membranes ont été déployés pour des tests dans plus d’une douzaine d’endroits à travers le monde, de Peavine Peak à l’extérieur de Reno à Svalbard dans l’extrême nord de la Norvège, et de l’île d’Amsterdam dans l’océan Indien aux rives du Grand Lac Salé en Utah – pour recueillir des informations supplémentaires en collaboration avec des scientifiques internationaux.
« C’est ainsi que la science évolue », explique Gustin. « Vous développez quelque chose et, si c’est bon, d’autres l’essayent et embarquent. »
Plus d’information:
Sarrah M. Dunham-Cheatham et al, Comparaison et étalonnage des méthodes de quantification du mercure réactif ambiant, Science de l’environnement total (2022). DOI : 10.1016/j.scitotenv.2022.159219