Titre du projet : Les lichens sont-ils des bio-indicateurs appropriés pour l'analyse de la qualité de l'air ?

L'équipe : CC MERCEDES

Collège Mercedes   Santander   Espagne   10 Âge de l'élève : 14-15 ans, 16-17 ans

Les lichens sont-ils des bio-indicateurs appropriés pour l'analyse de la qualité de l'air ?
Les indicateurs biologiques sont-ils adaptés à l'analyse de la qualité de l'air ?

Les lichens sont des organismes symbiotiques entre un champignon et une algue ou une cyanobactérie. Ils revêtent une grande importance écologique en tant que bioindicateurs en raison de leur sensibilité aux changements dans la composition de l'air et à la présence de polluants. En effet, ils sont capables d'accumuler dans leurs tissus des polluants atmosphériques tels que les métaux lourds, les oxydes d'azote et le dioxyde de soufre, ce qui leur permet de refléter la concentration de ces polluants dans l'air. En outre, les lichens ont une croissance lente et sont très résistants, ce qui leur permet d'être utilisés comme indicateurs à long terme.
Les particules en suspension dans l'air d'un diamètre inférieur ou égal à 10 micromètres (PM10) comptent parmi les polluants les plus courants dans les villes. Elles peuvent être émises par des sources naturelles telles que la poussière et le sable du sol, ou par des sources anthropiques telles que le trafic, les émissions industrielles et la combustion de combustibles fossiles.
Les PM10 sont mesurées en microgrammes par mètre cube (µg/m3), une unité de mesure utilisée pour exprimer la concentration de particules dans l'air. Des niveaux élevés peuvent avoir des effets néfastes sur la santé humaine, en particulier pour les personnes souffrant de maladies respiratoires et cardiovasculaires, et peuvent contribuer à la pollution de l'air et au changement climatique. La surveillance et le contrôle des niveaux de PM10 sont donc importants pour protéger la santé publique et l'environnement.
Les niveaux de PM10 dans l'air sont généralement classés en quatre catégories en fonction de leur concentration :
- Bon : Moins de 50 µg/m3
- Modéré : Entre 50 et 150 µg/m3
- Nocif pour la santé des groupes sensibles : Entre 150 et 250 µg/m3
- Nocif pour la santé : Plus de 250 µg/m3
Dans la ville de Santander, selon les données du réseau de qualité de l'air, les niveaux étaient bons à modérés en 2022.

Nous avons analysé plusieurs rues indépendamment (au moins 3 rues par élève ou groupe) et sans aucune indication ou sélection préalable de la zone, afin de disposer de données aléatoires. Dans un premier temps, nous avons effectué l'analyse dans la rue où se trouve l'école afin d'unifier les critères, étant donné qu'il s'agit d'une donnée très subjective, quatre niveaux de densité ont été utilisés comme référence (0 = Pas de lichens ; 1 = Peu de présence ; 2 = Densité moyenne ; 3 = Densité élevée).

Un minimum de 10 arbres et un maximum de 30 arbres ont été analysés pour chaque zone, après avoir visité une variété de zones telles que les parcs et jardins, les rues piétonnes, les rues à forte densité de circulation, les rues commerçantes, etc. En outre, le nombre de véhicules motorisés en 5 minutes a été enregistré comme référence. Dans ce décompte, les véhicules électriques ont été exclus car ils ne génèrent pas de particules polluantes. Au total, 25 lieux différents ont été analysés, avec un total de 382 arbres. Les données ont été enregistrées dans un tableau EXCEL et les valeurs moyennes de lichen ont été calculées et comparées à la densité du trafic en 5 minutes d'observation.

Lors de l'analyse graphique de nos résultats, nous n'avons pas observé de corrélation directe entre la densité des lichens et la densité du trafic. Il y a quelques circonstances frappantes, comme le fait que le nombre le plus élevé de voitures en 5 minutes (76) coïncide avec l'absence totale de lichens, ce qui était prévisible. Cependant, on pouvait également s'attendre à ce que les valeurs de densité de lichens dans les deux rues piétonnes soient significativement plus élevées que dans le reste, mais dans les deux cas, bien qu'il s'agisse de niveaux élevés, il n'y a pas beaucoup de différence avec d'autres zones où il y a du trafic. Il y a même des zones très fréquentées où la densité de lichens est plus élevée que dans l'une des rues piétonnes.

Nos résultats nous amènent à penser qu'il y a une erreur dans l'approche du travail qui devrait être prise en compte pour les futurs projets dans ce domaine.
- Le climat ou l'emplacement des rues peut favoriser la circulation de l'air et donc l'assainissement de l'air.
- Analyse sur place des particules PM10 ou données pour chaque rue/zone de la ville dans les dossiers étudiés.
- Nous avons observé des arbres d'âges différents dans une même rue, et dans certains cas de jeunes arbres avec des lichens alors que ceux qui sont dans la zone depuis plus longtemps ont moins de lichens ou l'inverse, donc le degré initial de lichens est aussi un facteur à prendre en compte.
- La prise en compte des densités de lichens présente un degré élevé de subjectivité. Il devrait être possible de le faire d'une manière plus subjective pour rendre l'analyse plus fiable, par l'analyse d'images informatiques.
- Le type de lichen peut également avoir des taux de croissance différents et donc jouer un rôle important dans le résultat, tout comme le type d'arbre.
- L'analyse du trafic routier que nous avons effectuée peut ne pas être significative du trafic réel dans la région, bien que nous ayons essayé de compenser cela en effectuant des comptages dans différentes rues à différents moments. Il serait préférable de disposer de données réelles sur le trafic, d'enregistrements par caméra 24 heures sur 24 ou de répétitions dans les mêmes rues à des heures différentes sur une période plus longue.

En conclusion, on peut s'attendre à ce qu'il y ait une plus grande densité de lichens dans les zones où il y a moins de trafic et c'est ce que nous avons observé, nous n'avons pas trouvé de résultats significatifs, mais nous pensons que cela est dû à des erreurs dans la conception de l'expérience.
Cependant, nous pensons que ce système peut être utile si des villes présentant des caractéristiques similaires sont comparées de la même manière.

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Ce projet a été traduit automatiquement en anglais.
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