La contamination métallique sur le bassin de la Loire, les aléas de la surveillance et les effets de l hydrologie

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1 La contamination métallique sur le bassin de la Loire, les aléas de la surveillance et les effets de l hydrologie Xavier Bourrain

2 Le fil conducteur Historique de la surveillance Mais que fait l agence? Travaux spécifiques sur les métaux Démarche nouvelle : l archivage sédimentaire En cours et perspective Conclusion

3 Historique de la surveillance - Années 80 : sur eau - Année 90 : sur sédiment et sur bryophytes avec réseau d impact une découverte : les fonds géochimiques - Année 2000 DCE : analyse sur eau filtrée / PNEC* analyse sur sédiment pour l évaluation des tendances 2014 : prise en compte de la biodisponibilité (ph, Ca, COD) * Predicted No Effect Concentration (PNEC)

4 Conséquences de la mobilité des métaux émis par d anciens sites miniers sur la qualité des sédiments MetMine - Université de Limoges

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6 Mais que fait l agence? Evolution des rejets en métaux* Evolution des METOX selon le mois maximum d'activité Evolution des METOX la moyenne annuelle et le mois maxi d'activité kg METOX / j flux brut flux net tonne METOX / an flux brut flux net * 8 métaux : Hg, Cd, As, Pb, Cu, Ni, Cr, Zn

7 Travaux en parallèle Recherche méthodologique pour l identification des sources de polluants métalliques sur le bassin Loire-Bretagne (ISOP BRGM) Conséquences de la mobilité des métaux émis par d anciens sites miniers sur la qualité des sédiments MetMine - Université de Limoges L Archivage sédimentaire Métorg 1-Université de Tours Surveillance des substances prioritaires dans le biote IRSTEA-ONEMA (Etude PCB- Hg)

8 Les difficultés rencontrées au niveau des labo du RCS Evolution longitudinale des teneurs en Zn dissous sur la Loire année 2009 à 2013 CARSO min médiane maxi Etude Isope basses eaux Etude Isope hautes eaux CAR Seuil Zn 7,2

9 Profil isotopique sur la Loire (projet ISOP BRGM) 7 Evolution longitudinale des teneurs en Pb dissous sur la Loire année 2009 à min médiane maxi Etude Isope basses eaux Etude Isope hautes eaux 2 SEUIL Pb 1 1,2 0

10 La signature isotopique du plomb dans les eaux de la Loire est en accord avec une origine naturelle

11 Rapport isotopique du zinc pour les eaux de la Loire et les différentes sources

12 Contexte géochimique du haut bassin de la Loire

13 L impact d un industriel qui n existe pas : l effet de la géochimie Réseau d impact ( , )

14 Conséquences de la mobilité des métaux émis par d anciens sites miniers sur la qualité des sédiments MetMine Stérils Drainage minier acide : DMA Phase porteuse

15 Estimer la potentialité de relargage des haldes et des sédiments accumulés à proximité des régulateurs de cours d eau (barrage, seuil, digue ).

16 FACTEUR D ENRICHISSEMENT SEDIMENTS Pongilbault Détermination / au fond géochimique local Sédiments collectés à proximité ou juste après les haldes Roure Pontgibaud Barbecot

17 Surveillance des substances prioritaires dans le biote Retour d expérience sur l utilisation du poisson et propositions IRSTEA- ONEMA (Etude PCB - Hg) Seuil alimentaire humain Seuil protection prédateur

18 Mécanismes et modalités de la distribution spatiale et temporelle des métaux dans les sédiments du bassin versant de la Loire Une démarche nouvelle : l archivage sédimentaire

19 Le matériel embarqué

20 Qu est ce qu une carotte?

21 Résultats : l enregistrements de l histoire du bassin

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23 Histoire industrielle du bassin de la Loire (d après Woronoff, 1994 ; source des photographies :

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25 La Loire à Decize Thèse Elie Dhivert décembre 2014

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28 Modèle d âge basé sur les retombées radioactives

29 L Allier à l écluse d Apremont

30 Une sédimentation perturbée, un archivage altéré difficile à dater Début des années 60

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32 Archivage sédimentaire à Villerest

33 0-2 cm : 2010 Crue de 2008 : 6-19 cm (n=6) Crue de 2003 : cm (n=10) Crue de 1996 :58-64 cm (n=3) 1986 : cm, pic de Cs associé à Tchernobyl

34 Archivage sédimentaire à Villerest Ancrage chronologique des sédiments de la carotte sédimentaire - préserver l interface eau-sédiments : mesurer le 137 Cs Cs (émission γ, Bq/kg) 0-2 cm = Date de prélèvement Prof (cm) cm : Accident de Tchernobyl

35 Accumulation en période durant les épisodes de crues

36 Archivage sédimentaire à Villerest Datation Cs (émission γ, Bq/kg) Prof (cm) /84 : Fin de la mise en eau du barrage Sédiments déposés lors de la mise en eau? Sédiments plus grossiers, mobilisés dans des conditions hydrologiques différentes, plus anciens?

37 Les plus fortes contaminations au cours des crues

38 Les autres contaminations plus faibles mais avec la même dynamique au cours des crues

39 A l échelle de l unité supérieure Evolution temporelle des facteurs d enrichissements : Les plus forts : Ag, Au, Cd, Hg et maxima pendant les crues Crues : Identification (i) sources sollicitées (ii) phases porteuses Décroissance

40 Apport des berges Teneurs en µg/kg selon la profondeur Le Furan Cd Cr Hg L Anzieux Cd Cr Hg

41 Evolution temporelle d un indice de géoaccumulation LOIRE, SEINE et de pays émergents Chine Pays anciennement industrialisés Pays émergeants

42 En cours et perspective -Mieux connaitre les fonds géochimiques des ETM dissous - Mieux connaitre l historique des contaminations et leur tendance

43 En cours et perspective Apport de l'analyse isotopique à la connaissance du fond géochimique d'un bassin contrasté : Cas du bassin de la Loire (France) 50 sites d échantillonnage sur 10 bassins versants, basée sur des caractéristiques lithologiques, environnementales et chimiques Petits bassins versants en amont, ne drainant qu une seule lithologie et sans contamination anthropique

44 Conclusion -Sujet a priori simple : des rejets industriels donc tous ce qui est métallique est industriel - Un contexte parfois bien complexe, géochimie, mine apport atmosphériques etc à 2015, un quart de siècle de tâtonnements

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