Les microplastiques (MPs, <5 mm) sont des polluants diverse et omniprésents, présents même dans des environnements montagneux isolés. Bien que le transport atmosphérique soit le principal facteur de dépôt des MPs dans les zones montagneuses peu peuplées, l’influence des activités locales reste encore mal comprise. Dans ce projet de doctorat, nous avons étudié la distribution des MPs dans des environnements montagneux ruraux et isolés des hémisphères Nord et Sud (i.e., les Pyrénées, La Réunion, Hawaï et Fidji) afin de mieux comprendre les sources et les mécanismes de transport responsables de leur dépôt dans ces régions. Des bioindicateurs tels que la truite fario, le biofilm, la mousse Sphagnum et le lichen Usnea ont été utilisés pour évaluer leur pertinence dans le suivi de la pollution par les MPs en milieu montagnard. Les poissons et le biofilm ont été prélevés dans des systèmes lotiques et lentiques des Pyrénées. Sphagnum et Usnea ont été prélevés dans des tourbières ombrotrophes, des écosystèmes dépendant exclusivement des apports atmosphériques. L'utilisation de la spectroscopie avancée µ-FT-IR et Raman a permis de détecter et de caractériser les MPs, y compris les fractions les plus petites, encore peu étudiées (<50 µm).
Dans les Pyrénées, les bioindicateurs d’eau douce (i.e., la truite fario et le biofilm) ainsi que la mousse Sphagnum ont révélé une pollution potentielle par les MPs liée aux activités locales, notamment au tourisme, avec une distribution différenciée entre les compartiments d’eau douce et atmosphérique. À La Réunion, le dépôt de MPs dans Sphagnum était principalement induit par la remise en suspension des aérosols, transportés des zones côtières vers les régions montagneuses sous le vent. Le polyéthylène a été identifié comme un marqueur potentiel de pollution océanique d’origine lointaine. Par ailleurs, la présence de forêts tropicales pourrait influencer la distribution verticale des MPs, avec une accumulation préférentielle du polyamide dans la canopée. En outre, les MPs <10 µm représentaient la fraction la plus abondante détectée, soulignant la nécessité d’approfondir l’étude de cette gamme de tailles encore largement méconnue.
Ce projet de doctorat offre une perspective globale sur la pollution par les MPs en milieu montagneux en explorant des zones isolées ou encore inexplorées et en permettant des comparaisons régionales. Nos résultats montrent que les apports de MP, qu'ils proviennent de sources locales ou distantes, varient considérablement selon les régions, la remise en suspension des MP d’origene distante dans les eaux côtières de La Réunion étant identifiée comme la principale source de MP dans les montagnes isolées. Les bioindicateurs sélectionnés — incluant, pour la première fois, le biofilm, la mousse Sphagnum et le lichen Usnea — ont permis d’enregistrer efficacement la pollution par les MP. Ils se révèlent prometteurs pour l’évaluation de leur distribution spatiale et temporelle et s’avèrent particulièrement adaptés à une intégration dans des programmes de surveillance à long terme, indispensables en milieu montagneux. |
Microplastics (MPs, <5 mm) are a diverse and pervasive pollutant found even in remote mountain environments. While atmospheric transport is the primary driver of MP deposition in sparsely populated mountain areas, the contributions of local activities remain poorly understood. In this PhD project, we investigated MP distribution across rural and remote mountain environments in both the Northern and Southern Hemispheres (i.e., the Pyrenees, La Réunion, Hawaii, and Fiji) to better understand the sources and transport mechanisms of potential airborne MP in mountains. Bioindicators such as brown trout, biofilm, Sphagnum moss, and Usnea lichen were used to assess their potential for monitoring MP pollution in mountain environments. Fish and biofilm were collected in lotic and lentic systems of the Pyrenees. Sphagnum and Usnea were collected in ombrotrophic peatlands, a type of environment relying exclusively on atmospheric inputs. Advanced µ-FT-IR and Raman spectroscopy enabled the detection and characterization of MPs, including the understudied smallest fraction (< 50 µm).
In the Pyrenees, both freshwater bioindicators (i.e., brown trout and biofilm) and Sphagnum moss indicated potential MP pollution from local activities such as tourism, with MP distribution differing between freshwater and atmospheric compartments. In La Réunion, MP deposition in Sphagnum was primarily driven by aerosol resuspension from coastal areas to remote windward mountain regions. Polyethylene was identified as a potential marker of distant oceanic pollution. Additionally, the presence of tropical forests may influence vertical MP distribution, with polyamide preferentially accumulating in the canopy. Furthermore, MPs < 10 µm were the most abundant fraction detected, highlighting the need to further study this overlooked size range.
This PhD project provides a global perspective on MP pollution in mountain environments by characterizing unexplored remote areas and enabling regional comparisons. Overall, we found that MP contributions from local and distant sources exhibit considerable regional variation, identifying the resuspension of distant-MP in the coastal waters of La Réunion as the largest contributor to MP in remote mountains. The selected bioindicators—including, for the first time, biofilm, Sphagnum moss, and Usnea lichen—effectively recorded MP pollution, demonstrating their potential for assessing spatial and temporal distribution, demonstrating their potential for assessing spatial and temporal distribution and their suitability for integration into much-needed long-term monitoring programs in mountain environments. |