B)b) Impact sur la nature

Les cultures agricoles peuvent être lésées par l'exposition à des concentrations élevées de polluants atmosphériques. Les dommages peuvent aller de marques visibles sur le feuillage à la mort prématurée du plant en passant par un ralentissement de croissance et une baisse de rendement. L'apparition et la gravité des dommages dépendent non seulement de la concentration du polluant en cause, mais aussi d'un certain nombre de facteurs dont la durée de l'exposition au polluant, l'espèce végétale affectée et son stade de croissance. Différents facteurs environnementaux influencent aussi l'accumulation du polluant, la prédisposition des végétaux et la plus ou moins grande sensibilité ou résistance qu'ils affichent.

Problèmes de pollution de l'air en Ontario

En Ontario, on peut généralement regrouper les polluants atmosphériques nuisibles à la végétation en deux catégories : les polluants locaux et les polluants de fond. Les polluants locaux proviennent de sources ponctuelles; leurs effets se manifestent dans une zone bien délimitée où la végétation est soit endommagée, soit contaminée. Les polluants locaux les plus courants sont l'anhydride sulfureux, les fluorures, l'ammoniac et les particules. Les polluants de fond sont essentiellement des « oxydants ». L'ozone, principal constituant des agents oxydants, est produit dans l'atmosphère au cours d'une réaction complexe à laquelle participent des oxydes d'azote et des hydrocarbures réactifs, issus des gaz d'échappement des automobiles et de la combustion des combustibles fossiles. Comme cette réaction ne se produit qu'en présence du rayonnement solaire, on parle de réaction photochimique. Les répercussions sur la végétation de l'accumulation d'oxydants dans l'atmosphère peuvent être constatées sur de vastes superficies allant jusqu'à des centaines de kilomètres carrés.

Effets de la pollution atmosphérique sur les végétaux

Les dommages causés par la pollution atmosphérique peuvent se manifester de plusieurs façons. Ils peuvent apparaître rapidement sur le feuillage, sous la forme de lésions nécrotiques (tissus morts). Ils peuvent aussi être lents à se manifester et entraîner le jaunissement ou la chlorose de la feuille. On peut aussi remarquer un ralentissement de croissance au niveau de différentes parties de la plante. Il arrive que les plants meurent tout de suite, mais la mort se produit habituellement après des attaques répétées.

Oxydants

L'ozone est le principal polluant dans un complexe de smog oxydant. Ses effets sur les plantes ont été observés pour la première fois dans la région de Los Angeles en 1944. Depuis, les dommages causés par l'ozone ont été signalés et documentés dans de nombreuses régions de l'Amérique du Nord, y compris dans le Sud-Ouest et le centre de l'Ontario. La teneur en ozone de l'atmosphère varie considérablement au cours de la saison de végétation, particulièrement en juillet et en août. Habituellement, on associe les périodes pendant lesquelles le niveau d'ozone est élevé aux grandes masses d'air provenant du sud qui se déplacent au-dessus des Grands Lacs inférieurs après avoir amassé des polluants de nombreuses zones urbaines et industrielles des États-Unis. De plus, les concentrations d'ozone locales contribuent à aggraver la situation encore davantage. L'ampleur des dommages diffère d'une année à l'autre, et l'on utilise souvent le haricot blanc comme culture indicatrice du niveau de dommages à cause de sa grande sensibilité. Outre le haricot blanc, les cultures suivantes sont aussi considérées comme sensibles : le concombre, la vigne, le haricot vert, la laitue, l'oignon, la pomme de terre, le radis, le rutabaga, l'épinard, le maïs sucré, le tabac, et la tomate. Les espèces résistantes comprennent l'endive, le poirier et l'abricotier.

 

Image 1. Dommages sur le feuillage du soya.

Les symptômes de la pollution par l'ozone (figure 1) se manifestent habituellement sur la face supérieure des feuilles. Des picots apparaissent ou le feuillage devient bronze ou décoloré. Même si des baisses de rendement sont habituellement associées à des blessures foliaires visibles, il arrive qu'on subisse des pertes de récolte en l'absence de tout signe de stress attribuable à un polluant. D'un autre côté, il arrive aussi que certaines cultures souffrent de blessures foliaires sans que leur rendement ne soit affecté.

 La sensibilité à l'ozone est influencée par de nombreux facteurs liés à l'environnement et à la croissance. Cette sensibilité est plus grande quand l'humidité relative est élevée, quand le sol renferme un niveau optimal d'azote et que l'eau est disponible. Chez les dicotylédones, la sensibilité à l'ozone dépend aussi de la maturité. Les feuilles les plus jeunes sont résistantes. En se développant, elles deviennent successivement sensibles dans leur partie médiane et basale. Les feuilles deviennent à nouveau résistantes une fois qu'elles sont parvenues à complète maturité.

| Anhydride Sulfureux

Les exploitations alimentées au charbon, surtout celles qui fournissent de l'électricité et de l'énergie pour le chauffage, sont les principales sources d'anhydride sulfureux. Les émissions d'anhydride sulfureux peuvent aussi provenir de la combustion du pétrole et de la fusion des minerais renfermant du soufre.

L'anhydride sulfureux pénètre dans les feuilles principalement par les stomates (ouvertures microscopiques). Il peut occasionner des blessures aiguës ou chroniques. Les blessures aiguës (figure 2) sont causées par l'absorption de fortes concentrations d'anhydride sulfureux en relativement peu de temps. Les symptômes se manifestent sous forme de lésions apparentes sur les deux faces des feuilles, habituellement entre les nervures et occasionnellement sur le pourtour des feuilles. La couleur de la zone nécrotique peut varier d'ocre clair ou presque blanc à rouge orangé ou brun, selon l'époque de l'année, l'espèce végétale et les conditions météorologiques. Les feuilles récemment déployées sont habituellement les plus sensibles aux blessures aiguës causées par l'anhydride sulfureux alors que les feuilles les plus jeunes et les feuilles les plus vieilles semblent y résister davantage.

Image 2. Blessures aiguës causés à des feuilles de framboisiers par l'anhydride sulfureux. À noter que les dommages affectent les tissus internervals (parenchyme) mais que les tissus tout près des nervures restent sains.

 Les blessures chroniques sont causées par l'absorption prolongée d'anhydride sulfureux à des concentrations sublétales. Les symptômes se manifestent par le jaunissement ou la chlorose des feuilles et, occasionnellement, par la coloration bronze de la face inférieure des feuilles.

 La sensibilité à l'anhydride sulfureux varie énormément d'une espèce à l'autre, d'un cultivar à l'autre et même d'un individu à l'autre au sein de la même espèce. Ces variations sont attribuables à des différences d'emplacement, de climat, de stade de croissance et de maturité. Les plantes généralement considérées comme sensibles à l'anhydride sulfureux comprennent la luzerne, l'orge, le sarrasin, le trèfle, l'avoine, la citrouille, le radis, la rhubarbe, l'épinard, la courge, la bette à cardes et le tabac. Parmi les cultures résistantes, on trouve l'asperge, le chou, le céleri, le maïs, l'oignon et la pomme de terre.

| Fluorure

Les fluorures peuvent être rejetés dans l'atmosphère à la suite de la combustion du charbon, de la production de briques, de tuiles, d'émail, de céramique et de verre, de la fabrication d'aluminium et d'acier, et de la production d'acide fluorhydrique, de produits chimiques phosphatés et d'engrais.

 Les fluorures absorbés par les feuilles sont transportés vers le bord des feuilles chez les dicotylédones (vignes), et vers l'extrémité des feuilles chez les monocotylédones (glaïeuls). Peu de dommages sont causés au point d'absorption. Par contre, les concentrations qu'atteignent les fluorures sur le pourtour ou à l'extrémité des feuilles sont suffisantes pour causer des dommages. La blessure (figure 3) se manifeste par une lésion aqueuse grise ou vert pâle qui prend peu à peu une coloration allant de l'ocre au brun rougeâtre. Sous l'effet d'une exposition prolongée, la zone nécrotique s'élargit et s'étale soit vers le milieu de la feuille jusqu'à la nervure médiane chez les dicotylédones, soit vers la base chez les monocotylédones.

Image 3. Blessures occasionnées au feuillage du prunier par les fluorures. Ceux-ci pénètrent dans les feuilles par les stomates et sont transportés jusque sur le pourtour des feuilles où ils s'accumulent et endommagent les tissus. Sur les feuilles atteintes, une bande sombre caractéristique sépare les tissus sains (verts) des tissus endommagés (bruns).

Les études sur la sensibilité des espèces aux fluorures montrent que l'abricotier, l'orge (jeune), le bleuet, le fruit du pêcher, le glaïeul, la vigne, le prunier, le pruneautier, le maïs sucré et la tulipe sont les plus sensibles. Les plantes résistantes comprennent la luzerne, l'asperge, le haricot mange-tout, le chou, la carotte, le chou-fleur, le céleri, le concombre, l'aubergine, les pois, le poirier, le poivron, la pomme de terre, la courge, le tabac et le blé.

 Ammoniac

Des accidents survenus en cours d'entreposage, de transport ou d'épandage d'engrais à base d'ammoniac anhydre ou d'ammoniaque liquide ont permis ces dernières années en Ontario d'observer à maintes reprises les dommages que l'ammoniac peut causer à la végétation. Ces accidents entraînent habituellement la libération dans l'atmosphère de grandes quantités d'ammoniac pendant des périodes relativement brèves et endommagent sévèrement la végétation environnante.

On doit habituellement attendre plusieurs jours avant que les symptômes ne soient complètement apparus sur la végétation atteinte. Ils prennent alors la forme de zones nécrotiques irrégulières et décolorées sur les deux faces des feuilles. On voit souvent sur les graminées des stries nécrotiques internervales rougeâtres ou une décoloration sombre de la face supérieure des feuilles. Les fleurs, les fruits et les tissus ligneux ne sont généralement pas atteints. Dans le cas des arbres fruitiers, ces derniers peuvent se rétablir de blessures graves une fois que de nouvelles feuilles ont poussé (figure 4). Les espèces sensibles comprennent le pommier, l'orge, les haricots, le trèfle, le radis, le framboisier et le soya. Figurent parmi les espèces résistantes la luzerne, la betterave, la carotte, le maïs, le concombre, l'aubergine, l'oignon, le pêcher, la rhubarbe et la tomate.

Image 4. Nouvelles feuilles apparues après la fumigation sur un pommier se remettant de dommages importants causés par de l'ammoniac.

Particules Les particules, comme la poussière de ciment, la chaux dolomitique en poudre et la suie carbonique, qui se déposent sur la végétation peuvent nuire à la respiration normale et aux mécanismes de la photosynthèse à l'intérieur de la feuille. La poussière de ciment peut provoquer la chlorose et la mort des tissus foliaires par la combinaison d'une croûte épaisse et de la toxicité alcaline produite par temps humide. L'enduit de poussière (figure 5) peut aussi nuire à l'action normale des pesticides et autres produits chimiques agricoles qu'on pulvérise sur le feuillage. De plus, l'accumulation de poussières alcalines dans le sol peut élever le pH du sol à des niveaux dommageables pour la croissance des cultures.

 

Image 5. Poussière de ciment recouvrant les feuilles et les fruits d'un pommier. La poussière n'a pas du tout endommagé les feuilles, mais a empêché un traitement de prérécolte d'agir.

 Les pluies acides

 La pluie, la neige ou le brouillard pollués par des substances acides dans l'atmosphère sont autant de formes de précipitations acides qui endommagent l'environnement. Deux polluants atmosphériques communs acidifient les précipitations : ce sont le dioxyde de soufre (SO2) et les oxydes d'azote (NOx). Lorsque ces substances sont émis dans l'atmosphère, elles sont susceptibles d'être transportées sur de grandes distances par les vents dominants avant de retomber sur terre sous forme de précipitations acides (pluie, neige, brouillard ou poussière). Lorsque l'environnement ne parvient pas à neutraliser les substances acides, des dommages s'ensuivent.

 Des poissons qui agonisaient par milliers dans les lacs d'Europe et d'Amérique du Nord ont, les premiers, donné l'alerte, dans les années 60 et 70, sur les effets destructeurs des pluies acides. Dix ans plus tard, des forêts de conifères commencèrent à dépérir, victimes du même phénomène, et des observations faites depuis 1980 ont montré que les forêts d'Europe sont menacées. A l'état naturel, la pluie est légèrement acide, car elle contient du dioxyde de carbone, mais la pollution de l'atmosphère due à l'industrie et à la circulation automobile fait que certaines pluies sont, aujourd'hui, aussi acides que du jus de citron, soit cinq cents fois plus que des pluies non polluées. Les pluies acides éliminent du sol, par lessivage, des substances nutritives telles que le magnésium, le calcium, le potassium, dont les arbres ont besoin pour survivre, les faisant même disparaître de leurs feuilles ou de leurs aiguilles. Le manque de calcium peut avoir des répercussions sur toute la chaîne alimentaire : ainsi, les oiseaux qui se nourrissent d'insectes vivant sur un sol appauvri pondent des œufs aux coquilles trop fragiles, qui se brisent avant l'éclosion. En Suède, les pluies acides lessivent le cuivre des canalisations d'eau, empoisonnant celle-ci et provoquant de graves maladies chez les enfants. Par ailleurs, les pluies acides rongent lentement les pierres des cathédrales et d'autres monuments historiques d'une inestimable valeur. Après s'être affrontés sur ce sujet pendant les années 80, les pays industrialisés sont aujourd'hui parvenus à un accord pour limiter la pollution, en particulier celle due aux gaz d'échappement automobiles. Il leur reste maintenant à s'entendre pour étendre ces mesures à la pollution industrielle elle-même, dont les écologistes affirment qu'elle doit être réduite de 90% dans les plus brefs délais si l'on veut écarter le risque d'une catastrophe écologique résultant des pluies acides.

 Les régions de la planète souffrant le plus des pluies acides sont les régions proches des zones de pollution massive, dont le sol, manquant des composés nécessaires pour neutraliser l'acidité des précipitations, est particulièrement fragile. De nombreux pays défavorisés, notamment sous les tropiques, connaissent actuellement un développement industriel rapide, et par conséquent un accroissement brutal de la pollution atmosphérique. Il est vraisemblable, en outre, que le Brésil, la Chine, l'Inde, la Malaisie, le Nigeria et le Venezuela souffriront, dans un avenir proche, d'une sévère aggravation des pluies acides. L'emploi des combustibles fossiles libère de l'anhydride sulfureux et des oxydes d'azote dans l'atmosphère. Ces gaz sont nuisibles pour les récoltes, les arbres et les constructions qui se trouvent à proximité, mais une grande partie est transportée par les vents jusqu'à plusieurs centaines de kilomètres de distance, et, en cours de route, ils sont transformés en nitrates et en sulfates par le rayonnement solaire. Ces polluants demeurent en suspension tant qu'ils sont secs. Absorbés par les nuages, ils se transforment en acide nitrique et acide sulfurique, à l'origine des précipitations acides. Les régions montagneuses qui reçoivent des pluies et des neiges acides sont souvent granitiques ou magmatiques, avec un sol peu profond, manquant de composants qui pourraient neutraliser l'acidité, tel le calcium.

 L'échelle de pH sert à mesurer l'acidité et la basicité des liquides, un pH de 7 correspondant à une solution neutre - l'eau distillée. Chaque unité représente une multiplication par 10 de la basicité ou de l'acidité. Ainsi, une pluie dont le pH est 5 est dix fois plus acide qu'une pluie de pH 6, tandis qu'une pluie de pH 3 l'est mille fois plus. Les lacs ont un pH proche de 7, parce que leurs eaux contiennent du calcium venu du sol, qui neutralise l'acidité de la pluie. Toutefois, cette solution de calcium est incapable d'absorber l'acidité d'une pluie polluée, et celle-ci devient mortelle pour les poissons. De l'aluminium peut également être libéré du sol par les acides et déversé dans les lacs ; les poissons sécrètent en abondance un mucus qui obture leurs branchies.

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