Influence des particules dans le transport de micropolluants dans les rivières, cas de la Chamberonne

Transcription

1 Influence des particules dans le transport de micropolluants dans les rivières, cas de la Chamberonne Master es Biogéosciences Présentation par Rémi LEBLAY Sous la direction du professeur Hans-Rudolf PFEIFER

2 Introduction, les particules Deux éléments avec des comportements bien distincts: les particules et les colloïdes.

3 Introduction, les micropolluants Polluants: «une substance présente en quantité plus importante que naturellement et qui résulte de l'activité humaine» (1983 Moriarty F. ) Par extension les micropolluants sont donc des polluants en très petites quantités. Exemple de micropolluants : PCB(polychlorobiphényles) et Atrazine

4 Hypothèses Les crues contribuent le plus aux apports des polluants au milieu, notamment par le transport des particules de sols. Certains éléments (micropolluants) s adsorbent préférentiellement aux particules et d autres restent plutôt sous formes dissoutes.

5 Questions Y a-t-il une répartition géographique des micropolluants? Quel est l apport de micropolluants au lac par les particules? Est-il possible de différencier les taux naturels des métaux des valeurs des micropolluants?

6 Zone d étude Classe 1: naturel / semi naturel Classe 2: peu atteint Classe 3: très atteint Classe 4: non naturel / artificiel Classification écomorphologique de la Chamberonne

7 Superficie du bassin versant 38 km 2 Débit moyen de m 3 /s ( ) Zone d étude Rural en amont, fortement urbanisé en aval K. Schneider, 2009

8 Contexte géologique Présence de différentes formations géologiques sédimentaires: - Molasse d eau douce inférieur, principalement des marnes et des grès - Dépôts glaciaires divers de la dernière glaciation Milieu carbonaté

9 Echantillonnage Deux types d échantillons: - Les sédiments sont prélevés le long des rives puis séchés. - Les échantillons d eau sont prélevés directement dans la rivière ou par l intermédiaire d un échantillonneur ISCO

10 Granulométrie laser L échantillon passe devant un laser, ce qui provoque une extinction puis diffraction de la lumière spécifique à taille des particules Volume % Granulométrie des sédiments fluviatiles de la chamberonne log taille granulométrique μm RL1 RL2 RL3 RL4 RL5 RL6 RL7 RL8 RL9 RL10 RL11 RL12 RL13 RL14 RL15 RL17 RL18 RL19 RL20 RL21 RL22 RL23 RL24 RL26 RL27 RL28 RL29 RL30

11 MEB (microscope électronique à balayage) Un échantillon couvert d un élément conducteur est balayé par un faisceau d électron, puis divers détecteurs captent les rayonnements émis. Permet de voir l organisation des échantillons, il est aussi possible d obtenir un aperçu de la composition chimique.

12 XRF (x-ray fluorescence) Bombardement de pastilles par des rayons x, les atomes sont alors excités et libère de l énergie sous forme de rayonnement électromagnétique X spécifique. Bonne résolution, possibilité d analyser beaucoup d élément.

13 ppm ppm XRF (x-ray fluorescence) Teneurs en élément des sédiments de la Chamberonne par rapport à l'éloignement de la STEP Pb Ni Ce Nd Pas de comportements généraux des dépôts de polluants Cependant certains éléments fournissent des informations: m Teneurs en élément des sédiments de la Chamberonne par rapport à l'éloignement de la STEP Zn Co Cr Cu Pb: valeurs plus élevés à proximité des agglomérations Ni: décroissance progressive pour atteindre un seuil m

14 Filtration Permet de séparer les différentes fractions des échantillons d eau. - Première étape pour séparer les éléments particulaires grâce à des filtres en acétate de cellulose ou en verre. - Deuxième étape séparer les colloïdes du vrai dissous grâce à des tubes d ultrafiltration

15 ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer Cette méthode consiste à ioniser un échantillon grâce à un plasma d argon,ensuite le spectromètre de masse permet de séparer et détecter les ions. Technique très précise (1/10 12 ), mais une préparation minutieuse des échantillons est requise (acidification, vérification concentration en matière organique, dilution, ajout de standard à l échantillon vérifier les valeurs sur des blancs) Cette analyse couplée à la XRF permet d avoir les valeurs pour un certain nombre de métaux dans toutes les fractions des échantillons.

16 Chromatographie gazeuse / liquide. Technique de séparation par les caractéristiques physiques d éléments chimiques par migration dans une phase mobile. Problèmes majeurs - Libération des micropolluants adsorbés sur les particules - Faibles concentrations L. Rossi et al.,2002

17 Bibliographie Luca Rossi, Luiz de Alencastrob, Thomas Kupperb, Joseph Tarradellasb. Urban stormwater contamination by polychlorinated biphenyls (PCBs) and its importance for urban water systems in Switzerland ; 2002 Kathrin Schneider, Utilisation des outils du système modulaire gradué (SMG) pour estimer les impacts des rejets pluviaux urbains: Avantages et limitations ; 2009 Nicolas Blanc, contamination naturelle de l environnement par l arsenic en milieu Alpin; 2010 Guillaume Egger, Les eaux de la Chamberonne, composition et impact sur la Baie de Vidy; 2011 Hans-Rudolf Pfeifer, cours d hydrochimie; 2011

18 Fin