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Mobilité et biodisponibilité des métaux dans le sol.

Objectif: Etablir ou non le lien entre mobilité des métaux dans les sols et la biodisponibilité au regard des résultats

obtenus durant le stage

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Introduction

• Les métaux sont naturellement présents dans les sols à faible concentration

• L’activité humaine renforce ces teneurs (retombées atmosphériques, apport des déchets, amendements agricoles)

• L’accumulation des métaux lourds a des effets sur la santé des êtres humains et des animaux

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Mobilité et biodisponibilité

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Mobilité et biodisponibilité

• Les facteurs qui influencent la biodisponibilité sont:–Le pH –La CEC–Les activités biologiques–Les propriétés physico-chimiques des

éléments

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Sites: ArcelorMittal et Rassuen

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Prélèvements

• Différents échantillons prélevés:- sol ( prélèvements en triangle)- sédiments- eau de surface/ eau interstitielle - végétaux- animaux

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Méthode

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Méthode

• Extraction sélective.

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Cd0.0%

20.0%

40.0%

60.0%

80.0%

100.0%

120.0%

140.0%

160.0%

180.0%

Sol P39 (-14,5cm)

oxyde de fer

acido-soluble

soluble

échangeable

Méthode

• Un extractant est il propre à une faction du sol?

HNO3 est utilisé pour l’extraction totale , et représente donc 100%.

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Les normes

Éléments Normes (en ppm de matière sèche)

Cd 2

Zn 300

Pb 100

Remarque: il n’existe pas de nos jours une réglementation sur l’arsenic. Selon une étude anglaise on considère qu’une teneur de plus de 50 microgrammes par litre d’eau est une contamination importante.

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Usine Rassuen

• Usine désaffectée – Fermeture en 1988

• Spécialisée au début dans la production de soude, puis en 1928 production d’engrais.

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Points de prélèvements65-66-72

• Sol 65• Eau et sédiments 66 • Sol et racine72

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Les métaux les plus mobiles sont le Cadmium et le Zinc

Sols 65 et 72

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Eau - Sédiments 66 et 72

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Comparaison sol – racine au point 72

Bioaccumulation du plomb et de l’arsenic dans la racine

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Point de prélèvement39

Sol 39

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L’arsenic est le métalloïde le plus présent dans le sol 39 à 62cm

Sol 39

Le plomb est le métal le plus échangeable aux deux profondeurs

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Point de prélèvement77

Sol et racine 77

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Sols 77

L’arsenic est le métalloïde le plus présent dans le sol 77

L’anti-moine est le métal le plus échangeable

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Racine 77

Relation entre fraction échangeable et biodisponibilité mise en évidence

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Point de prélèvement69-70

• Sol, feuille et racine 69• Racine et feuille 70

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Sol 69

L’arsenic, et le plomb sont les métaux les plus présents dans le sol 69

L’antimoine est le métal le plus échangeable

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Racine et feuille 69 - 70

Plante 69: plante grasse

Plante 70: plante sèche, un peu cramé

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Conclusion usine Rassuen

• Mobilité différente selon la nature du sol

• Biodisponibilité augmente avec la fraction échangeable

• Bioaccumulation dans les végétaux

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Proximité de l’usine d’ArcelorMittal

• Aciérie possédant des hauts fourneaux

• Métaux susceptibles de contaminer les zones:–Pb, As, Sb (impuretés des constituants de

l’acier)–Zn (traitement anti corrosion de l’acier)

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Point de prélèvementEau 1

Eau et alevin 1

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Eau et alevin 1

Les polluants présents dans l’eau sont assimilés par l’alevin

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Sol 5

Point de prélèvement5

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Sol 5 – Surface, intermédiaire et profond

Migration des métaux de la surface vers le sol en profondeur

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Différence de concentration entre la surface, le sol intermédiaire et le sol profond

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Conclusion ArcelorMittal

• Pollution par voie diffuse, concentration totale de polluants en surface et plus faible en profondeur

• Les polluants contenus dans l’eau sont biodisponibles

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Axes d’amélioration

• Mesure du pH des sols:– Joue un rôle important dans la mobilité des

métaux– Intérêt pour la détermination de la CEC

• Adapter les extractants pour les métalloïdes:– l'octylmercaptan primaire et le dodécyl

mercaptan tertiaire pour l’antimoine

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Conclusion

• Lien établit entre la fraction échangeable, la mobilité et la biodisponibilité

• Bioaccumulation dans les végétaux et les animaux

• Accumulation dans les sols ( lixiviation, sédimentation)