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Jul 10, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 7971 (2023) Citer cet article

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Les tourbières du sud de l'Amérique du Sud (région de la Terre de Feu, TdF) jouent un rôle clé dans la dynamique écologique de la Patagonie. Il est donc nécessaire d'accroître nos connaissances et notre conscience de leur valeur scientifique et écologique pour assurer leur conservation. Cette étude visait à évaluer les différences dans la distribution et l'accumulation des éléments dans les dépôts de tourbe et de sphaigne du TdF. La caractérisation chimique et morphologique des échantillons a été réalisée à l'aide de diverses techniques d'analyse, et les niveaux totaux de 53 éléments ont été déterminés. De plus, une différenciation chimiométrique basée sur la teneur élémentaire des échantillons de tourbe et de mousse a été réalisée. Certains éléments (Cs, Hf, K, Li, Mn, Na, Pb, Rb, Si, Sn, Ti et Zn) ont montré des teneurs significativement plus élevées dans les échantillons de mousse que dans les échantillons de tourbe. En revanche, seuls Mo, S et Zr étaient significativement plus élevés dans les échantillons de tourbe que dans les échantillons de mousse. Les résultats obtenus mettent en évidence la capacité de la mousse à accumuler des éléments et à agir comme un moyen facilitant l'entrée d'éléments dans les échantillons de tourbe. Les précieuses données obtenues dans cette étude de référence multi-méthodologique peuvent être utilisées pour une conservation plus efficace de la biodiversité et la préservation des services écosystémiques du TdF.

Les tourbières, composées presque entièrement de matière végétale en décomposition, représentent le principal puits de carbone terrestre1 au monde, contribuant à l'augmentation de la résilience des écosystèmes2. Cependant, ils n'occupent que 3% de la superficie terrestre mondiale3,4,5. La fonction fondamentale des tourbières de régulation du cycle du carbone contribue à l'atténuation du changement climatique6,7. Ils jouent également un rôle clé dans la conservation de la biodiversité en assurant l'habitat de diverses espèces vivantes, des archives paléoenvironnementales et des vestiges archéologiques et jouent un rôle particulier dans la régulation du cycle hydrologique par le stockage de l'eau, la recharge des eaux souterraines et l'atténuation des sécheresses et des inondations7,8. De plus, la tourbe et la sphaigne sont reconnues mondialement comme des ressources économiques précieuses pour leur utilisation comme combustible et substrat horticole, respectivement9,10,11. Cependant, la tourbe est une ressource non renouvelable6. Ces dernières années, de nouvelles stratégies d'utilisation rationnelle des tourbières et de nouvelles politiques de gestion avec des concessions minières limitées ont été proposées6,12.

En Amérique du Sud tempérée, les tourbières sont dominées par la sphaigne13 et sont pauvres en nutriments (ombrotrophes)14. Les tourbières ombrotrophes sont hydrauliquement isolées et reçoivent tous les nutriments, y compris les éléments majeurs et les oligo-éléments, par les dépôts atmosphériques et les précipitations15. Plusieurs études ont montré que les tourbières ombrotrophes sont également des archives utiles pour les enregistrements des dépôts de Hg16,17. Les taux d'accumulation et les concentrations de Hg dans les tourbières ombrotrophes sont influencés par les processus d'humification de la tourbe en plus de l'emplacement du site et des sources anthropiques et naturelles16. En fait, la capacité de la tourbe à lier les métaux est déterminée par la forte teneur en substances humiques et la surface développée18,19. Les groupes fonctionnels carboxyliques et phénoliques présents dans les substances humiques, qui composent la matière organique de la tourbe, influencent les propriétés chimiques de la tourbe telles que la complexation des métaux, la capacité tampon, les réactions acide-base et la capacité d'échange cationique20,21. De plus, la mousse de sphaigne, en raison de la grande capacité d'échange cationique de sa surface, convient au suivi des dépôts d'éléments atmosphériques11,22,23,24,25. Cependant, seuls certains éléments ont été investigués, alors que d'autres pourraient être liés par la sphaigne, comme le soulignent d'autres auteurs24. De plus, la composition élémentaire de la poussière déposée est nécessaire pour comprendre le cycle géochimique de la poussière et sa relation avec le changement climatique26.

Des informations limitées et fragmentaires sont disponibles sur les tourbières de Patagonie27 ; de nouvelles études doivent être entreprises pour améliorer la connaissance de ces zones et évaluer la possible contamination par des produits chimiques dans le futur. Une caractérisation physico-chimique aussi complète que possible pourrait également permettre la création de produits artificiels pour éviter l'épuisement des ressources naturelles et protéger la biodiversité. Pour cette raison, nos principaux objectifs sont de déterminer et de comparer les teneurs totales en 53 éléments (Al, As, B, Ba, Be, Bi, C, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Eu, Fe , Ga, H, Hf, Hg, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, N, Na, Nb, Ni, O, P, Pb, Rb, S, Sb, Sc, Se, Si, Sm , Sn, Sr, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W, Yb, Zn et Zr) dans la tourbe et la sphaigne vivante de huit sites de la Terre de Feu (TdF, sud de la Patagonie) à l'aide de plusieurs techniques analytiques et des outils chimiométriques [analyse en composantes principales (ACP) et sélection de variables pas à pas]. D'autres objectifs sont d'étudier les types et les quantités de groupes fonctionnels par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) pour mettre en évidence les corrélations possibles entre l'accumulation des éléments et les structures chimiques de la tourbe et de la sphaigne.

La Terre de Feu est située à l'extrémité sud du continent américain (Fig. 1). Il s'étend au sud-est du détroit de Magellan entre les océans Atlantique et Pacifique. L'archipel se compose de l'île principale, la Grande Île de TdF, souvent appelée simplement TdF ou Grande Île, avec une superficie de 48 100 km2 et une myriade d'îles plus petites. L'île principale est divisée politiquement entre deux nations : 38,6 % appartient à l'Argentine (est), tandis que 61,4 % appartient au Chili (ouest). Les plus grandes villes de l'île principale de la partie argentine sont le Rio Grande et Ushuaia, avec 57 000 habitants.

Carte de la zone d'étude en Argentine, Amérique du Sud. Les emplacements des sites d'échantillonnage sont indiqués sur la carte détaillée de la zone nord de la région de la Terre de Feu (sud de la Patagonie). Le système de référence pour les coordonnées géographiques est basé sur l'ellipsoïde du système géodésique mondial 1984 (WGS84). Carte de données : Google, CNES/Airbus, Maxar Technologies, Airbus, TerraMetrics, Landsat/Copernicus.

Le climat de TdF est influencé par la latitude, la présence à proximité de la masse de glace antarctique, les courants océaniques et la nature de la terre elle-même. La proximité du continent antarctique expose l'archipel à la présence de masses d'air froid, notamment en hiver, tandis que la présence simultanée sur trois côtés d'eaux océaniques tend à maintenir faible l'amplitude thermique entre l'été et l'hiver. La région a un climat océanique avec des étés courts et frais et des hivers longs humides et modérément froids. La principale concentration de tourbières dans TdF se situe à l'est, où les précipitations sont d'environ 700–900 mm an−1 6. Ces tourbières sont liées au climat et aux propriétés chimiques du sol et de l'eau28. Les tourbières sont l'écosystème dominant dans la partie argentine du TdF, et leur couverture atteint 90 % dans certains bassins versants de l'est28.

Huit échantillons de tourbières et de sphaignes ombrotrophes et pour la plupart non perturbés ont été prélevés en 2018. Des parcelles de tourbières ont été échantillonnées en double et sélectionnées selon la carte des tourbières de Roig et al.29. Une carte de l'emplacement de huit sites d'échantillonnage (A, B, C, D, E, F, G et H) et les coordonnées géographiques des points sélectionnés sont présentés à la Fig. 1. À l'exception du site B, qui est situé à Ushuaia, la ville la plus peuplée de l'archipel, et à proximité de l'aéroport international, les autres sites se trouvent dans des zones à faible impact anthropique. Des échantillons de tourbe ont été prélevés à l'aide d'une foreuse de terrain et des carottes ont été extraites à une profondeur de 20 cm, divisées en segments de 10 cm et remplies dans des sacs en plastique. Les échantillons de tourbe et de sphaigne ont été séchés à 40 °C pendant deux jours, broyés (à l'aide d'un mortier et d'un pilon en céramique) et homogénéisés en laboratoire. Tous les échantillons ont été conservés à 4 °C jusqu'à l'analyse.

Un analyseur élémentaire (EA 1110 CHNS/O, CE Instruments, Royaume-Uni) a été utilisé pour déterminer les pourcentages de C, H, N, O et S dans tous les échantillons (~ 5 mg)30. La procédure analytique consiste en la combustion de l'échantillon (1000 ° C) suivie de processus d'oxydation et de réduction catalytiques, de la séparation des gaz produits dans la colonne de chromatographie en phase gazeuse et de leur analyse avec un détecteur de conductivité thermique (réglé à 290 ° C); traitement du signal et détermination du pourcentage d'éléments présents dans l'échantillon avec le programme EAGER 200.

L'analyse au microscope électronique à balayage (SEM) a été réalisée avec un SEM à émission de champ haute résolution (HR-FESEM ; modèle Auriga 405 ; Carl Zeiss Microscopy GmbH, Iéna, Allemagne) équipé d'un spectromètre à dispersion d'énergie pour la microanalyse à rayons X (XEDS, modèle Quantax ; Bruker, Berlin, Allemagne). Avant l'analyse, une petite partie de l'échantillon de poudre a été fixée sur un support spécifique et recouverte d'une fine couche de C par une machine à pulvérisation (Q150T Turbo-Pumped Sputter Coater/Carbon Coater ; Quorum Technologies Ltd., East Sussex, Royaume-Uni) pour rendre sa surface conductrice. Les acquisitions HR-FESEM XEDS ont été réalisées sous un vide poussé (10−6 hPa) à une tension d'accélération de 20 keV. Les micrographies ont été acquises par un détecteur d'électrons secondaires (SED) à une distance de travail (WD), un grossissement, une taille de point et des conditions d'angle d'inclinaison correctement ajustés pour optimiser la résolution de l'image. La microanalyse a été réalisée à WD et à un grossissement allant de 3,0 à 7,8 mm et de 100 × à 45 000 ×, respectivement.

Le mercure a été déterminé à l'aide d'un analyseur de mercure avancé (AMA-254, Altec Ltd., Prague, République tchèque) selon la méthode EPA 747331. Chaque échantillon (~ 20 mg) a été analysé en double et un matériau de référence certifié (BCR 482) a été utilisé pour l'assurance et le contrôle de la qualité de la procédure analytique. Le pourcentage de biais de justesse et la précision étaient de 2,3 et 3,2 %, respectivement. La limite de détermination et de quantification (LOD et LOQ, respectivement), définie comme la concentration de Hg correspondant à trois et dix fois l'écart type des blancs (n = 10), était de 0,0001 et 0,004 mg kg-1, respectivement. Une solution étalon de référence Hg (1 002 ± 7 mg L−1 dans 10 % HNO3 ; SCP Science, Baie D'Urfé, Québec, Canada) dans 1 % v/v HNO3 (67 % suprapur, Carlo Erba Reagents, Milan, Italie) a été utilisé pour préparer des solutions d'étalonnage (de l'ordre de 0 à 50 μg L−1). Toutes les solutions aqueuses ont été préparées à l'aide d'eau déionisée avec une résistivité de 18,2 MΩ cm-1, générée par un déioniseur UV Arioso Power I RO-UP Scholar (Human Corporation, Songpa-Ku, Séoul, Corée). Plus de détails sur la méthode AMA sont présentés dans des travaux antérieurs32.

L'analyse instrumentale par activation neutronique (INAA) a été réalisée au Laboratoire des techniques analytiques nucléaires (Centre atomique d'Ezeiza, Commission nationale argentine de l'énergie atomique) pour la détermination des fractions massiques Eu, Hf, Lu, Sc, Sm, Th et Yb.

Des échantillons de tourbe et de sphaigne, environ 25 et 300 mg, respectivement, ont été irradiés au réacteur RA-3 (flux thermique 3,1013 cm-2 s-1, 8 Mw) pendant 4,5 h. Deux mesures avec 7 et 30 jours de décroissance comptés à partir de la fin de l'irradiation, ont été réalisées à l'aide de détecteurs GeHP (efficacité 30%, résolution 1,8 keV pour le pic 1332,5 keV 60Co). Le logiciel Gamma Vision a été utilisé pour acquérir les spectres gamma et les fractions de masse élémentaire ont été calculées à l'aide d'un logiciel développé au laboratoire NAA. À des fins de contrôle de la qualité, l'andésite ACH-1 et l'herbe (Poeaceae) de WEPAL 2011–4 ont été utilisées comme échantillons de contrôle pour l'analyse de la tourbe et de la sphaigne, respectivement33. Les matériaux de référence certifiés suivants ont été utilisés pour l'étalonnage de l'INAA : SRM Coal Fly Ash 1633c (National Institute of Standards and Technology -NIST, Gaitherburg, MD, USA), CRM Soil GBW 07,405 (GSS-5) (Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Langfang, Chine) et RM IAEA Lichen 336 (Agence internationale de l'énergie atomique, Seibersdorf Laboratories, Seibersdorf, Autriche). Les résultats moyens (n ​​= 3) obtenus à partir de l'analyse des matériaux de référence certifiés par l'INAA ont montré un bon accord avec les données certifiées (tableau S1). Les niveaux de détection INAA sont indiqués dans les tableaux 1 et S2.

Une spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR ; IR Affinity Miracle 10 ; Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD, États-Unis) a été utilisée pour fournir des informations sur les types de groupes fonctionnels et leur abondance relative. Les spectres IR ont été enregistrés entre 4 000 et 600 cm-1 avec une résolution de 5,0 cm-1.

Le contenu total de 41 éléments (Al, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na , Nb, Ni, P, Pb, Rb, S, Sb, Se, Si, Sn, Sr, Te, Ti, Tl, U, V, W, Zn et Zr) ont été mesurés par ICP-OES (Vista MPX CCD Simultanée ; Varian, Victoria, Mulgrave, Australie) et ICP-MS (820-MS ; Bruker, Brême, Allemagne) équipé d'une interface de collision-réaction (CRI). L'arsenic, le Cr, le Fe, le Mn, le Se et le V ont été analysés par ICP-MS avec le mode CRI et H2 et He (pureté de 99,9995 % ; SOL Spa, Monza, Italie) comme gaz cellulaires ; les autres éléments par ICP-MS en mode standard à l'exception de Al, Ba, Ca, Cr, K, Na, S, Si, Ti et Zr qui ont été dosés par ICP-OES. Les paramètres instrumentaux optimisés ICP-MS et ICP-OES sont résumés dans une étude précédente34. Des solutions standard multi-éléments (VWR International, Milan, Italie) ont été utilisées pour les courbes d'étalonnage instrumentales (sept points). Yttrium à 0,005 et 0,2 mg L−1 (Panreac Química, Barcelone, Espagne) pour ICP-MS et ICP-OES, respectivement, et Sc, Rh, In et Th à 10 mg L−1 (Merck, Darmstadt, Allemagne) pour l'ICP-MS uniquement ont été utilisés comme étalons internes.

La digestion totale des échantillons de poudre a été réalisée dans un système de four à micro-ondes fermé (Ethos1 Touch Control ; Milestone, Sorisole, Bergame, Italie) en utilisant un mélange acide de HCl-HF-HNO3, selon Bettinelli et al.35, Astolfi et al. 36, et Gaeta et al.37. En bref, des quantités pesées (~ 100 mg) des échantillons ont été transférées dans des récipients en polytétrafluoroéthylène ; à ceux-ci, 1 mL H2O2 (30 % superpur, Merck, Darmstadt, Allemagne), 1 mL HCl (30 % suprapur, Carlo Erba Reagents, Milan, Italie) et 3 mL HNO3 (méthode M1) ou 1 mL HF (40 % superpur , Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Steinheim, Allemagne), 1 ml de HCl et 3 ml de HNO3 (méthode M2) ont été ajoutés. Les solutions obtenues ont été chauffées à l'énergie micro-onde pendant 40 min en utilisant un programme avec des rampes de température jusqu'à 180 °C. Les produits de digestion obtenus ont été dilués à 20 ml avec de l'eau désionisée et filtrés (membrane en nitrate de cellulose de 0, 45 μm; GVS Filter Technology, Indianapolis, IN, USA). Les échantillons par la méthode M1 ont été encore dilués à 1:10 avec de l'eau déminéralisée. Après ces procédures, les produits de digestion obtenus avec la méthode M1 ou M2 ont été analysés par ICP-MS ou ICP-OES, respectivement. Les blancs de méthode ont été périodiquement analysés avec les échantillons pour vérifier toute perte ou contamination croisée. Les LOD et LOQ sont présentées dans le tableau 1. Un matériau de référence standard (NIST 1515, Gaithersburg, MD, USA) a été analysé à des fins de contrôle qualité. Pour tous les éléments certifiés (Al, B, Ba, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb. Rb, S, Sb, Sr, U, V, W et Zn), le pourcentage de biais de justesse était compris entre -9,7 (La) et 17 % (Ca) de la valeur attendue, et la précision en tant que répétabilité était comprise entre 0,5 (K) et 25 % (Sb )36. Pour les autres éléments (As, Be, Bi, Cs, Ga, Li, Nb, Se, Si, Sn, Te, Ti, Tl et Zr), il existe des niveaux indicatifs dans les échantillons de tourbe et de sphaigne. Pour les éléments communs entre les différentes techniques d'analyse (As, Ce, Co, Cr, Cs, Fe, La, Rb, Sb et Zn), un contrôle de la qualité des données a été effectué par comparaisons intertechniques.

Les analyses statistiques ont été réalisées à l'aide du logiciel IBM® SPSS® Statistics 27 (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Pour chaque élément, les valeurs inférieures à la LOD ont été remplacées par une valeur égale à la moitié de la LOD38,39. Lorsque le pourcentage de valeurs < LOD dépassait 30 %, l'élément était exclu de l'ensemble de données statistiques.

Les différences dans la concentration de l'échantillon ont été testées par les tests de Kruskal-Wallis et post-hoc par paires et le test de Mann-Whitney. Les valeurs de probabilité des comparaisons multiples par paires ont été ajustées à l'aide des corrections de Bonferroni40.

L'analyse en composantes principales et la sélection des variables par approche pas à pas ont été réalisées avec JMP 16 Pro (SAS Institute) pour mettre en évidence les regroupements d'échantillons possibles. Un prétraitement d'autoscaling a été appliqué sur les matrices de données avant les analyses chimiométriques.

L'enquête HR-FESEM XEDS a montré la morphologie et la composition de surface des échantillons de tourbe et de sphaigne (Figs. 2 et S1–S4, et Tableaux S3 et S4). Dans tous les échantillons, les éléments suivants Al, Ca, Cl, Mg, Na, O, P, S et Si sont présents en pourcentages variables, tandis que Cr et Cu ne se trouvent que dans la tourbe et Fe, K et N dans la mousse de sphaigne (Tableaux S3 et S4). L'oxygène (de 25,8 à 45,6 % dans la tourbe et de 29,7 à 44,5 % dans la sphaigne) est l'élément le plus abondant. La surface des échantillons de tourbe apparaît stratifiée et poreuse, tandis que les échantillons de sphaigne montrent des formations globulaires et fibreuses. Les images électroniques rétrodiffusées (Fig. 2) permettent de différencier la matière organique (faible brillance) de la fraction inorganique (forte brillance) dans les échantillons. Dans les deux matrices, il y a des particules sphériques métalliques (Fig. 2). Les particules sphéroïdales inorganiques présentes dans les couches supérieures de la tourbe sont d'origine majoritairement anthropique telles que les activités industrielles et la combustion du charbon, car les sphérules cosmiques (généralement produites par des processus de combustion) sont extrêmement rares dans la tourbe41,42.

Micrographies HR-FESEM mettant en évidence la présence de particules métalliques sphéroïdales dans (a) la tourbe et (b) les échantillons de sphaigne.

L'analyse des teneurs en C, H, N, O et S a confirmé les résultats HR-FESEM XEDS : O (de 40,8 % dans la tourbe à 63,3 % dans la sphaigne) et C (de 31,8 % dans la sphaigne à 51,0 % dans la tourbe) avec H (de 4,46 à 7,13 % dans la sphaigne) et N (de 0,29 % dans la sphaigne à 1,96 dans la tourbe) sont les éléments qui ont des teneurs plus élevées dans les deux matrices considérées (tableau 2).

La tourbe est composée de matière organique qui contient environ 50 % de C (tableau 2), de sorte que les concentrations de C reflètent les changements dans l'humification de la tourbe et les pertes de masse associées dans les tourbières16. La décomposition de la matière organique dans la tourbe conduit à la formation de structures phénoliques dérivées de la lignine43. Ces structures sont plus difficiles à dégrader que les protéines et les sucres43,44. Les rapports O/C et H/C peuvent donner des informations sur la teneur en glucides et le pourcentage de saturation en C au sein de la molécule organique. Par conséquent, une plus grande aromaticité dans les échantillons sera donnée par des rapports H/C inférieurs43 ; tandis qu'un rapport O/C inférieur indique un niveau de glucides inférieur et/ou une teneur organique supérieure dans l'échantillon de tourbe45. Les rapports C/N sont également liés aux processus de décomposition de la matière organique puisque la consommation microbienne de substances organiques détermine une diminution de l'abondance de C par rapport à N16,46. Cependant, la décomposition par les micro-organismes est limitée en raison du manque de nutriments dans la tourbe et du faible pH16. Par conséquent, le rapport C/N est utilisé comme indicateur du degré de décomposition de la tourbe et de la perte de masse de la tourbe16,46. Les rapports C/N dans la tourbe sont un indicateur du degré d'humification, où de faibles rapports C/N indiquent une forte humification de la tourbe46. Les ratios de valeurs C/N précédemment signalés pour la végétation tourbeuse et tourbière variaient principalement de 40 à 10016,46. Globalement, les résultats obtenus dans cette étude (Tableau 2) sont en accord avec ceux de la littérature16,43,46. Les échantillons avec le rapport C/N le plus élevé sont ceux du site H alors que ceux avec le plus haut degré d'humification sont présents dans les sites E pour la tourbe et G pour la sphaigne. Généralement, les changements de l'indice d'humification sont liés aux changements des conditions environnementales, c'est-à-dire à des climats différents et aux différences qui en résultent dans l'accumulation et la décomposition de la tourbe46. Le rapport C/N élevé, entre 60 et 153 (sites A, D, G et H pour la tourbe et A, B, C, E, F et H pour la sphaigne) suggère une croissance rapide de la tourbe dans des conditions d'humidité tandis que des les valeurs peuvent indiquer des marais plus secs et, par conséquent, une exposition de la tourbe à la décomposition aérobie pendant des périodes plus longues46,47. Les différences de végétation peuvent s'expliquer par des précipitations plus faibles et un apport de nutriments plus élevé par les pulvérisations marines48,49.

La teneur en S de la tourbe se compose de S organique, de sulfate et de sulfures50. On ne trouve pas beaucoup d'informations dans la littérature sur le S dans la tourbe et la sphaigne. Le S organique dans la tourbe écossaise est prédominant avec environ 64% du S total étant du soufre lié au C et 27% du sulfate d'ester S51. Certains auteurs n'ont pas trouvé de corrélation claire entre l'apport en S et sa concentration dans la tourbe52. Les niveaux de S mesurés dans les sphaignes échantillonnées dans la région de Tierra del Fuego varient entre 0,01 et 0,26 %, ce qui est similaire à ceux rapportés pour les sites non pollués53.

Les figures S5 et S6 montrent les spectres infrarouges des différents échantillons, tandis que le tableau S5 présente un résumé des principales bandes observées dans la tourbe et les affectations des groupes fonctionnels associés. Les spectres présentent de larges bandes typiques de la matière organique naturelle et sont dus à la superposition de bandes d'absorption uniques43. Les principales caractéristiques des spectres sont : une large bande autour de 3400 cm−1 due à l'étirement O–H de divers groupes comme l'alcool et les phénols ; deux pics à 2920 et 2850 cm-1 dus à l'étirement C–H et aux caractéristiques des aliphatiques (graisses, cire, lipides) ; une région comprise entre 1720 et 1420 cm-1 attribuée à l'étirement C=O des groupements carbonyle et carboxyle (acides carboxyliques et esters aromatiques), des vibrations aromatiques C=C et des groupements COO- asymétriques (lignine et autres aromatiques et carboxylates aromatiques ou aliphatiques), et déformations OH et étirement C=O des phénols ou déformation C–H (structures phénoliques et aliphatiques) ; et, enfin, les bandes d'absorption dans la région 1100–1000 cm−1 ont été attribuées à la combinaison de l'étirement C–O et de la déformation O–H des polysaccharides46,54,55,56.

Pour tous les éléments analysés dans les échantillons de tourbe et de sphaigne, des niveaux totaux plus élevés de chaque élément ont été trouvés dans la sphaigne que dans les échantillons de tourbe, sauf Mo, S et Zr (tableau 1). Les éléments les plus abondants dans les deux matrices étaient Al, Ca, Fe, S, Si et Zr, allant de 440 (Zr) à 12 000 (Si) mg kg-1. Les niveaux de césium, Hf, K, Li, Mn, Na, Pb, Rb, Si, Sn, Ti et Zn dans la mousse de sphaigne étaient environ 2 (Na) à 18 (Zn) significativement plus élevés que ceux de la tourbe. En revanche, des niveaux significativement plus élevés d'éléments ont été trouvés dans les échantillons de tourbe que dans les échantillons de sphaigne pour Mo, S et Zr. Compte tenu des niveaux d'éléments pour chaque matrice et site (tableaux S6 et S7), aucune différence significative n'a été mise en évidence, ce qui montre la distribution uniforme des éléments dans chaque matrice dans la zone étudiée.

Certains éléments, tels que Pb et Hg, ont tendance à se lier fortement à la matière organique50. Le plomb est considéré comme immobile et bien conservé dans les profils tourbeux57,58. Même la plupart des éléments qui représentent le dépôt de poussières, tels que Si et Zr, ou d'autres, tels que Al, Ti, Sc et les terres rares (REE), qui sont principalement identifiés comme des traceurs lithogènes, devraient être immobiles et stables50. Cependant, certains éléments, comme le Pb, ont tendance à former des complexes organiques à des valeurs de pH faibles et, pour cette raison, peuvent se déplacer le long des profils de tourbe50.

Certaines études ont montré que l'augmentation de la concentration en Hg était liée à une plus grande décomposition de la tourbe (faible rapport C/N) et pas nécessairement à une plus grande contribution des dépôts atmosphériques59. Nos données, en accord avec d'autres études60,61, n'ont montré aucune corrélation entre le Hg et la décomposition de la tourbe (p < 0,05). Ceci met en évidence une homogénéité dans la composition de la tourbe prélevée.

Nos résultats rejoignent ceux de Wang et al.25, qui montrent que la mousse accumule la plupart des éléments par dépôt, y compris les éléments toxiques, et peut être un moyen de faciliter l'accumulation de métaux (loïdes) dans le sol. De plus, le dépôt atmosphérique humide ou sec de particules sur la surface de la mousse peut ensuite être solubilisé ou emporté par les précipitations62,63,64. Ainsi, la tourbe peut être enrichie en métaux et contribuer de manière significative aux niveaux élémentaires de la mousse25.

Chaque pays a défini des niveaux de risque associés à différentes concentrations de métaux (loïdes)65,66,67. Par exemple, le tableau S8 montre les seuils établis par le décret législatif 152/2006 et ses modifications et ajouts ultérieurs68 et les normes établies dans la législation finlandaise pour les sols contaminés69. En ce qui concerne la législation finlandaise, les niveaux de concentration les plus élevés sont définis par les principales utilisations du sol, c'est-à-dire les sites industriels ou de transport et les autres utilisations du sol. Le deuxième niveau de concentration est ce que l'on appelle la "valeur guide". En cas de dépassement, la zone présente un niveau de contamination à risque écologique (e) ou sanitaire (t). Différentes valeurs guides sont fixées pour les zones industrielles et de transport (valeur guide la plus élevée) et pour toutes les autres utilisations du sol (valeur guide la plus basse). Pour l'évaluation des terres agricoles, le seuil des valeurs guides inférieures pour l'échantillon s'applique. Les niveaux élémentaires dans la tourbe étaient tous inférieurs aux normes réglementaires, à l'exception de l'As dans le site E (13,0 ± 1,0 mg/kg), qui dépasse la valeur seuil finlandaise de 5 mg kg−1. Cependant, même si la pollution anthropique à l'arsenic est répandue, l'As dans le sol est généralement considéré comme principalement d'origine géologique, avec une concentration de fond plus élevée dans les sols argileux66.

Les résultats présentés ci-dessus ont montré plusieurs différences entre les échantillons de tourbe et les échantillons de mousse. Des analyses chimiométriques ont été appliquées pour confirmer cette différenciation et pour visualiser les différences entre les échantillons.

Habituellement, un traitement chimiométrique est nécessaire lorsque la taille de l'échantillon est importante et dépasse le nombre de variables. Néanmoins, l'analyse en composantes principales doit être appliquée à des observations réduites pour effectuer une analyse exploratoire et fournir une représentation graphique d'un groupement naturel d'échantillons.

À cet égard, t, une sélection de variables pas à pas a été effectuée pour toutes les analyses effectuées dans le but de réduire le nombre de variables et de sélectionner les plus informatives. Le critère d'information bayésien minimum (BIC) a été appliqué pour indiquer quelles variables présentaient la meilleure séparation entre les échantillons de tourbe et de mousse.

Les résultats par étapes des variables pour les teneurs en C, H, N, O et S ont été rapportés dans le tableau S9 ; les seules variables exclues étaient %N et %O. Ces résultats correspondent aux différences de résultats analytiques. L'analyse en composantes principales a été effectuée avec les variables sélectionnées et rapportée à la Fig. 3. Les deux premières composantes principales représentaient 78,3 % de la variabilité totale. Les échantillons de tourbe (rouge) sont tous situés dans la partie droite de la parcelle, tandis que ceux de mousse sont dans celle de gauche, sauf la mousse du site G. Le regroupement des échantillons de tourbe et de mousse est plus évident sur PC1, qui a été principalement influencé par les variables %C et O/C. Ces variables semblent donc mieux caractériser le regroupement des échantillons.

Scores et diagrammes de chargement de PCA sur des variables sélectionnées pour les teneurs en C, H, N, O et S. Rouge : tourbe, bleu : mousse.

Concernant la caractérisation spectroscopique infrarouge, les variables retenues par l'approche pas à pas étaient les longueurs d'onde : 1489, 1662, 3194, 2307 et 3437 cm−1 (Tableau S10). Il convient de noter que ces longueurs d'onde se situent dans la plage typique des composés de lignine et de cellulose, comme indiqué dans le tableau S5. Par conséquent, les différences entre les échantillons de tourbe et de mousse dans la matière organique doivent être attribuées à ces composés. Les graphiques d'analyse en composantes principales pour les bandes de vibration FTIR ont été rapportés à la Fig. 4. Les deux premiers PC représentaient 96, 1% de la variance totale. Les variables ont montré une contribution similaire sur PC1 et PC2. Les échantillons de mousse (bleu), à l'exception du site G, sont situés dans la partie inférieure du graphique, tandis que ceux de tourbe (rouge) sont dans la partie supérieure.

Scores et graphiques de chargement de PCA sur des variables sélectionnées pour les spectres infrarouges. Rouge : tourbe, bleu : mousse.

Dans l'analyse multi-élémentaire, la variable pas à pas comprenait vingt-neuf des quarante-neuf éléments déterminés, c'est-à-dire S, Ca, Hg, Mo, P, Zr, As, Hf, Be, La, U, Al, Ce, Ba, Mn, Ni, Sm, Th, Pb, Cr, Si, Lu, Ti, Sn, Cu, Rb, Ga, Zn et Bi (tableau S11). Notamment, les variables incluses pour différencier les échantillons appartiennent à différentes classes telles que les macro-éléments, les oligo-éléments et les ETR. Cette découverte confirme l'utilisation de différentes classes d'éléments pour caractériser les échantillons environnementaux. L'analyse en composantes principales a été réalisée avec les éléments sélectionnés (Fig. 5). Les deux premiers CP expliquent 74,3 % de la variabilité totale avec un regroupement partiel des échantillons de tourbe et de mousse. En effet, les échantillons de mousse des sites A, C, E et G sont clairement localisés dans la partie droite de la parcelle de score, tandis que les échantillons des autres sites apparaissent partiellement superposés à ceux de la tourbe. Les principales différences entre la tourbe et la mousse sont principalement dues aux teneurs différentes en Zn et As, tandis que les similitudes sont attribuables aux teneurs en S et Zr.

Scores et graphiques de chargement de l'ACP sur des variables sélectionnées pour l'analyse multi-élémentaire. Rouge : tourbe, bleu : mousse.

La distribution élémentaire et les caractéristiques physico-chimiques des dépôts de tourbe et de sphaigne de la région de Tierra del Fuego (sud de la Patagonie) ont été estimées. Notre étude a démontré la nécessité de surveiller la teneur en éléments des tourbières du sud de l'Argentine pour évaluer le risque de pollution anthropique et le rôle des mousses dans le cycle biogéochimique des métaux. L'impact anthropique pourrait, en effet, mettre en danger les écosystèmes des tourbières, sites de grande importance écologique puisqu'ils peuvent être un refuge pour des espèces rares de flore et de faune et, à ce titre, jouer un rôle fondamental dans la conservation de la biodiversité et la sauvegarde de service d'écosystème. Il est donc important de concevoir des stratégies de recherche et de gestion des tourbières pour accroître les connaissances et la sensibilisation des communautés scientifiques et des populations locales sur l'importance de ces écosystèmes. Cette étude fournit des informations de base utiles pour l'évaluation de la capacité de résilience de l'écosystème patagonien à moyen et long terme.

Les ensembles de données générés pendant et/ou analysés pendant l'étude en cours sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

Gorham, E. Tourbières du Nord : rôle dans le cycle du carbone et réponses probables au réchauffement climatique. Appl. Écol. 1, 182–195. https://doi.org/10.2307/1941811 (1991).

Article Google Scholar

Conti, ME, Battaglia, M., Calabrese, M. & Simone, C. Favoriser des villes durables grâce à la réflexion sur la résilience : Le rôle des solutions basées sur la nature (NBS) : Leçons tirées de deux études de cas italiennes. Durabilité 13(22), 12875. https://doi.org/10.3390/su132212875 (2021).

Article Google Scholar

Aselmann, I. & Crutzen, PJ Répartition mondiale des zones humides naturelles d'eau douce et des rizières, leur productivité primaire nette, leur saisonnalité et leurs éventuelles émissions de méthane. J.Atmos. Chim. 8, 307–358. https://doi.org/10.1007/BF00052709 (1989).

Article CAS Google Scholar

Joosten, H. & Couwenberg, J. Tourbières et carbone. Dans Évaluation des tourbières, de la biodiversité et du changement climatique : rapport principal (eds Parish, F. et al.) 99–117 (Global Environment Centre, Kuala Lumpur et Wetlands International, 2008).

Google Scholar

Yu, ZC Stocks de carbone et dynamique des tourbières du Nord : un examen. Biogéosciences 9(10), 4071–4085. https://doi.org/10.5194/bg-9-4071-2012 (2012).

Article ADS CAS Google Scholar

Iturraspe, R. Tourbières de Patagonie (Argentine et Chili). Dans Le livre des zones humides (eds Finlayson, C. et al.) (Springer, 2016). https://doi.org/10.1007/978-94-007-6173-5_230-1.

Chapitre Google Scholar

Léon, CA et al. Tourbières du sud de l'Amérique du Sud : une revue. Mires Tourbe 27, 1–29. https://doi.org/10.19189/MaP.2020.SNPG.StA.2021 (2021).

Article Google Scholar

Lignes directrices Ramsar pour une action mondiale sur les tourbières. Manuel 14, Manuels Ramsar pour l'utilisation rationnelle des zones humides, Secrétariat de la Convention de Ramsar, Gland, Suisse, 15 (en espagnol) (2004).

Chapman, SJ et al. Exploitation des tourbières nordiques et maintien de la biodiversité : un conflit entre économie et écologie. Devant. Écol. Environ. 1, 525–532. https://doi.org/10.1890/1540-9295(2003)001[0525:EONPAB]2.0.CO;2 (2003).

Article Google Scholar

Joosten, H., Gaudig, G., Tanneberger, F., Wichmann, S. & Wichtmann, W. Paludiculture : utilisation productive durable des tourbières humides et remouillées. Dans Restauration des tourbières et services écosystémiques : Science, politique et pratique (eds Bonn, A. et al.) 339–357 (Cambridge University Press, 2016).

Chapitre Google Scholar

McKeon-Bennett, MM & Hodkinson, TR La mousse de sphaigne en tant que nouveau milieu de croissance dans les systèmes d'agriculture intérieure durables. Courant. Avis. Environ. Sci. Santé 22, 100269. https://doi.org/10.1016/j.coesh.2021.100269 (2021).

Article Google Scholar

Gorham, E. & Rochefort, L. Restauration des tourbières : une brève évaluation avec une référence particulière aux tourbières à sphaignes. Mouillé. Écol. Géré. 11, 109-119. https://doi.org/10.1023/A:1022065723511 (2003).

Article CAS Google Scholar

Kip, N. et al. Activité méthanotrophique et diversité dans différents habitats dominés par Sphagnum magellanicum dans les tourbières les plus méridionales de la Patagonie. Biogéosciences 9, 47–55. https://doi.org/10.5194/bg-9-47-2012 (2012).

Article ADS CAS Google Scholar

Yakovlev, E., Druzhinina, A., Druzhinin, S., Bedrina, D. & Orlov, A. Évaluation des paramètres physicochimiques et de la distribution des métaux dans la tourbe des tourbières du segment ouest de la partie nord-européenne de la Russie (région d'Arkhangelsk). Environ. Sci. Pollution. Rés. Int. 28(1), 300–313. https://doi.org/10.1007/s11356-020-10501-z (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Shotyk, W., Krachler, M., Martinez Cortizas, A., Cheburkin, AK & Emons, H. Un enregistrement de tourbière sur l'enrichissement naturel pré-anthropique d'oligo-éléments dans les aérosols atmosphériques depuis 12370 14C an BP, et leur variation avec le changement climatique de l'Holocène. Planète Terre. Sci. Lett. 199, 21–37. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(02)00553-8 (2002).

Article ADS CAS Google Scholar

Biester, H., Martinez-Cortizas, S., Birkenstock, S. & Kilian, R. Effet de la décomposition de la tourbe et de la perte de masse sur les enregistrements historiques de mercure dans les tourbières de Patagonie. Environ. Sci. Technol. 37(1), 32–39. https://doi.org/10.1021/es025657u (2003).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Biester, H., Keppler, F., Putschew, A., Martinez-Cortizas, A. & Petri, M. Rétention d'halogène, organohalogènes et rôle de la décomposition de la matière organique sur l'enrichissement en halogène dans deux tourbières chiliennes. Environ. Sci. Technol. 38, 1984–1991. https://doi.org/10.1021/es0348492 (2004).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Brown, PA, Gill, SA et Allen, SJ Élimination des métaux des eaux usées à l'aide de tourbe. Eau Rés. 34, 3907–3916. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00152-4 (2000).

Article CAS Google Scholar

Rinqvist, L. & Öhorn, I. Cooper et adsorption de zinc sur de la tourbe de sphaigne et de carex mal humifiée. Eau Rés. 36, 2233-2242. https://doi.org/10.1016/s0043-1354(01)00431-6 (2002).

Article Google Scholar

De Melo, BAG, Motta, FL & Santana, MHA Acides humiques : propriétés structurelles et fonctionnalités multiples pour de nouveaux développements technologiques. Mater. Sci. Ing. C 62, 967–974. https://doi.org/10.1016/j.msec.2015.12.001 (2016).

Article CAS Google Scholar

Ampong, K., Thilakaranthna, MS & Gorim, LY Comprendre le rôle des acides humiques sur la performance des cultures et la santé du sol. Devant. Agro. 4(10), 848621. https://doi.org/10.3389/fagro.2022.848621 (2022).

Article Google Scholar

GonzálezGonzalez, AG & Pokrovsky, OS Adsorption des métaux sur les mousses : vers un modèle d'adsorption universel. J. Colloïde. InterfaceSci. 415, 169–178. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2013.10.028 (2014).

Article ADS CAS Google Scholar

Shotyk, W., Kempter, H., Krachler, M. et Zaccone, C. Isotopes stables (206Pb, 207Pb, 208Pb) et radioactifs (210Pb) du plomb pendant 1 an de croissance de la mousse de sphaigne de quatre tourbières ombrotrophes du sud de l'Allemagne : géochimique l'importance et les implications environnementales. Géochim. Cosmochim. Acta 163, 101–125. https://doi.org/10.1016/j.gca.2015.04.026 (2015).

Article ADS CAS Google Scholar

Kempter, H., Krachler, M., Shotyk, W. & Zaccone, C. Éléments majeurs et traces dans la mousse de sphaigne de quatre tourbières du sud de l'Allemagne, et comparaison avec les données de surveillance de la mousse disponibles. Écol. indic. 78, 19–25. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2017.02.029 (2017).

Article CAS Google Scholar

Wang, X., Yuan, W., Feng, X., Wang, D. & Luo, J. Moss facilitant l'accumulation de mercure, de plomb et de cadmium dans les sols organiques sur l'erratique glaciaire du mont Gongga, en Chine. Environ. Pollution. 254, 112974. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.112974 (2019).

Article CAS PubMed Google Scholar

Sapkota, A., Krachler, M., Scholz, C., Cheburkin, AK & Shotyk, W. Procédures analytiques pour la détermination des principaux (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na et Ti) et traces ( Li, Mn, Sr et Zn) dans des échantillons de tourbe et de plantes à l'aide de la spectrométrie d'émission optique à plasma à couplage inductif. Anal. Chim. Acta 540(2), 247–256. https://doi.org/10.1016/j.aca.2005.03.008 (2005).

Article CAS Google Scholar

Blanco, DE & de la Balze, VM Tourbières de Patagonie : Bases pour leur inventaire et conservation de leur biodiversité (eds. Blanco, DE & de la Balze) (Wetlands International, 2004).

Iturraspe, R., Urciuolo, AB & Iturraspe, RJ Analyse spatiale et description des tourbières orientales de Tierra del Fuego, Argentine. Dans Mires from pole to pole the finlandais environment (eds Heikkilä, R. & Lindholm, T.) 385–399 (Finnish Environment Institute, 2012).

Google Scholar

Roig, CE et al. Inventaire des tourbières de la zone centrale de la province de Tierra del Fuego. Rapport final. IFC et sous-secrétariat aux ressources naturelles, province de la Terre de Feu, de l'Antarctique et des îles de l'Atlantique Sud. Ushuaïa (2001).

Capobianco, L., Di Caprio, F., Altimari, P., Astolfi, ML & Pagnanelli, F. Production d'un adsorbant revêtu de fer pour l'élimination de l'arsenic par carbonisation hydrothermale de grignons d'olive : effet du pH de l'eau d'alimentation. J. Environ. Gérer. 273, 111164. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.111164 (2020).

Article CAS PubMed Google Scholar

EPA des États-Unis. "Méthode 7473 (SW-846): Mercure dans les solides et les solutions par décomposition thermique, fusion et spectrophotométrie d'absorption atomique." Révision 0. Washington, DC. https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-07/documents/epa-7473.pdf (1998).

Astolfi, ML et al. Méthode simple et rapide de dosage du mercure dans les cheveux humains par spectrométrie de fluorescence atomique à génération de vapeur froide. Microchem. J. 150, 104186. https://doi.org/10.1016/j.microc.2019.104186 (2019).

Article CAS Google Scholar

Bode, P. & Van Dijk, CP Gestion opérationnelle des résultats dans l'INAA à l'aide d'un système polyvalent de cartes de contrôle. J. Radioanal. Nucl. Chim. 215, 87–94. https://doi.org/10.1007/BF02109883 (1997).

Article CAS Google Scholar

Astolfi, ML, Marconi, E., Vitiello, G. & Massimi, L. Une méthode optimisée pour la préparation d'échantillons et l'analyse élémentaire d'huile d'olive extra vierge par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif. Chimie alimentaire. 360, 130027. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130027 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Bettinelli, M., Beone, GM, Spezia, S. & Baffi, C. Détermination des métaux lourds dans les sols et les sédiments par digestion assistée par micro-ondes et analyse par spectrométrie d'émission de plasma à couplage inductif. Anal. Chim. Acta 424, 289–296. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)01123-5 (2000).

Article CAS Google Scholar

Astolfi, ML, Conti, ME, Marconi, E., Massimi, L. & Canepari, S. Efficacité de différents traitements d'échantillons pour la caractérisation élémentaire des abeilles et des produits de la ruche. Molecules 25(18), 4263. https://doi.org/10.3390/molecules25184263 (2020).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gaeta, M. et al. Sols développés sur les roches pyroclastiques pauvres en Si et riches en alcalis du district volcanique de Colli Albani (Italie centrale): L'effet de la leucite, du clinopyroxène et de la phlogopite sur la mobilité des cations basiques. Appl. Géochimie. 145, 105430. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2022.105430 (2022).

Article ADS CAS Google Scholar

Farmaki, EG et al. Caractérisation géographique des huiles d'olive grecques à l'aide de la teneur en éléments de terres rares et de techniques chimiométriques supervisées. Anal. Lett. 45, 920–932. https://doi.org/10.1080/00032719.2012.655656 (2012).

Article CAS Google Scholar

Clarke, JU Évaluation des méthodes de données censurées pour permettre des comparaisons statistiques entre de très petits échantillons avec des observations inférieures à la limite de détection. Environ. Sci. Technol. 32, 177–183. https://doi.org/10.1021/es970521v (1998).

Article ADS CAS Google Scholar

Sokal, RR & Rohlf, FJ Biométrie (Freeman, 1981).

MATH Google Scholar

Franzén, LG Matière minérale, éléments majeurs et oligo-éléments dans la tourbe de tourbière surélevée : une étude de cas du sud de la Suède, de l'Irlande et de la Terre de Feu, au sud de l'Argentine. Dév. Terre Surf. Proc. 9, 241–270. https://doi.org/10.1016/S0928-2025(06)09011-0 (2006).

Article Google Scholar

Smieja-Król, B. & Fialkiewicz-Koziel, B. Détermination quantitative des minéraux et des particules anthropiques dans certaines occurrences de tourbe polonaise à l'aide d'une nouvelle méthode de comptage de points SEM. Environ. Monit. Évaluer 186, 2573–2587. https://doi.org/10.1007/s10661-013-3561-0 (2014).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Romão, LP et al. Structure et propriétés de la tourbe brésilienne : analyse par spectroscopie et microscopie. J. Braz. Chim. Soc. 18, 714–720. https://doi.org/10.1590/S0103-50532007000400008 (2007).

Article Google Scholar

Rocha, JC, Rosa, AH & Furlan, M. Une méthodologie alternative pour l'extraction des substances humiques des sols organiques. J. Braz. Chim. Soc. 9, 51–56. https://doi.org/10.1590/S0103-50531998000100010 (1998).

Article CAS Google Scholar

Bozkurt, S., Lucisano, M., Moreno, L. & Neretnieks, I. La tourbe comme analogue potentiel pour l'évolution à long terme des décharges. Terre Sci. Rév. 53(1–2), 95–147. https://doi.org/10.1016/S0012-8252(00)00036-2 (2001).

Article ADS CAS Google Scholar

Broder, T., Blodau, C., Biester, H. & Knorr, KH Dossiers de décomposition de la tourbe dans trois tourbières ombrotrophes vierges du sud de la Patagonie. Biogéosciences 9(4), 1479–1491. https://doi.org/10.5194/bg-9-1479-2012 (2012).

Article ADS CAS Google Scholar

Borgmark, A. & Schoning, K. Une étude comparative des proxys de tourbe de deux tourbières du centre-est de la Suède et leur relation avec les données météorologiques. J. Quat. Sci. 21, 109–114. https://doi.org/10.1002/jqs.959 (2006).

Article Google Scholar

Kleinebecker, T., Holzel, N. & Vogel, A. Gradients de continentalité et d'humidité dans la végétation des tourbières ombrotrophes de la Patagonie méridionale. Géobot Folia. 42, 363–382. https://doi.org/10.1007/BF02861700 (2007).

Article Google Scholar

Kleinebecker, T., Holzel, N. & Vogel, A. La végétation des tourbières ombrotrophes de la Patagonie méridionale reflète les gradients biogéochimiques au niveau du paysage. J. Vég. Sci. 19, 151–160. https://doi.org/10.3170/2008-8-18370 (2008).

Article Google Scholar

Bozau, E., Lojen, S. & Zupančič, N. La tourbière de Zinnwald-Georgenfeld revisitée après 25 ans : étude géochimique de l'eau, de la mousse de sphaigne et des carottes de tourbe. Géochimie 82(1), 125823. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2021.125823 (2022).

Article CAS Google Scholar

Chapman, SJ Formes de soufre dans les zones ouvertes et boisées de deux tourbières écossaises. Eau Air Sol Pollution. 128, 23–39. https://doi.org/10.1023/A:1010365924019 (2001).

Novak, M. & Wieder, RK Profils de soufre inorganique et organique dans neuf tourbières à sphaigne aux États-Unis et en Tchécoslovaquie. Eau Air Sol Pollution. 65, 353–369. https://doi.org/10.1007/BF00479898 (1992).

Article ADS CAS Google Scholar

Skrzypek, G., Jezierski, P. & Szynkiewicz, A. Préservation des signatures isotopiques primaires stables des plantes formant de la tourbe au début de la décomposition - observation le long d'un transect altitudinal. Chim. Géol. 273(3–4), 238–249. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2010.02.025 (2010).

Article ADS CAS Google Scholar

Artz, RR et al. La spectroscopie FTIR peut être utilisée comme outil de dépistage de la qualité de la matière organique dans la régénération des tourbières exploitées. Sol Biol. Biochimie. 40(2), 515–527. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2007.09.019 (2008).

Article CAS Google Scholar

Pérez-Rodríguez, M., Horák-Terra, I., Rodríguez-Lado, L. & Cortizas, AM Modélisation de l'accumulation de mercure dans la tourbe minéralogique combinant la spectroscopie FTIR-ATR et les moindres carrés partiels (PLS). Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 168, 65–72. https://doi.org/10.1016/j.saa.2016.05.052 (2016).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Martínez Cortizas, A., López-Merino, L., Silva-Sánchez, N., Sjöström, JK & Kylander, ME Étude de la composition minérale de la tourbe en combinant FTIR-ATR et analyse multivariée. Minéraux 11(10), 1084. https://doi.org/10.3390/min11101084 (2021).

Article ADS CAS Google Scholar

Benoit, JM, Fitzgerald, WF & Damman, AWH La biogéochimie d'une tourbière ombrotrophe : évaluation de l'utilisation comme archive des dépôts atmosphériques de mercure. Environ. Rés. 78, 118–133. https://doi.org/10.1006/enrs.1998.3850 (1998).

Article CAS PubMed Google Scholar

Vleeschouwer, De. et coll. Commentaire sur : "Une nouvelle approche des tourbières en tant qu'archives des charges de pollution spatiale cumulées totales provenant des dépôts atmosphériques d'éléments en suspension dans l'air complémentaires aux données de l'EMEP : polluants prioritaires (Pb, Cd, Hg)". Sci. Environ. 737, 138699. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138699 (2020).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Cooke, CA, Martínez-Cortizas, A., Bindler, R. & Gustin, MS Archives environnementales des dépôts atmosphériques de Hg - Une revue. Sci. Environ. 709, 134800. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134800 (2020).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Bao, K., Shen, J., Wang, GP et Tserenpil, S. Sources de plomb anthropiques, détritiques et atmosphériques dérivées du sol dans une tourbière alpine pauvre du nord-est de la Chine. J. Montagne Sci. 13(2), 255–264. https://doi.org/10.1007/s11629-015-3542-6 (2016).

Article Google Scholar

Outridge, PM et Sanei, H. La dégradation de la matière organique affecte-t-elle la reconstruction des taux de dépôt de mercure atmosphérique préindustriel à partir de carottes de tourbe ? - un test de l'hypothèse utilisant un dépôt de tourbe de pergélisol dans le nord du Canada. Int. J. Coal Geol. 83, 73–81. https://doi.org/10.1016/j.coal.2010.04.004 (2010).

Article CAS Google Scholar

Salemaa, M., Derome, J., Helmisari, HS, Nieminen, T. & Vanha-Majamaa, I. Accumulation d'éléments dans les bryophytes, les lichens et les plantes vasculaires boréales exposés aux dépôts de métaux lourds et de soufre en Finlande. Sci. Total approximatif. Rév. 324 , 141–160. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2003.10.025 (2004).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Klos, A., Rajfur, M., Sramek, I. & Waclawek, M. Concentration de mercure dans des échantillons de lichen, de mousse et de sol prélevés dans les zones forestières des eurorégions Praded et Glacensis (Pologne et République tchèque). Environ. Monit. Évaluer. 184, 6765–6774. https://doi.org/10.1007/s10661-011-2456-1 (2012).

Article CAS PubMed Google Scholar

Stankovic, JD, Sabovljevic, AD & Sabovljevic, MS Bryophytes et métaux lourds : une revue. ActaBot. Croate. 77, 109–118. https://doi.org/10.2478/botcro-2018-0014 (2018).

Article Google Scholar

Lui, Z. et al. Contamination des sols par les métaux lourds : sources, indicateurs et bilan. J. Environ. indic. 9, 17–18 (2015).

Google Scholar

Tóth, G., Hermann, T., Da Silva, MR & Montanarella, L. Métaux lourds dans les sols agricoles de l'Union européenne avec des implications pour la sécurité alimentaire. Environ. Int. 88, 299-309. https://doi.org/10.1016/j.envint.2015.12.017 (2016).

Article CAS PubMed Google Scholar

Kinuthia, GK et al. Niveaux de métaux lourds dans les eaux usées et les échantillons de sol provenant de canaux de drainage à ciel ouvert à Nairobi, au Kenya : implications pour la santé communautaire. Sci. Rep. 10(1), 1–13. https://doi.org/10.1038/s41598-020-65359-5 (2020).

Article CAS Google Scholar

JO décret législatif 3 avril 2006, n. 152 Réglementation environnementale. JO Série Générale n.88 du 14–04–2006—Suppl. Non ordinaire. 96. https://www.gazzettaufficiale.it/atto/serie_generale/caricaDettaglioAtto/originario?atto.dataPubblicazioneGazzetta=2006-04-14&atto.codiceRedazionale=006G0171 (2006).

Ministère de l'Environnement, Finlande. Décret gouvernemental sur l'évaluation de la contamination des sols et les besoins d'assainissement (214/2007, 1er mars 2007). https://www.finlex.fi/en/laki/kaannokset/2007/en20070214.pdf (2007).

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Les auteurs remercient chaleureusement Javier Giordano et son groupe pour leur soutien lors de nos séjours à TdF. Nous remercions également le Dr Massimiliana Pietrantonio (Agence nationale italienne pour les nouvelles technologies, l'énergie et le développement économique durable-ENEA du Centre de recherche de Casaccia) pour son soutien dans l'analyse par spectroscopie FTIR.

Ce travail a été partiellement soutenu par l'Université La Sapienza de Rome, Grant n. RM120172A913C58B-2020.

Département de chimie, Université Sapienza de Rome, P.le Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italie

Maria Luisa Astolfi

CIABC, Université Sapienza de Rome, P.le Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italie

Maria Luisa Astolfi

Département de biologie environnementale, Université Sapienza de Rome, P.le Aldo Moro 5, 00185, Rome, Italie

Lorenzo Massimi et Silvia Canepari

CNR Institut de Recherche sur la Pollution Atmosphérique, Via Salaria, Km 29,300, Monterotondo St., 00015, Rome, Italie

Lorenzo Massimi et Silvia Canepari

Département de gestion, Université Sapienza de Rome, Via del Castro Laurenziano 9, 00161, Rome, Italie

Mattia Rapa et Marcelo Enrique Conti

Département de chimie nucléaire, Gestion de la chimie nucléaire et des sciences de la santé (GAATN), Centre atomique d'Ezeiza, Commission nationale de l'énergie atomique (CNEA), Av. Presbítero J. González y Aragón 15 (CP B1802AYA), Ezeiza, Buenos Aires, Argentine

Rita Rosa Pla & Raquel Clara Jasan

INQUIMAE, Département de chimie inorganique, analytique et physique, Faculté des sciences exactes et naturelles, Université de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentine

Mabel Beatriz Tudino

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MLA : Conceptualisation, curation des données, validation, analyse formelle, enquête, supervision, rédaction—ébauche originale, rédaction—révision et édition. LM : Analyse formelle, rédaction—révision et édition. MR : Analyse formelle, Rédaction—Brouillon original, Rédaction—Révision et édition. RRP : Méthodologie, Supervision, Rédaction—Revue & Édition. RCJ : Validation, Enquête. MBT : Enquête. SC : Ressources, supervision, rédaction—révision et édition. MEC : Conceptualisation, Ressources, Supervision, Rédaction—révision et édition. Tous les auteurs ont lu et approuvé le manuscrit final.

Correspondance à Maria Luisa Astolfi.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Astolfi, ML, Massimi, L., Rapa, M. et al. Une approche multi-analytique pour étudier la composition chimique d'échantillons typiques de puits de carbone. Sci Rep 13, 7971 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35180-x

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Reçu : 09 mars 2023

Accepté : 14 mai 2023

Publié: 17 mai 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-35180-x

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