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VLIZ. Programme INTERREG III : STARDUST. S patial and T emporal A ssessment of high R esolution D epth profiles U sing novel S ampling T echnologies. Devenir des polluants contenus dans les sédiments fluviaux et marins en zone transfrontalière

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Presentation Transcript
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VLIZ

Programme INTERREG III : STARDUST

Spatial and Temporal Assessment of high Resolution Depth profiles

Using novel Sampling Technologies

Devenir des polluants contenus dans les sédiments fluviaux et marins en zone transfrontalière

Lot van de polluenten in fluviatiele en mariene sedimenten in grensoverschrijdende zones

Vlaams Institute voor de Zee

Université des Sciences et Technologies de Lille

Vrije Universiteit Brussel

Eaux interstitielles

Bruxelles, 24 septembre 2004

slide2

Warneton

Menen

Deulemont

Helkijn

« Bassin Rond »

Localisation des sites de prélèvements sélectionnés

Belgique

5 sites de prélèvement :

Helkijn et Bassin Rond (Escaut)

Campagnes communes

Warneton (Lys)

Menen (Lys)

VUB

Deulemont (Deule)

USTL

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I. Quelques rappels sur les techniques

centrifugation

DET/DGT

II. Intercomparaison USTL / VUB : cas du site de Warneton

métaux : - centrifugation

- DET / DGT

Comparaison entre les 2 équipes

III. Résultats obtenus sur les différents sites

paramètres majeurs (Eh, pH, COD…)

métaux : - centrifugation

- DET / DGT

Comparaison entre les différentes techniques

Plan de la présentation

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N2

Sac à gants

Carotte

Tube de prélèvement

Métaux : acidification par HNO3 puis analyse par ICP-AES ou ICP-MS

Piston en téflon

Sulfures et carbonates : aucun traitement

Cric

I Technique d’extraction par centrifugation

Matériel en plastique (polyéthylène, téflon…) préalablement lavé à l’acide

Étude de la phase liquide :

  • extraction par centrifugation
  • filtration du surnageant à 0,45 µm
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- Les DET sont constitués d’un gel d ’agarose

- Les DGT sont constitués d’un gel de polyacrylamide + résine (gel+Chelex) pour fixer les métaux

- Équilibre entre le gel et l’eau interstitielle obtenu par diffusion des espèces

Porosité du gel = 20 nm : permet de doser la fraction totale dissoute (labile+ organocompléxée)

préconcentration grâce au gradient de concentration, flux de diffusion

Technique « in situ », résolution de 0.5 cm

Technique « in situ » avec une résolution quasi millimétrique

Porosité = 2nm : espèces labiles

Dilution importante : nécessité de coupler avec appareils d’analyse sophistiqués (ICP-MS)

Les techniques de diffusion sur gel : DET et DGT

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technique de centrifugation

Concentrations du même ordre de grandeur entre USTL et VUB aussi bien pour les métaux majeurs que pour les traces

Variations similaires excepté pour quelques points  probablement du à l’hétérogénéité du sédiment.

II. Intercomparaison VUB/ USTL : Cas du site de Warneton

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Profils en oxygène dans les galeries très différents.

Profils en métaux qui peuvent être modifiés lors de la présence de galeries

Hétérogénéité du sédiment : réalisation de profils d’oxygène

Profils réalisés avec microélectrode

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DET

DGT

Comme pour la technique de centrifugation, on retrouve globalement les mêmes profils entre les deux équipes

Validation des techniques d’analyse des 2 équipes

Comparaison VUB/ USTL : techniques DET/DGT

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Eau

Sédiment

Processus d’oxydation

Processus de réduction

réoxydation

bioturbation

Bactéries,benthos...

Réduction de l'oxygène

Dénitrification

Réduction des (hydr)oxydes de manganèse

Réduction des (hydr)oxydes de fer

Réduction des sulfates

Précipitation, complexation, adsorption...

Diagenèse précoce

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pH, Eh

Warneton

Menen

Deulemont

Bassin Rond

Helkijn

Menen et Helkijn : profils redox assez semblables avec un potentiel assez élevé en surface et ensuite une diminution marquée du potentiel jusque 5 cm

Warneton et Deulemont : profils redox assez semblables avec une anoxie marquée dès la surface  milieu très réducteur dès la surface

Comparaison des sites

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Sels nutritifs et COD

Warneton

Deulemont

Bassin Rond

Helkijn

Menen

nitrates

Consommation importante des nitrates sous l’interface

Même phénomène observé pour les sulfates sauf pour la carotte Deulemont

sulfates

Plus difficile de tirer une tendance générale excepté pour Deulemont  diminution avec la profondeur

COD

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Warneton

Globalement, concentrations du même ordre de grandeur entre les techniques DET/centri

Teneurs plus élevées avec DET/ centrifugation

Menen

Bonne corrélation entre Mn, Co et Cd

Corrélation observée entre le Fe et le Ni (Deulemont)

Deulemont

Comparaison des techniques : Warneton / Deulemont / Menen

Profils de métaux par centrifugation / DET / DGT

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Deulemont

Menen

Warneton

Problème avec la technique de centrifugation à approfondir

Comparaison des techniques : centrifugation / DET / DGT

Cas particulier du fer

Teneurs en fer beaucoup plus élevées mesurées par la technique DET que par la technique de centrifugation

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Résultats comparables pour les deux équipes

Résultats avec les différentes techniques relativement comparables pour une majorité de métaux

problème des teneurs plus élevées mesurées avec les DET : lié à la centrifugation ? À une modification de la température  appliquer les gels directement sur le site

Problème du fer à étudier dans le futur : remise en cause de la technique par centrifugation ?

Apparemment, bonnes corrélations entre certains éléments traces et le Mn (même remarque pour le Fe)

Utilisation de programmes de calculs statistiques, programmes de calculs d’équilibre.

Conclusions et perspectives

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VLIZ

Programme INTERREG III : STARDUST

Spatial and Temporal Assessment of high Resolution Depth profiles

Using novel Sampling Technologies

Devenir des polluants contenus dans les sédiments fluviaux et marins en zone transfrontalière

Lot van de polluenten in fluviatiele en mariene sedimenten in grensoverschrijdende zones

Vlaams Institute voor de Zee

Université des Sciences et Technologies de Lille

Vrije Universiteit Brussel