Approche géographique de la composition chimique des précipitations vosgiennes - article ; n°572 ; vol.102, pg 366-385

Etienne Dambrine, Christina Aschan, Gilles Nourrisson, Martine Tabeaud

Description

Annales de Géographie - Année 1993 - Volume 102 - Numéro 572 - Pages 366-385
In order to relate forest decline in the Vosges (eastern France) and atmospheric pollution, wet precipitation was collected and monthly ana-lysed for S, N-NO₃, N-NH₄, Cl, Na, K, Ca and Mg during 2 years.
A hierarchical ascendant classification oppose the northern part of the Vosges, more polluted, to the peripherical regions where rain is rich in nitrogen, and the southern part less polluted. The variance analysis of the chemical composition of rainwater as a fonction of meteorological situations indicates the eastern winds as main responsible for the high concentrations of acidic anions (SO₄, NO₃, Cl), wheras high concentrations of K and Na mainly comes with the western winds. The concentration levels of ammonium and magnesium seems to be independent of the meteorological situation. Due to its geographical situation the Vosges are moderatly exposed to acid pollution compared to the central european massifs.
Afin d'étudier les relations spatiales entre le dépérissement des arbres dans le massif vosgien et la pollution atmosphérique, les concentrations et flux de S, N-NO₃, N-NH₄, Cl, Na, K, Ca et Mg dans les précipitations à découvert ont été mesurées sur des échantillons mensuels de précipitations, prélevés pendant deux ans dans dix sites vosgiens.
La classification ascendante hiérarchique oppose le Nord des Vosges, plus pollué, à la périphérie où les précipitations sont riches en azote et au Sud très peu pollué. L'analyse de la variance de la composition chimique des précipitations en fonction des situations météorologiques désigne les flux d'Est comme le vecteur principal des concentrations élevées en anions acidifiants (soufre, nitrate et chlore), en revanche, les concentrations élevées de potassium et sodium apparaissent surtout en flux d'Ouest. Les niveaux de concentration de magnésium et d'ammonium semblent indépendants des types de temps.
Les précipitations vosgiennes témoignent d'un niveau de pollution modérée par rapport aux massifs forestiers d'Europe centrale.
20 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Publié par: ANNALES_DE_GEOGRAPHIE
• Publié le: 01 janvier 1993
• Nombre de lectures: 33
• Langue: Français
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Extrait

Christina Aschan
Etienne Dambrine
Martine Tabeaud
Gilles Nourrisson
Approche géographique de la composition chimique des
précipitations vosgiennes
In: Annales de Géographie. 1993, t. 102, n°572. pp. 366-385.
Abstract
In order to relate forest decline in the Vosges (eastern France) and atmospheric pollution, wet precipitation was collected and
monthly ana-lysed for S, N-NO, N-NH, Cl, Na, K, Ca and Mg during 2 years.
A hierarchical ascendant classification oppose the northern part of the Vosges, more polluted, to the peripherical regions where
rain is rich in nitrogen, and the southern part less polluted. The variance analysis of the chemical composition of rainwater as a
fonction of meteorological situations indicates the eastern winds as main responsible for the high concentrations of acidic anions
(SO, NO, Cl), wheras high concentrations of K and Na mainly comes with the western winds. The concentration levels of
ammonium and magnesium seems to be independent of the meteorological situation. Due to its geographical situation the
Vosges are moderatly exposed to acid pollution compared to the central european massifs.
Résumé
Afin d'étudier les relations spatiales entre le dépérissement des arbres dans le massif vosgien et la pollution atmosphérique, les
concentrations et flux de S, N-NO, N-NH, Cl, Na, K, Ca et Mg dans les précipitations à découvert ont été mesurées sur des
échantillons mensuels de précipitations, prélevés pendant deux ans dans dix sites vosgiens.
La classification ascendante hiérarchique oppose le Nord des Vosges, plus pollué, à la périphérie où les précipitations sont
riches en azote et au Sud très peu pollué. L'analyse de la variance de la composition chimique des précipitations en fonction des
situations météorologiques désigne les flux d'Est comme le vecteur principal des concentrations élevées en anions acidifiants
(soufre, nitrate et chlore), en revanche, les concentrations élevées de potassium et sodium apparaissent surtout en flux d'Ouest.
Les niveaux de concentration de magnésium et d'ammonium semblent indépendants des types de temps.
Les précipitations vosgiennes témoignent d'un niveau de pollution modérée par rapport aux massifs forestiers d'Europe centrale.
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Aschan Christina, Dambrine Etienne, Tabeaud Martine, Nourrisson Gilles. Approche géographique de la composition chimique
des précipitations vosgiennes . In: Annales de Géographie. 1993, t. 102, n°572. pp. 366-385.
doi : 10.3406/geo.1993.21159
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/geo_0003-4010_1993_num_102_572_21159Approche géographique
de la composition chimique
des précipitations vosgiennes
Christina U.R 1243 ASCHAN C.N.R.S
Etienne DAMBMNE
I.N.R.A Nancy
Martine TABEAUD
Université Paris U.R.A 141 C.N.R.S
Gilles NOURRISSON
I.N.R.A Nancy
influence nocive des dépôts atmosphériques origine anthropique
sur la végétation est pas une découverte récente Déjà en 70 J.-
C. Pline Ancien observe que la végétation disparaît totalement autour
de atelier un forgeron en Espagne En Suède en 1755 Carl von
Unné constate des dommages sur les forêts autour de la mine de cuivre
de Falu attribue ce dépérissement au soufre dont il détecte odeur
dans air Au xxe siècle dans les années 50 norvégiens et suédois
alertent opinion mondiale sur acidification de leurs lacs Sensibilisée
par les médias partir des années 1970 opinion est inquiète La
pollution industrielle en Europe de Est fait disparaître des dizaines
de milliers hectares de forêts La combustion du lignite riche en
soufre est origine de cette pollution locale Mais dans les années 80
on découvre une dégradation de état de santé des forêts européennes
écart de grands foyers industriels
En 1983 poussé par opinion le gouvernement fran ais lance des
recherches sur le thème des effets des dépôts atmosphériques origine
anthropique Des études interdisciplinaires destinées analyser le phé
nomène et permettre de protéger la végétation les sols et les cours
eau sont entreprises Elles supposent la connaissance de la distribu
tion spatiale et temporelle des dépôts atmosphériques cette fin en
Ann Geo. no 572 1993 APPROCHE OGRAPHIQUE 367
1989 le Centre de Recherches Forestières de I.N.R.A. Nancy dans
le cadre du programme Deforpa implante dans les Vosges un réseau
Dément de mesure de la composition chimique des eaux pluviales
Le choix des Vosges explique par le dépérissement défoliation
jaunissement qui affecte depuis le début de la décennie 1980 le sapin
pectine et épicéa alors que les feuillus Alsace et de Lorraine semblent
épargnés Bien individualisé par le relief le massif vosgien est une
part suffisamment loin de océan pour que les masses air atlantiques
venant de Ouest puissent être chimiquement modifiées par les implan
tations urbaines et industrielles et autre part suffisamment Est
de la France pour que les types de temps continentaux aient une
occurrence significative De plus si les sources périphériques de pollu
tion sont importantes les apports autochtones sont négligeables
Pour cette étude concernant les dépôts par les précipitations hu
mides dix stations pluviométriques altitude et exposition diffé
rentes depuis la région de Phaisbourg au Nord Sewen au Sud
tableau et fig l) ont été relevées chaque semaine par des opérateurs
pendant près de deux ans de mars 1989 décembre 1990 Le
laboratoire de I.N.R.A Arras ensuite mesuré les concentrations
moyennes mensuelles en SO N0 Cl Na Ca Mg des
précipitations ainsi que leur pH en les regroupant en 22 séquences
environ 26 jours
Par ailleurs les sources émission ont été inventoriées échelle
régionale ont été retenus les grands foyers industriels et urbains et les
grandes régions agricoles échelle locale les statistiques émissions
font défaut soit par suite de la nature confidentielle des données
relatives la pollution soit par absence de quantification des rejets de
certains éléments minéraux Les études nationales ou régionales ont
porté que sur les émissions de SO; le N0 et parfois sur les chlorures
Pour compléter les données sur origine du chlore ont été appliqués
les coefficients émission établis par le Ministère de Environnement
et le Cerchar sur le tonnage incinération ordures et sur les quantités
de charbon brûlées en Lorraine1 Les rejets ammoniac étant issus
principalement du Usier il fallu répertorier le bétail par canton et
appliquer par animal le coefficient émission annuel de NH de
Buijsman et al 1986)2 En ce qui concerne le magnésium le calcium
le sodium et le potassium les données sont inexistantes
Chaque tonne ordures incinérées libère 75kg de HC1 acide chlorhydrique Pour le
charbon lorrain est une valeur de 02 03 de HC1 il faut retenir
Emission ammoniac en kg/animal/an chevaux 943 bovins 182 porcins 283
ovins 308 capridés 308 volaille 126
Ann Gèo. no 572 1993 368 ANNALES DE OGRAPHIE
Fig LOCALISATION DES SITES DU SEAU ET PR CIPITATIONS MOYENNES
ANNUELLES DANS LE MASSIF VOSGIEN
Source Dion 1986)
TABLEAU
Caractéristiques des sites du réseau
Site Altitude Versant Topographie Exposition
Ban-sur-Meurthe 630m Lorrain Vallée
Col du Bonhomme 949m Alsacien Sommet
Germai ngoutte 420m Lorrain Vallée Nord-Ouest
Housseras Versant Ouest 390m
La Petite Pierre 230m Plateau
Le Donon 750m Lorrain Sommet Nord
Plain du Canon Versant Ouest 820m
Sewen 550m Alsacien Vallée
590m Lorrain Sud Val Ajol
Welschbruch 800m Alsacien Sommet Est
Ann Gèo. no 572 1993 APPROCHE OGRAPHIQUE 369
Place du massif vosgien vis-à-vis des sources de pollution
et des circulations atmosphériques
Seules les sources émission se trouvant sur le trajet des masses
air sont susceptibles de modifier la chimie des précipitations sur le
massif vosgien La composition locale des précipitations résulte ainsi de
la distribution spatiale des sources et des circulations atmosphériques
diverses échelles
Répartition spatiale des émissions éléments minéraux
En Europe les grandes agglomérations urbaines et industrielles
émettent essentiel du SO fig 2.a la Ruhr les centres industriels
Europe de Est le Bassin de Londres et le triangle Liverpool-New
castle-Birmingham Les émissions de No sont moins circonscrites
fig 2.b) ce qui suggère la mobilité des sources majoritairement les
v&