Transfert des micropolluants par les RUTP pour différents ...€¦ · La compréhension du...

La compréhension du comportement des micropolluants, de la matière organique et des minéraux dans le cycle urbain de l'eau, ainsi que leur répartition temporelle et spatiale et leurs flux, est un sujet important pour la gestion des systèmes de drainage urbain. Cette étude vise à mieux comprendre la relation entre les éléments traces métalliques (ETM) dans la phase dissoute et dans les matières en suspension (MES) contenues dans les rejets d’eaux pluviales.

1-Introduction

0

20

40

60

80

100

120

Ormes L’Egouttier La Corne

TUR.

FAU

Turbidité La Loire

0

50

100

150

200

250

300

Ormes L’Egouttier La Corne

MES

mg/

L

Matières en suspension La Loire

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Ormes L’Egoutier La Corne

mg/

L

Cations NatsNatpMg++ tsMg++ tpK+tsK+ tpCa++ tsCa++ tp

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Ormes L’Egouttier La Corne

mg/

kg

Ni

0

200

400

600

800

1000

1200

Ormes L’Egouttier La Corne

mg/

kg

Cr

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Ormess L’Egouttier La Corne

mg/

kg

Cd

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Ormess L’Egouttier La Corne

mg/

kg

Cd

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Ormes L’Egouttier La Corne

µg/k

g

Pt

05

101520253035404550

Ormes L’Egouttier La Corne

mg/

kg

Cu

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Ormes L’Egouttier La Corne

mg/

kg

Zn

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Ormes L’Egouttier La Corne

mg/

kg

Pb

8b-Phase solide

7c-Paramètres physico-chimiques

0255075

100125150175200225250

Ormes L'Egouttier La Corne

mg/

L

AnionsCl-tsCl-tpNO2-tsNO2-tpNO3-tsNO3-tpSO4--tsSO4--tp

7b-Paramètres physico-chimiques

7-Paramètres physico-chimiques et biologiques

7a- Cations et Anions majeurs

11-Perspectives10-Conclusions

12-Références

7d- DBO

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 1 2 3 4 5 6 7 10 14 17 20 21 24 27 28

mg/

l

Jours

DBOOrmes_tp

La Corne__tp

0

50

100

150

200

250

300

0 1 2 3 4 5 6 7 10 14 17 20 21 24 27 28m

g/l

Jours

DBO

Ormes_ts

L’Egouttier__ts

La Corne__ts

1.Prélever des échantillons par temps de forte pluie dans les déversoirs d’orages;

2.Utiliser un protocole d'échantillonnage Intégratif avec des Capteurs Passifs (DGT, SPMD et POCIS);

3.Caractériser les MES;

4.Analyser les HAP dans les RUTP;

5.Développer un modèle hydrologique de flux utilisant plusieurs traceurs géochimiques et minéralo-

giques;

1.La présence d’eaux usées dans le RUTP a été détectée dans certains sites

(site d’Ormes);

2.La présence de métaux dans le RUTP dépend de l’occupation de sol et du

bassin versant.

1. C. Grosbois, P. Negrel, C. Fouillac, and D. Grimaud, “Dissolved load of the Loire River: chemical and isotopic characterization,” Chem. Geol., vol. 170, no. 1, pp. 179–201, 2000.

2. C. Grosbois, M. Meybeck, L. Lestel, I. Lefèvre, and F. Moatar, “Severe and contrasted polymetallic contamination patterns (1900–2009) in the Loire River sediments (France),” Sci. Total Environ.,

vol. 435–436, pp. 290–305, Oct. 2012.

3.Communauté d’agglomération Orléans val de Loire, “Rapport annuel sur le prix et la qualité du service public assainissement.” 2013.

4.J. Rodier, B. Legube, N. Merlet, et R. Brunet, L’analyse de l’eau-9ème édition-Eaux naturelles, eaux résiduaires, eau de mer: Eaux naturelles, eaux résiduaires, eau de mer. Dunod, 2009.

Transfert des micropolluants par les RUTP pour différents scénarios hydrologiques dans l'Agglomération Orléanaise : résultats préliminaires

Mohammed Al-Juhaishi1, Mikael Motelica-Heino1, Fabrice Muller1, Franck Le Moing1, Claude Le Milbeau1, ThomasThiebault1, Audrey Guirimand-Dufour2, Christian Défarge1,2 1 : ISTO, UMR 7327 Université d’Orléans-CNRS-BRGM, 1A rue de la Férollerie ,45071 Orléans Cedex 02, France

2 : Cellule R&D CETRAHE, Université d’Orléans, 8 rue Léonard de Vinci, 45072 Orléans Cedex 02, France

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Ormes L’Egouttier La Corne

C µ

S/c

m

Conductivité La Loire

7,3

7,4

7,5

7,6

7,7

7,8

7,9

8

8,1

Ormes L’Egouttier La Corne

pH

pH La Loire

0

20

40

60

80

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120

Ormes L’Egouttier La Corne

DCO

mg/

L

Demande chimique en oxygène

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Ormes L’Egouttier La Corne

COD,

mg/

L

Carbone organique dissous La Loire

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 50 100 150 200 250 300 350 400

DCO

/DBO

5

Carbone organique dissous mg/l

tp ts

La Corne

La Corne

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 50 100 150 200 250 300 350 400

DCO

/DBO

28

Carbone organique dissous mg/l

tp ts

La Corne

La Corne

7e-DCO/DBO

Ormes

Ormes

L’Egouttier

Ormes

Ormes L’Egouttier

1-Identifier les sources de pollution en milieu urbain à l’aide de traceurs;

2-Etudier la dynamique spatio-temporelle des matières en suspension d’origine

naturelle et anthropique à l’aide de traceurs géochimiques et minéralogiques;

3-Réaliser un modèle hydraulique détaillé de fonctionnement du système hydro-

logique de le RUTP avec simulationd’évènements et de chroniques annuelles.

Points des prélèvements

Ormes

Chécy

Saint-Jean-de-Braye

La Loire

Orléans

OlivetLe Loiret

SaranOrmes

Ingré

5 km0

5-Stratégie analytique 6-Sites d'étude

3- Objectif

1-Définir les sites d’étude;

2-Etablir un protocole (échantillonnages et analyses);

3-Echantillonner les différents sites d’étude;

4-Analyse et caractérisation en laboratoire ;

5-Elaboration de modèles hydrologiques.

4-Plan de travail

1-L’impact des RUTP sur le fleuve Loire a été peu étudié;

2-Il n’y a peu d’études sur le RUTP (Rejet urbain de temps de pluie).

²²

2-Problématique

La Corne

( pH,Conductivité, Température, Oxygène dissous) WTW 1970 i

phase solide

Analyse des cations et anions majeursChromatographies ioniques

Analyse du carbone organique dissous COT-mètre (Shimadzu)

(HR-ICP-MS(ElEMENT2))

DBO5,DBO28

DCO

phase liquide

Filtration 0.2 µm

Analyse des éléments traces

Eau brute

filtrationcentrifugation

(Dionex ICS 900 et 1100)

méthode ST-DCO

Analyse des éléments traces

(Métode respirométrique / manométrque)

Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb,Pt

échantillonnage }

minéralisation Analyse COT Caractérisation des MES * MEB * DRX *granulométrie

L’Egouttier

(HR-ICP-MS(ElEMENT2))

Rock Eval

La valeur de la DBO28 mesurée par temps sec sur le

site d’Ormes est plus élevée que celle mesurée sur

les sites de l’Egouttier et de la Corne. Ce qui est dû à

un mélange avec les eaux usées.

Les concentrations de Cr, Cu et Zn par temps sec sont plus élevées que

celles par de temps de pluie pour la phase dissoute. Ce comportement

est interprété par un effet de dilution.

Les concentrations de Cr, Ni, Cu et Pt par temps sec de la phase dissoute

à l'Egouttier sont plus élevées que celles des autres sites parce qu'il

existe des sources industrielles de contamination (ville de

Saint-Jean-de-Braye, 19623 habitants)0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Ormes L’Egouttier La Corne

µg/L

Cr

0

2

4

6

8

10

12

14

Ormes L’Egouttier La Corne

ng/L

Pt

00,20,40,60,8

11,21,41,61,8

2

Ormes L’Egouttier La Corne

µg/L

Ni

0

1

2

3

Ormes L’Egouttier La Corne

µg/L

Cu

0123456789

10

Ormes L’Egouttier La Corne

µg/L

Zn

8a-Phase dissoute

9-Comparaison

temps de pluie

temps de pluie

temps sec

temps sec

La Loire

La Loire

Les valeurs de la quantité de MES, de la turbidité, de la conductivité, du Carbone Organique Dissous, des concentrations ioniques, et les demandes chimique d'oxy-

gène par temps sec sont généralement plus élevées que celles obtenues par temps de pluie dans tous les sites (Ormes, L’Egouttier et la Corne), ce qui indique un

effet de dilution par la pluie.

Les valeurs de DCO / DBO5 vs COD par temps sec sont

supérieures à 1 pour tous les sites. Le rapport est infé-

rieur à 1 pour la Corne par temps de pluie, ce qui in-

dique que la DCO est sous-estimée.

8-Eléments traces

Université de Bagdad

La valeur de la conductivité du site d’Ormes est toujours plus élevée que celle de L'Egouttier et de La Corne parce que les RUTP d’ Ormes sont mélangés avec les

eaux usées. Ce mélange peut aussi expliquer pourquoi la valeur du pH par temps de pluie est plus élevée que celle par temps sec au site d’Ormes, alors que c’est

le contraire à L'Egouttier et à La Corne.

La valeur de Zn en phase dissoute du site d’Ormes est plus grande que pour les autres sites parce qu’il y a une autoroute qui traverse le bassin versant.

La valeur des concentrations plus élevées de Zn à la Corne par temps sec est en accord avec les mesures de turbidité car il y a une quantité plus élevée de particules fines.

Sur le site de la Corne, les valeurs de la turbidité par temps sec sont inférieures à celles par temps de pluie à

cause de l'érosion élevée par temps de pluie qui augmente la quantité de particules fines.

STEP TSS (mg/L) DCO (mg/L) DBO5 (mg/L)La Chapelle St

Mesmin 6.90 24.50 3.80Ile Arrault 2.00 18.00 3.00La Source 6.24 50.74 4.35

Chécy 3.20 21.50 1.80Moyen des STEP 4.59 28.00 3.24

RUTPOrmes 173.30 105.00 56.00

L’Egouttier 255.00 89.00 62.00La Corne 281.00 88.00 40.00