Academic literature on the topic 'Sédiments (géologie) – Teneur en polluants'

Le but de ce travail multidisciplinaire était la caractérisation globale et fine de la matière organique et minérale des produits issus de l'assainissement pluvial. La fraction minérale des sédiments des bassins de retenue et des produits de balayage a été étudiée par différentes méthodes chimiques et physiques ; cette étude a concerné les éléments majeurs et les métaux traces. Les résultats montrent que les sédiments sont souvent pollués, avec des concentrations supérieures aux valeurs de référence pour les sols pollués. L'étude de la fraction organique montre que les différentes fractions lipidiques sont essentiellement constituées d'hydrocarbures et de HAP à des concentrations élevées. Les acides humiques et l'humine ont été étudiés par des techniques globales et de thermochimiolyse en présence de divers agents alkylants. La technique avec TMAH montre que les substances humiques étudiées contiennent des biopolymères d'origine végétale ou microbienne et des fibres ligneuses. L'utilisation de TEAAc permet de montrer que les composés libérés sont pour partie piégés dans le réseau macromoléculaire humique et sont libérés dès que celui-ci est altéré. La dernière partie de ce travail a concerné la mobilité des métaux traces dans les différentes fractions organiques extraites et suivant le schéma d'extraction séquentielle du BCR. Les métaux peuvent être classés par ordre croissant de mobilité au sein de l'environnement de la manière suivante : Cr £ Ni < Pb £ Cu < Zn £ Cd. Tous ces résultats pourront servir de base à l'élaboration d'un cahier des charges pour les collectivités locales de manière à leur apporter des solutions efficaces de gestion des produits de l'assainissement
The objective of this multidisciplinary work was to characterise the mineral and organic matters in the sediments from storm water drainage systems. Several physical chemical techniques were used to study the mineral fraction of sediments from retention ponds and street sweeping. This study concerned major elements and trace metals. The results show that the sediments are often polluted, with concentrations higher than the reference values for polluted soils. The study of organic matter shows that the lipid fractions are mainly composed of hydrocarbons and PAHs at high concentrations. Humic acids and humine were studied by global techniques and by thermochimiolysis with different alkyl agents. The TMAH technique shows that the studied humic substances contain biopolymers from plant and bacterial origins, as well as ligneous fibres. The use of TEAA allows to show that the released compounds are partly trapped in the humic macromolecular net and are released as soon as this one is altered. The last part of the work was devoted to trace metal mobility in the different organic fractions and using the BCR sequential extraction scheme. The mobility sequence of trace metals appears to be : Cr £ Ni < Pb £ Cu < Zn £ Cd. These results could be used as a basis for recommendations to local governments in order to improve the management of sediments from storm water drainage systems

L’estuaire de la Seine est l’exutoire d’un bassin versant très anthropisé. Certaines zones marginales du fleuve ont piégé les particules fines auxquelles sont associés de nombreux contaminants ; elles donnent accès aux enregistrements sédimentaires des dernières décennies. Des carottages ont été effectués en trois sites : la Seine fluviale, l’estuaire fluvial de la Seine, et son embouchure. Après datation, ces carottes ont permis de reconstituer l’historique des apports particulaires en contaminants en chacun de ces sites. La comparaison entre les séries temporelles des concentrations de certains éléments dans les matières en suspension et dans les sédiments des carottes datées montre que ces derniers constituent un enregistrement conforme aux particules transportées aux mêmes sites. Les flux particulaires de 55 éléments stables et 18 radionucléides ont ainsi pu être été calculés de 1960 à 2002. La comparaison des données acquises dans la partie fluviale de la Seine et dans l’estuaire fluvial a permis de distinguer et de quantifier les sources intra-estuariennes de contaminants, dominées par les rejets de phosphogypses effectués dans les années 70 dans la région de Rouen (estuaire fluvial). L’intensité du pompage tidal dans l’estuaire fluvial a pu être quantifiée en utilisant les rapports d’activité de certains transuraniens. Enfin, à partir de l’historique des activités atmosphériques et des données acquises sur les carottes, un modèle de transfert du 137Cs de l’atmosphère vers le fleuve, fondé sur une loi de lessivage par ruissellement et érosion, est alors proposé
The Seine estuary is the outlet of a highly anthropogenized catchment area. Marginal areas of the river have trapped fine-grained sediment particles which a number of contaminants are bound to; they give access to the sedimentary records of the past decades. Corings were carried out in three areas: the Seine River, the upper Seine estuary, and at the river mouth. After dating, these cores have led to reconstruct the history of the inputs particulate elements in each of these areas. The comparison of the time series of elemental concentrations between (i) suspended matter during the last decades and (ii) dated sediments along the cores shows that the latter are representative of the former. Particulate fluxes of 55 stable elements and 18 radionuclides were estimated, from 1960 to 2002. Comparison of data acquired in the Seine River and in the upper estuary led to distinguish and quantify the intra-estuarine sources of contaminants that are dominated by phosphogypsum discharges during the 1970s in the Rouen harbour area (upper estuary). The intensity of tidal pumping up to the upper estuary was quantified using transuranics activity ratios. Based on the atmospheric 137Cs activities over the last decades and core derived 137Cs activities, a transfer model from the watershed to the river, based on a solid wash-off transfer function by runoff and erosion, is then proposed

Des sédiments fins sont prélevés sur le littoral du Calvados entre 1997 et 2000. Cet échantillonnage se place dans le cadre de l'étude du comportement et de la répartition de certains éléments métalliques et polluants organiques, au cours du remaniement des dépôts. Les métaux étudiés sont le cuivre, zinc, cadmium, étain, nickel, plomb, chrome, manganèse et le fer. Les polluants organiques sont les polychlorobiphényles (PCB) et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Trois sites d'étude sont sélectionnés : la baie des Veys très peu contaminée et deux milieux portuaires : Port-en-Bessin et Ouistreham. Les premiers résultats permettent d'estimer les contributions anthropiques en métaux des sédiments portuaires, après normalisation des concentrations par rapport à l'aluminium. A Port-en-Bessin, la circonscription des pollutions en métaux désigne les activités de carénage comme les principales sources de contamination (peinture antisalissures). Une étude des concentrations sur la hauteur des dépôts révèle des contaminations plus importantes dans les couches profondes.

L'entretien des voies navigables en France nécessité des opérations régulières de curage des sédiments. Ces boues de dragage ont parfois été déposées sur des sols nus, sans précaution préalable ou traitement. Cela peut poser des problèmes environnementaux (présence de polluants métalliques), surtout lorsque les sédiments proviennent de zones industrielles et minières comme c'est le cas pour le site étudié (Nord-Pas-de-Calais). L'un des risques principaux est le transfert d'éléments traces métalliques (ETM) dans le sol sous-jacent jusqu'à la nappe. L'objectif de cette étude est d'identifier et de caractériser les porteurs minéralogiques des ETM (limités ici à Zn et Pb) en combinant diverses techniques analytiques chimiques et spectroscopiques. Dans ce travail, nous montrons que dans le cas d'un matériau complexe comme l'anthroposol étudie, il est important d'avoir une approche méthodologique multi-échelle. Pour mener à bien cette étude, nous avons donc réalisé des analyses sur le terrain, des mesures en laboratoire (extractions chimiques séquentielles, DRX, MEB, MSE) et des expériences sur synchrotron (principalement XRF et XANES). Nous avons pu identifier différentes phases porteuses de Zn et Pb, mais nous n'avons pas observe d'évolution nette en fonction de la profondeur. Nous donnons pour finir, diverses pistes pour continuer ce travail.

L'originalité de la thèse est de considérer des catégories de matériaux très divers (matières en suspension, nutriments dissous et totaux, ions dissous) pour des bassins couvrant une grande gamme de variabilité hydrologique (2000 années-stations de concentrations et débits journaliers en France, Europe et Etats-Unis pour des tailles de 600km² à 1 000 000 km²) et en testant 9 méthodes de calcul des flux innovantes ou couramment utilisées. Pour chaque méthode de calcul, la comparaison des flux annuels estimés à partir des suivis discrets et des flux annuels de référence permet d'évaluer les incertitudes en termes de biais et d'imprécisions. Ces incertitudes ont pu être étudiées en lien avec la variabilité hydrologique, hydrochimique et sédimentologique des matériaux. Les résultats de la thèse sont donc de deux ordres : (1) fondamental, avec la mise en relation des incertitudes avec les deux facteurs de contrôle -W2% et b50sup- qui caractérisent les variabilités des débits et des concentrations, (2) appliqué, avec l'optimisation des suivis en terme d'intervalle d'échantillonnage et de durée de calcul des flux et la détermination des incertitudes sur les populations de flux déjà publiées.

La connaissance de l’évolution de la qualité des eaux est nécessaire à l’évaluation de l’efficacité des actions réglementaires et elle contribue à notre compréhension du lien entre activités anthropiques et qualité des eaux. Ces recherches ont évaluées les tendances dans les métaux et les composants organiques hydrophobes (COHs) à l’échelle des Etats-Unis à partir de carottes de sédiments prélevées dans 42 lacs. Les métaux (pb, Cr, Cd) et les COHs (DDt, PCB) dont les émissions ont diminué depuis 1970 montrent des tendances en diminution. En revanche, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) ont augmenté rapidement en milieu urbain. Une étude plus approfondie de certains lacs a permis l’amélioration de notre connaissance des processus de transport et du devenir des contaminants. Les sources urbaines de HAPs ont été quantifiées par prélèvement en ruissellement synthétique. Les résultats indiquent que les produits de parkings « sealcoat », sont une source majeure pour les HAPs
The understanding of water-quality trends contributes to our knowledge of the links between human activities and environmental quality and is necessary for the evaluation of regulatory actions designed to improve water quality. This research evaluated trends in metals and hydrophobic organic contaminants (HOCs) for the United States using sediments cores from 42 lakes. The metals (pb, Cr, Cd) and HOCs (DDT, PCBs) for wich emissions have decreased since the 1970s showed mostly decreasing trends in concentrations. However, concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) increased rapidly in urban watersheds. In more focused studies, selected sediment cores were evaluated to gain insight into transport processes and fate of contaminants. Urban sources of PAHs were quantified using simulated runoff. The result indicate that parking lot “sealcoat”, a product widely used to coat parking lots, is a major source of PAHs

L'objectif de cette étude est d'évaluer les possibilités de décontamination des vases de dragage polluées par des métaux lourds et de déterminer leur devenir après traitement. Les travaux portent sur des sédiments d'estuaires et de canaux prélèves sur différents sites français. Dans un premier temps, les caractérisations physiques, chimiques et minérales de ces produits ont montré des pollutions complexes et parfois très marquées. Les études de spéciation menées par une succession de séparations physiques, d'observations binoculaires et d'analyses au microscope électronique a balayage et a la microsonde, ont permis de déterminer pour chaque sédiment, les principaux porteurs de métaux (microsulfures, précipitations de carbonates, adsorptions sur des grains d'oxyde de fer, particules anthropiques,. . . ). A l'issue de ces travaux, des essais de traitement physique et physico-chimique visant à concentrer ces porteurs sur une fraction pondérale réduite, ont été effectués. La flottation a conduit aux résultats les plus prometteurs. L'efficacité de cette technique de tri est cependant très sensible à la nature des collecteurs chimiques utilises et seuls des tests d'optimisation sont en mesure de parfaire leur choix. Par ailleurs, selon les objectifs de décontamination fixés, des séparations gravimétriques ou densimétriques complémentaires peuvent permettre d'affiner le traitement. Dans un troisième temps, le devenir des matériaux traités a été étudié sur le plan du comportement mécanique. Avec des fractions fines souvent importantes, la consolidation de ces produits est très lente. Pour prédire son évolution dans le temps, une étude expérimentale a été menée en centrifugeuse sous macrogravité. Les degrés de consolidation atteints en fin d'essai (90% après un temps équivalent de 900 jours) et les tassements mesures (70% de la hauteur initiale) ont montré la lenteur et l'importance du phénomène étudié.

Les horizons de surface et de profondeur, développés dans 22 matériaux parentaux différents, ont été échantil lonnés dans les sols agricoles et forestiers du Nord de la France. Les teneurs totales de 18 éléments en traces et de deux majeurs (AI et Fe) ont été déterminées sur 758 échantillons, en même temps que les para mètres pédologiques. Dans les horizons de profondeur, les corrélations linéaires positives des teneurs en éléments en traces peu mobiles (Bi, Co, Cr, Cu, ln, Ni, Pb, Sn, TI, V, Zn) avec les teneurs en lutum (fraction < 2 μm), en AI et en Fe suggèrent que les éléments en traces sont étroitement associés aux alumino-silicates et aux (hydr)oxydes de fer de la fraction fine. Ces corrélations sont étroites et communes aux horizons de profondeur issus de tous les matériaux parentaux, quel que soit leur âge (du Primaire au Quaternaire) et leur faciès. Les processus de genèse des sédiments, incluant la pédogenèse ancienne, n'ont pas causé de ségrégation majeure des éléments peu mobiles. Les éléments mobiles (As, Cd, Hg, Mn, Mo, Sb, Se) montrent des relations moins étroites avec la phase minérale, à l'exception de Cd et de As qui semblent particulièrement associés à Mn et Fe respectivement. Le mercure et Se montrent des liens étroits avec la matière organique des horizons de profondeur
Surface and deeper horizons developed in 22 parent materials were sampledin the agricultural and forest soils of Northern France. Total contents of 18 trace elements and two major elements (AI, Fe) were determined in 758 horizon samples, together with the pedological characteristics. Ln the deep horizons, the positive linear correlations of the less mobile trace elements (Bi, Co, Cr, Cu, ln, Ni, Pb, Sn, TI, V, Zn) contents with lutum(particles < 2μm), AI and Fe contents suggest that trace elements are closely associated to alumino-silicates and iron oxi-hydroxides of the finest solid phase. These correlations are close and are common to the deeper horizons of ail the parent materials, whatever their age and type. The processes of the sedimentary rock genesis, including ancient pedogenesis, did not cause any major segregation of the less mobile elements. The mobile elements (As, Cd, Hg, Mn, Mo, Sb Se) show less close relationship with the minerai phase, except Cd and As which seem particularly associated to Mn and Fe respectively. Mercury, Mn and Se show strong links with the organic matter in the deep horizons. Soit parent materials often show an enrichment with the mobile elements. Most of the calcareous rocks are enriched with Cd. Enrichments with ail trace elements, except with Co, Cr and Ni, were found in the surface horizons

Afin de développer une modélisation stratigraphique de la distribution et de la préservation de la matière organique en milieu marin, trois modèles ont été utilisés et adaptés : DIONISOS, modèle stratigraphique, ROMS, modèle physique et NPZD, modèle biogéochimique. L'intérêt de la méthodologie est de prendre en compte l'ensemble des processus contrôlant le cycle de la matière organique depuis sa production à la surface de l'océan jusqu'à son enfouissement dans les sédiments. Après avoir calibré et testé la sensibilité des 3 modèles, des simulations ont été réalisées afin de reproduire la sédimentation biogénique sur la marge Namibienne (Afrique du Sud Ouest). Grâce à la base de données disponible sur ce système d'upwelling, les paramètres ont été déterminés et ont permisd'exprimer les principaux facteurs de contrôle tels que l'intensité de l'upwelling, les conditions trophiques du milieu, la morphologie de la marge, l'eustatisme, etc. De plus, les résultats comparés aux données réelles ont montré que la modélisation reproduisait correctement l'influence de la variabilité climatique de ces facteurs sur l'accumulation de matière organique dans les sédiments d'une marge continentale passive.