17/02/17. La pollution des sols. 2-3 Les sources anthropiques des ETM 15%

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Melanie Ducharme
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2 1- Sites et sols pollués 1-1 Définitions Un site pollué est un site qui, du fait d'anciens dépôts de déchets ou d'infiltration de substances polluantes, présente une pollution susceptible de provoquer une nuisance ou un risque pérenne pour les personnes ou l'environnement. ü Les friches industrielles sur lesquelles étaient installées des industries polluantes et qui ont pu être contaminées par infiltration lente de déchets liquides ou boueux, par des retombées de rejets gazeux non traités, par des démantèlements effectués sans précaution. ü Les dépôts de déchets (décharges, dépôts illicites ou occasionnés par des faillites d entreprises). ü Les sites d entreprises en activité. ü Les sites agricoles. 1- Sites et sols pollués 1-1 Définitions Un site est appelé "site pollué orphelin " lorsque les responsables n ont pu être identifiés, ou ne sont pas solvables. On découvre habituellement la pollution des sols lors des : A A A A Changements de propriétaire Changements d activité Accidents sur le site Cessations d activité 2

1- Sites et sols pollués 1-1 Définitions Les deux

Concentrations faibles Surface/volume affectés élevés

Difficile à remédier Pollution ponctuelle

faibles Source de la pollution bien définie Risque à

3 1- Sites et sols pollués 1-1 Définitions Les deux grands types de pollutions Pollution diffuse Concentrations faibles Surface/volume affectés élevés Origine mal définie Risque à court et long terme Difficile à remédier Pollution ponctuelle Concentrations très élevées Surface/volume affectés faibles Source de la pollution bien définie Risque à court terme et directe Pollution plus facile à remédier 1-2 Nombre de site et implications 3

4 1-2 Nombre de site et implications 1-2 Nombre de site et implications 4

5 1-2 Nombre de site et implications 1-2 Nombre de site et implications 5

6 1-2 Nombre de site et implications 2- Les sources de pollution m/sec 1m/jour 6

. 2- Les sources de pollution 2-2 Les polluants minéraux Nitrates, Phosphates.

7 2- Les sources de pollution 2-1 Les grands types de polluants Polluants minéraux Nitrates Phosphates Eléments traces (Cu, Pb, As, Zn, ) Radionucléides... Polluants organiques Pesticides Hydrocarbures Solvants.. 2- Les sources de pollution 2-2 Les polluants minéraux Nitrates, Phosphates... Polluants fortement associés à l activité agricole Pas d effets directs sur les sols, mais impact sur l eau Eutrophisation des eaux continentales Apports anthropiques (engrais) génèrent d autres pollutions 7

8 2- Les sources de pollution 2-2 Les polluants minéraux Les éléments traces - métalliques (ETM) Définitions : ü ET u[me] < 1000 ppm ou 0,1% ü Métaux - métalloïdes ü oligoéléments ü Métaux lourds densité > 5 g/cm 3 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn Eléments de transition Mo, Cd, Sn, Sb, Hg, Tl, Pb, Bi B, Se, As 3- Les cycles des ETM Mobilisation Industrielle. vs Altération (10 3 tons/ an Nriagu 1991) M.+E. Altération (M+E)/A Cd Cu Pb

3- Les cycles des ETM 3-1 Cas du Cd Cycle du Cd en g/ha/an Stock : 15cm épaisseur Densité 1,3 9,5 5,6 2,6 Stock dans le Sol 465 0,053 0,12 Gains : 15,1 Pertes : 2,7 Accumulation 12,4 3- Les cycles

9 3- Les cycles des ETM 3-1 Cas du Cd Cycle du Cd en g/ha/an Stock : 15cm épaisseur Densité 1,3 9,5 5,6 2,6 Stock dans le Sol 465 0,053 0,12 Gains : 15,1 Pertes : 2,7 Accumulation 12,4 3- Les cycles des ETM 3-2 Temps de résidence Exp. Rothamsted UK. Zn apporté : 2069 kg/ha 1960 à 1980 prélèvement agricole : 11,74 kg/ha Temps de résidence Années Zn Cu Ni Cd Cr Pb 9

10 3- Les cycles des ETM 3-2 Temps de résidence Temps de résidence = Masse ETM res /Flux ETM Atms. Plantes Litière Lithos. MOS Sol Océans Cd 7 jours 20 jours 42 ans 110 ans 200 ans 3000 ans ans 4-2 La biodisponibilité Spéciation du polluant Concentration du polluant dans le sol et/ou la solution du sol Réactivité du sol (adsorption / désorption, complexation) Composition de la solution du sol Sélectivité de l extraction ou de l absorption par les organismes vivants Physiologie des organismes vivants 10

11 4- Biodisponibilité et toxicité. 4-1 Les Oligoéléments dans le sol et les plantes 4-3 Caractère essentiel ou toxique des éléments Concentration critique Croissance végétale Déficit Optimum Toxicité Croissance végétale Pas d effet Toxicité Concentration de l élément Concentration de l élément 11

12 4-3 Caractère essentiel ou toxique des éléments Elément Essentiel Toxique Végétaux Animaux Végétaux Animaux Ag As B Ba - + (+) (+) Be Bi Cd Co + + (+) (+) Cr Cu Hg Mn (+) Mo Ni Pb Sb - -? + Se Sn - +? + V W - -?? Zn Organes cibles en fonction de l ETM considéré Organe cible Effets toxiques Os Douleurs intenses, fragilisation Poumons Bronchites, pneumopathies Sang Hypertension, anémies Système gastro-intestinal Nausées, douleurs, diarrhées Enzymes Inhibition ADN Inhibition mécanismes réparation Organes cibles et effets toxiques 12

13 4-7 Biodisponibilité, Toxicité Spéciation Plomb dans le sang (µg/dl) Minnesota (urban, 1987) Leadville, CO (1987) Butte, MT (1990) (modifié d'après Davis et al, 1992) Plomb dans un sol de surface (mg/kg) SPECIATION: Determination of the exact chemical form or compound in which an element occurs in a sample, and the quantitative distribution of the different chemical forms that may coexist. IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition (1997) 5 Les compartiments réactifs La Matière organique des sols (MOS) Les phases minérales : Argiles, oxy-hydroxydes (Fe-Mn) La solution du sol. 13

14 5 Les compartiments réactifs 5-1 Organisation macroscopique et microscopique du sol Horizon O Horizon E/A Horizon B Horizon organique (> 20% matériel organique) Horizon de surface ou sub-surface montrant des signes d éluviation (E) et/ou d accumulation de MO (A) Horizon minéral montrant des signes d illuviation (argiles, oxydes, MO) Horizon C Horizon minéral présentant les premiers signes d altération, mais dont la structure est encore conservée Différenciation verticale => Horizonation 5-1 Organisation macroscopique et microscopique du sol Temps Horizon O 10 ans Horizon A 100 ans Horizon B t ans Horizon B h ans 14

15 5-2 la Matière Organique du Sol (MOS): la composition 5-2 la Matière Organique du Sol (MOS): les propriétés 15

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