Comment la pollution atmosphérique tue-t-elle les plantes et les animaux ?

La pollution de l’air est un problème largement répandu, elle affecte toutes les formes de vie. Cependant, lorsque nous pensons à la pollution de l’air, nous n’évoquons probablement pas d’images de plantes et d’animaux. Mais parce que nous coexistons, il est important de savoir comment la pollution atmosphérique affecte la faune. Dans cet article, nous allons répondre à certaines des questions courantes sur la pollution de l’air et ses effets sur les plantes et les animaux.

Présence de substances indésirables dans l’air qui pourraient entraver la normalité et le bien-être de l’atmosphère et des êtres vivants. Une autre façon d’envisager la pollution de l’air pourrait être toute altération physique, chimique ou biologique de l’air.

Causes naturelles de la pollution atmosphérique

Tout ce que les humains font qui implique de brûler des objets, d’utiliser des produits chimiques ou de produire des tas de poussière peut potentiellement polluer l’air.

La pollution de l’air n’est pas un problème 100% d’origine humaine, certains types de pollution de l’air se produisent également naturellement. Par exemple,

• Incendies: Les énormes morceaux de fumée produits par le feu de forêt sont un mélange toxique de dioxyde de carbone, de monoxyde de carbone, de dioxyde d’azote, de formaldéhyde et d’acétaldéhyde – tous connus pour réchauffer la planète.

• Éruption volcanique: Des éruptions volcaniques géantes crachent des cendres et une énorme quantité de gaz sulfureux, ainsi que plusieurs centaines de tonnes de dioxyde de carbone (CO2). Les gaz soufrés se combinent avec la vapeur d’eau dans l’atmosphère et forment de l’acide sulfureux et sulfurique, qui est nocif pour les humains, les plantes et les animaux.

• Désintégration radioactive des roches: Les roches ignées (granit) et les roches sédimentaires (calcaire) contiennent des isotopes radioactifs. Lorsque l’uranium dans les roches se désintègre, le radon, un gaz radioactif naturel, est émis. C’est un gaz incolore, inodore, insipide et se disperse rapidement dans l’air. Lorsqu’il est inhalé, il provoque de graves troubles respiratoires et peut entraîner un cancer du poumon mortel.

Principaux polluants atmosphériques

Tout gaz, aérosol (liquides ou solides dispersés dans les gaz) ou particules peuvent être considérés comme des polluants atmosphériques s’ils ont atteint une concentration suffisamment élevée pour être nocifs.

Ceux qui sont en tête de liste sont,

• Anhydride sulfureux (SO2): Émis lors de la combustion de combustibles fossiles contenant du soufre, tels que le charbon et le pétrole. Dans des conditions humides, il se transforme en acide sulfurique, provoquant des pluies acides et du smog.

• Monoxyde de carbone (CO): Il se forme lorsque les carburants ont trop peu d’oxygène pour brûler complètement. Ce gaz très dangereux contribue à l’effet de serre, au smog et à l’acidification.

• Dioxyde de carbone (CO2): Il n’est généralement pas considéré comme un « polluant », mais des concentrations plus élevées peuvent contribuer au réchauffement climatique et au changement climatique.

• Oxydes d’azote: La pollution par le dioxyde d’azote (NO2) et l’oxyde d’azote (NO) provient des moteurs des véhicules et des centrales électriques. Ils sont aussi appelés « gaz à effet de serre indirects ».

• Composés organiques volatils (COV): Dérivé de réservoirs d’essence et d’essence, d’installations industrielles, de peinture et de vernis, ou d’activités agricoles. La pollution atmosphérique par les COV joue un rôle important dans la formation de l’ozone dans la couche atmosphérique inférieure.

• Particules: proviennent de sources naturelles, telles que les volcans, ou d’activités humaines, telles que la combustion ou la circulation.

• Ozone: Aussi appelé trioxygène, l’ozone se forme par transfert photochimique d’oxygène. Il provoque le smog et contribue à l’acidification et au changement climatique.

Comment la pollution de l’air tue-t-elle les plantes et les animaux ?

Comme pour les humains, la pollution de l’air est un arrêt de mort pour les plantes et les animaux.

Les pluies acides résultant de la pollution de l’air rendent les eaux et les sols plus acides, tuant carrément la faune. Le phytoplancton du lac meurt, les poissons finissent par se déplacer vers leur lieu d’origine ou développent des problèmes respiratoires, et les populations d’insectes et d’amphibiens déclinent.

En parlant de plantes, les pluies acides limitent les éléments nutritifs disponibles dans le sol, endommagent le système des racines et des pousses, entraînent un retard de croissance et finissent par les tuer. Certaines espèces végétales et animales sont immunisées contre les niveaux de pH fluctuants, cependant, dans un écosystème interconnecté, cela fait des ravages dans la chaîne alimentaire et peut même anéantir une espèce entière.

On dit que l’appauvrissement du bouclier d’ozone exerce un mécanisme de destruction «indirecte» sur les plantes et les animaux. Les données mondiales montrent que le trou dans la couche d’ozone a effacé environ 30 % des espèces végétales.

Les rayons UV ont limité la photosynthèse, augmenté le taux d’évaporation et provoqué des mutations génétiques chez les plantes. Les résultats de l’étude menée par l’Université de Californie ont montré que le rayonnement UV-B réduit la fertilité de nombreuses lignées de gymnospermes et contribue à l’extinction massive.

L’appauvrissement de la couche d’ozone n’a pas non plus été facile pour les animaux aquatiques et terrestres – la destruction de l’habitat jusqu’à l’extinction en était (et en est toujours) la conséquence.

L’air pollué par des agents cancérigènes et neurotoxiques est mortel pour les animaux. Des études montrent que les animaux domestiques et sauvages ont un risque accru de développer des événements cardiovasculaires aigus et le développement de maladies coronariennes. La pollution de l’air est également liée à la mort prématurée des animaux.

Comment la pollution de l’air affecte-t-elle les animaux ?

L’air toxique est une menace pour la faune et la biodiversité. L’impact visuel peut ne pas être évident s’il n’est pas examiné de près, mais à partir de la preuve, l’effet est délétère.

• Comportement animal modifié: Un nombre croissant d’études ont démontré que les polluants peuvent déclencher des comportements bizarres chez les animaux. Par exemple, les perturbateurs endocriniens, les métaux lourds et les PCB ont une influence directe sur les comportements sociaux et d’accouplement des animaux.

• Maladies et mortalité : Dans la plupart des cas, l’effet est indirect mais tue lentement les animaux en perturbant les processus biologiques. Les polluants atmosphériques perturbent la fonction endocrinienne, causent des lésions organiques, augmentent la vulnérabilité aux stress et aux maladies, réduisent le succès de la reproduction. Une exposition prolongée aux polluants atmosphériques peut augmenter l’expression de marqueurs de pathologies neurodégénératives.

Une étude de Bianca Cox et al a révélé une mortalité liée à la pollution de l’air ambiant chez les bovins laitiers. La toxicité organique résultant des CFC et du NH3, des composés organiques volatils (COV), du mercure, du CO, des NOx et du SO2 est un tueur silencieux qui tue la faune.

• Perte de biodiversité: La pollution de l’air est une force motrice majeure qui modifie la structure et la fonction de base des écosystèmes. Par exemple, les dépôts excessifs d’azote (N) en suspension dans l’air sous forme d’ammoniac comptent parmi les principaux facteurs de stress pour la biodiversité. La biodiversité est essentielle pour les animaux car une altération peut entraîner des altérations de la chaîne alimentaire et la perte de certaines espèces. La perte de biodiversité peut également augmenter le risque de maladies infectieuses.

• Changement dans la répartition des espèces: La pollution atmosphérique industrielle peut entraîner une modification de l’abondance d’une espèce particulière. Par exemple, la perte de certaines espèces de poissons due à des niveaux plus élevés d’aluminium peut permettre l’augmentation des espèces d’insectes, ce qui peut à son tour profiter aux canards qui se nourrissent d’insectes. Mais cette perte pourrait être préjudiciable aux aigles, balbuzards pêcheurs et autres animaux qui dépendent du poisson comme nourriture.

Quels animaux sont les plus touchés par la pollution de l’air ?

Les oiseaux sont parmi les premiers à être affectés par le mélange nocif de polluants. Les oiseaux ont un système respiratoire plus efficace que toute autre espèce, ils sont donc directement et indirectement affectés par la pollution de l’air. Ils passent plus de temps à l’air libre, ce qui les expose à des niveaux plus élevés de fumées toxiques provenant des véhicules, des centrales électriques et des usines.

Les polluants atmosphériques perturbent les communautés d’oiseaux. L’ozone (O3) et les oxydes d’azote (NOx) causent des dommages directs et irréversibles aux poumons des oiseaux. Une exposition à long terme peut entraîner une insuffisance pulmonaire, un système immunitaire et un succès reproducteur médiocres, un déclin de la population, etc.

L’exposition aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des produits chimiques toxiques émis par la circulation, peut entraîner une réduction de la production et de l’éclosion des œufs, une augmentation de l’abandon du couvain et des troubles de la croissance chez les oiseaux.

Comment les plantes sont-elles affectées par la pollution de l’air ?

Les plantes et les cultures sont au premier rang de la pollution de l’air. Comme les surfaces aériennes des plantes, en particulier les feuilles, sont en contact direct avec l’atmosphère, elles absorbent ou absorbent très rapidement les polluants atmosphériques. Les polluants induisent alors un stress oxydatif produisant des radicaux libres et des espèces réactives de l’oxygène (ROS) qui causent des dommages à différents niveaux.

• perturbation du métabolisme cellulaire
• dégradation de la chlorophylle
• carences minérales

L’ozone (O3) affecte la photosynthèse de la plupart des plantes et provoque des lésions foliaires. Il peut également pénétrer dans les stomates (les ouvertures facilitant la respiration des plantes) et décomposer directement les cellules végétales. L’O3 peut également provoquer un retard de croissance et, dans les cas graves, la mort. Les taches brunes sur les feuilles de pomme de terre sont un exemple de dommages modérés à l’ozone.

Les pluies acides, la toxicité du plomb et l’exposition aux oxydes d’azote interfèrent avec les nutriments disponibles pour les plantes. Dans les cultures, cela se manifestera par un rendement réduit.

Quelles plantes sont les plus touchées par la pollution atmosphérique ?

Les plantes absorbent une variété de polluants atmosphériques, y compris l’ozone et les oxydes d’azote, les métaux lourds, la fumée et les particules. Les plantes qui sont super sensibles aux polluants atmosphériques comprennent,

• Arbres – American Columbo, Green Dragon, Rosewood ou Tipu, Quaking Aspen, Phantom Orchid, Honeylocust, Noyer, Peuplier, Chêne, Saule, et plus encore.

• Cultures – Blé, riz, tomate, pastèque, courge, pomme de terre, tabac, soja, cantaloup, melon brodé, luzerne, betteraves, tournesol, carottes, maïs sucré, courges, pois verts, navets, raisins, pêches et fraises.

• Arbustes – pin ponderosa, pommetier et agrumes

• Légumes feuillus – Épinards et Céleri

La pollution de l’air aide-t-elle les plantes à pousser ?

Non. Des études récentes montrent que la croissance des plantes pourrait être ralentie dans le monde entier d’ici la fin du 21e siècle. Car,

• L’augmentation de la concentration d’ozone réduit le taux de photosynthèse et paralyse la capacité de croissance des plantes.
• L’aluminium mobilisé (issu des pluies acides) endommage le système racinaire des plantes. Cela interfère avec l’absorption de calcium, ce qui se traduit par une croissance lente ou rabougrie.
• L’excès de dioxyde d’azote nuit à la croissance des plantes.

Références:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1161030118301606

https://advances.sciencemag.org/content/4/2/e1700618

https://www.hindawi.com/journals/bmri/2014/736385/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5400059/

http://pubs.er.usgs.gov/publication/5224791

https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/00966665.1956.10467730