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TitreIsotopic dendrogeochemistry and air quality changes in the oil sands region / Dendrogéochimie isotipique et changements de qualité de l'air dans la région des sables bitumineux
AuteurSavard, M M
Source 2013 p. 1
Année2013
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20130159
RéunionOCGC / Logan Club Invited Speaker Series; Ottawa; CA; janvier 17, 2014
Documentlivre
Lang.anglais
Mediaen ligne; numérique
Formatspdf
Sujetsvégétation; pollution; substances polluantes; géochimie du sol; sols; propriétés du sol; isotopes de carbone; isotopes; rapports carbone-azote; azote; sables bitumineux; géochimie; géologie de l'environnement
ProgrammeDéveloppement durable des sables bitumineux, Géosciences de l'environnement
Résumé(disponible en anglais seulement)
Direct measurements of atmospheric pollution are generally limited to the last 15 to 30 years only in North America. However, long-term perspectives on changes in air quality and soil chemistry are clearly needed to support the sustainable development of natural resources and help predict potential impacts on ecosystems. A long-term research initiative is ongoing at the Geological Survey of Canada (GSC) using isotopic measurements in tree rings as a proxy to evaluate historical changes in atmospheric and pedogeochemical pollution. The example I will describe during my presentation applies this method to the priority issue of petroleum extraction from Canadian oil sands. Our results show that carbon and nitrogen stable isotopes in tree rings can be used to detect past air and soil chemical changes in the Lower Athabasca oil sands region where developments have been expanding in a complex temporal and spatial fashion since 1967.
This GSC project contributes two key scientific advancements to the study of historical pollution records. (1) A major challenge of dendrogeochemical pollution studies is to separate pollution-related changes from natural climatic effects on the tree-ring d13C and d15N series. Here, we demonstrate a statistical approach that can be used to objectively make such a distinction. (2) The use of N isotopes in trees is relatively new, and so far N isotopic trends have been mainly interpreted in terms of isotopic changes in N sources. We present a new model which allows to retrospectively assess the N saturation levels in boreal forest soils, a crucial aspect since excess N transferred to the hydrological system can deteriorate aquatic ecosystems.
Overall, the d13C and d15N trends in tree rings near the oil sands operations reflect anthropogenic changes in air quality (mostly presence of SO2) and increased deposition of N-bearing contaminants, respectively. Dendrogeochemical records show a period of recovery between 1988 and 1996, which is likely due to the implementation of new emission targets regarding SO2. The d15N trends suggest contrasted levels of soil N saturation at the three study sites.The combined tree-ring d13C-d15N approach is now part of an integrated provincial/federal air quality monitoring plan for the oil sands.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
L'accumulation sévère en forêt d'azote (N) et de soufre (S) émis par les activités humaines peut entraîner un excès l'acidification et la détérioration des écosystèmes terrestres et aquatiques. Cet enjeux environnemental est une préoccupation en ce qui concerne le nord-est de l'Alberta où les émissions de N et S ont augmenté au cours des 15 dernières années. Pour deux importantes sources d'émissions dans cette région, soit l'extraction des sables bitumineux et la génération d'énergie par la combustion de charbon débutées respectivement en 1967 et 1956, les émissions ne sont mesurées que depuis 1997 et 1985. Le manque d'information pour la première partie de ces activités rend impossible l'estimation de l'impact des émissions actuelles ou des effets qui seraient associés à une intensification des activités industrielles. Cette étude a permis de: proposer les isotopes des cernes de croissance des arbres comme outil de surveillance pour pallier au manque de données historiques; de mieux comprendre les perturbations du cycle de l'azote et du soufre dues aux activités humaines; et de décrire les changements chez les processus biogéochimiques des forêts exposées.
GEOSCAN ID292836