Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Gwénaelle Roux &...

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources

Gwénaelle Roux & TSIP members

M. Desmet – Université François Rabelais, ToursM. Babut, C. Miège, A. Roy, B. Motte & C. Lopez – CEMAGREF, LyonH. Persat – LEHF, Université Claude Bernard, LyonP. Bonté & I. Lefèvre – LSCE, Gif-sur-YvetteP. Van Metre & B. Malher – USGS, Texas

Séminaire du 14 décembre 2009 – Transferts de polychlorobiphényles du sédiment au poisson : construction de

modèles pour un secteur du Rhône dans une perspective de gestion

Description des archives sédimentaires

Présentation

Datation et modèle d’âge

Caractéristiques sédimentaires: granulométrie

Analyse des polluants métalliques: exemple du Plomb

Analyse des polychlorobiphényles: étude des PCBs indicateurs

Localisation des sites d’études

Relation aux sources chimiques

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Localisation

La Morte

La lône de La Morte: à l’aval de l’usine de Brégnier-Cordon au niveau du méandre du Saugey

Crépieux

La darse de Crépieux: dans la zone de Crépieux-Charmy

Ile-du-Beurre

L’Ile-du-Beurre: en aval du barrage de Vaugris

Le Grand Large

La retenue du Grand Large: réservoir compensateur de l’usine de Cusset en rive gauche du canal de Jonage

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Les archives sédimentaires

La Morte (MTE)

Datation Pb et Cs3

Granulométrie2 (cm)

Mesure de la densité2 (cm)

Plomb total2

Analyse tous les cm

PCB1

Analyse tous les 2 cm

La Morte

Crépieux

Ile-du-Beurre

Le Grand Large

1 Laboratoire EUROFINS

2 Laboratoire des Sciences de l’Environnement, ENTPE

3 Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, CEA-CNRS

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Les archives sédimentaires

Crépieux (CPX)

PCB1

Analyse tous les 2 cm Plomb total2 tous

les cm jusqu’à 56 cm

Datation Pb et Cs3

Granulométrie2 (cm)

Mesure de la densité2 (cm)

La Morte

Crépieux

Ile-du-Beurre

Le Grand Large

1 Laboratoire EUROFINS

2 Laboratoire des Sciences de l’Environnement, ENTPE

3 Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, CEA-CNRS

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Les archives sédimentaires

Ile du Beurre (BRE)

PCB1

Analyse tous les 4 cm

Plomb total2 tous les cm jusqu’à 76 cm

Datation Pb et Cs3

Granulométrie2 (cm)

Mesure de la densité2 (cm)

La Morte

Crépieux

Ile-du-Beurre

Le Grand Large

1 Laboratoire EUROFINS

2 Laboratoire des Sciences de l’Environnement, ENTPE

3 Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, CEA-CNRS

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Datation: 210 Pb xs (décroissance radioactive), 137 Cs (pic de Tchernobyl et ENA)

Granulométrie: grain moyen, mode, composition (sable, silt, argile)

Micropolluants métalliques: exemple du plomb

Analyse des polychlorobiphényles

Caractérisation sédimentologique et géochimique

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Datations: 210 Pb xs et 137 Cs

La Morte (MTE)

1986: pic de Tchernobyl; 27 cm

1964: Maximum des Essais Nucléaires Aériens; 51 cm

Taux de sédimentation: 1,24 cm/an

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Datations: 210 Pb xs et 137 Cs

Crépieux (CPX)

Ile du Beurre (BRE)

1986: pic de Tchernobyl; 85 cm

1986: pic de Tchernobyl; 53 cm

Taux de sédimentation: 3,86 cm/an

Taux de sédimentation: 2,5 cm/an

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Le grain moyen et le mode sur le site de La Morte

Caractérisation granulométrique

Homogénéité intra-échantillon (à l’exception de la zone intermédiaire et des lamines)

Co-variation entre le grain moyen et le mode

Absence de granoclassement et symétrie des échantillons

1 g/cm²/an

0,6 g/cm²/an

Mise en service du barrage de Brégnier-Cordon, 1984

Crue, février 1990

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Le grain moyen et le mode sur le site de Crépieux

Caractérisation granulométrique

µm

Homogénéité intra et inter-échantillon

Excellente corrélation entre le grain moyen et le mode

Absence de granoclassement et symétrie des échantillons

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Le grain moyen et le mode sur le site de l’Ile du Beurre

Caractérisation granulométrique

µm

Hétérogénéité intra-échantillon (les pics de mode correspondent à des lamines sableuses)

Co-variation entre le grain moyen et le mode

Absence de granoclassement et asymétrie vers les petites particules

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Caractérisation granulométrique

La teneur en argile, silt et sable sur les trois sites de prélèvement

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Résultats non normalisés sur les trois sites

Micropolluants métalliques: exemple du plomb

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Evolution de la concentration en plomb total des sédiments d’amont en aval de Lyon (concentrations non normalisées)

Micropolluants métalliques: exemple du plomb

Bru

it de

fond

géo

chim

ique

, Arn

aud

et a

l., 2

005

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Figure : Signature des PCB dans le lac du Bourget

Les PCB dans l’environnement

Analyse des polychlorobiphényles: PCBi

Figure : Concentrations en PCB dans les sols et consommation en PCB, en fonction de la latitude (Meijer et al. 2003)

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Résultats non normalisés sur les trois sites

Analyse des polychlorobiphényles: PCBi

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Résultats non normalisés sur les trois sites

Analyse des polychlorobiphényles: PCBi

Nature et chroniques de contamination des sédiments et relation aux sources Le 14 décembre 2009

Réflexions méthodologiques

Choix du site de carottage

Contraintes économiques et résolution des analyses

Normalisation des données Plomb et PCBs

Modèle d’âge

Identification des sources: hypothèses, tests analytiques

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Identification des sources chimiques

Exploitation de « modèles »: PMF et UNMIX

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Problématique: nombre de sources inconnu, de composition inconnue et de contribution relative inconnue.

Les modèles reposent sur des démarches uniquement statistiques, et les contraintes supplémentaires nécessaires sont fournies par les données elles-mêmes.

Une source (ou un facteur): mélange de congénères, composé d’une ou plusieurs sources géographiques à déterminer par des comparaisons avec les mélanges industriels et/ou les contributions des apports en polluants supposés (sites industriels, agglomérations, affluents…)

Identification des sources chimiques

Exploitation de « modèles »: UNMIX et PMF

MTE core (La Morte)

Factor's concentration

0 20000 40000 60000 80000

Year

1940

1960

1980

2000

Factor 1Factor 2Factor 3

CPX core (Crépieux)

Factor's concentration

0 20000 40000 60000 80000

Year

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

Factor 1Factor 2Factor 3

BRE core (île du Beurre)

Factors concentration

0 20x103 40x103 60x103 80x103 100x103 120x103 140x103Ye

ar1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

Factor 1 Factor 2Factor 3

(1)

(1)

(1)

(2)

(3)

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Perspectives

Identification des sources chimiques et géographiques

Prospection de nouveaux sites: Etang de La Bricotte, de la Table Ronde (décembre 2009)

Rédaction d’un article

Renforcement des différentes collaborations

Identification des sources sédimentaires et étude des affluents

Cours Master 2 IHBB – Géo-transferts, Université François Rabelais, Tours Le 2 décembre 2009

Merci de votre attention

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