Author: Lucie Monnin Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
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La resuspension de sédiments contaminés peut entraîner le relargage d'éléments traces métalliques (ETM) dans la phase dissoute. Pour anticiper le risque de remobilisation des ETM lors de la vidange des retenues de barrages et créer un modèle géochimique permettant de prédire ce risque, des expériences de resuspension de sédiments provenant de trois retenues ont été réalisées pendant une semaine dans un réacteur. Le pH et le potentiel redox ont été suivis en continu et des échantillons ont été prélevés afin de mesurer l'évolution des ETM dissous. Trois grandes tendances d'évolution des ETM ont été mises en évidence et ne sont pas modifiées par les variations des masses de sédiment en suspension (entre 2 et 9 g/L): 1) Cr, Cd et Zn ne sont pas relargués. 2) Mn, Fe Co, Pb, ainsi que As pour deux retenues, augmentent puis diminuent au cours du temps. Ces éléments sont contrôlés par les oxyhydroxydes de Fe et de Mn et l'évolution du potentiel redox dans la solution. 3) Mo, Al, ou As pour une retenue, continuent d'augmenter à la fin des expériences, révélant des processus de relargage plus lents et une stabilisation dans la phase dissoute. Dans les trois retenues, As est l'élément le plus fortement et durablement relargué. Ces données expérimentales ont été utilisées pour calibrer un nouveau modèle géochimique développé par EDF sur ECOLEGO, intégrant la cinétique des réactions d'échange des ETM entre la phase dissoute et trois types de phases solides: les oxydes, les particules organiques et les carbonates. La calibration des paramètres cinétiques permet de bien reproduire les évolutions temporelles des concentrations qui augmentent (relargage) puis diminuent (piégeage).
Author: Nicolas Layglon Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Les éléments traces métalliques arrivant dans le milieu marin s'accumulent naturellement dans les sédiments. En zone portuaire, ces sédiments peuvent être remis en suspension dans la colonne d'eau par des phénomènes naturels (houles, tempêtes...) et/ou anthropiques (trafic maritime, activité de dragage). En particulier, la Méditerranée Nord-occidentale représente un lieu d'échanges maritimes conséquents, engendrant des évènements de remise en suspension d'origine anthropique fréquents, tout en étant peu soumise à l'influence des phénomènes naturels liés aux marées. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse consistaient à étudier le potentiel de remobilisation des éléments traces lors d'évènements de remise en suspension afin d'apporter des connaissances contribuant à mieux prédire et ainsi mieux gérer le risque associé. Les cinétiques de transferts des ETMMs, étudiés lors d'expérimentations en laboratoire, ont été précisées à la lumière de la variabilité des contextes portuaires. Le transfert des ETMMs durant les 5 premiers jours de remise en suspension est apparu déterminé principalement par des processus abiotiques. La compréhension de ces processus a permis d'expliquer partiellement les observations de terrain réalisées lors d'une étude d'impact d'une opération de dragage.
Author: Beatriz Louriño Cabana Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 268
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Le comportement des éléments traces métalliques (ETM) a été étudié dans deux systèmes aquatiques très différents, mais fortement contaminés par d’anciennes activités minières et métallurgiques. Le premier site d’étude se situe dans deux rivières Norvégiennes (Raubekken et Vorma). Les concentrations en Cu, Fe et Zn dans deux rivières ont été déterminées par voltamétrie à l’aide d’un système automatisé développé par le NTNU (Norwegian University of Science and Technology). Le résultat le plus marquant de cette étude est la variabilité journalière de ces trois métaux dans la Vorma, avec des maxima de concentrations décalés dans le temps. Le second site d’étude se situe dans le canal de la Deûle à proximité de l’ancienne usine Métaleurop. Bien que les particules en suspension et les sédiments soient fortement contaminées en plomb, zinc et cadmium, ilapparaît globalement que la qualité de l’eau filtrée est bonne. A l’interface eau-sédiment, l’oxydation de la matière organique biodégradable et la réduction conjointe des oxydes de fer et de manganèse conduisent à une libération importante des ETM dans les eaux interstitielles de surface. Pour autant, les valeurs des flux diffusifs et benthiques des ETM du sédiment vers la colonne d’eau restent faibles par rapport à leurs variations journalières de concentration constatées dans la colonne d’eau. En hiver, le suivi continu du zinc a montré que l’augmentation des concentrations survient plusieurs heures après la remise en suspension de sédiments alors qu’au printemps, les variations de température entre le jour et la nuit ainsi que celles de l’activitéphytoplanctonique sont probablement à l’origine de cycles journaliers.
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AFIN D'IDENTIFIER L'ORIGINE, LE DEVENIR ET LA DISPONIBILITE BIOLOGIQUE DES ELEMENTS ADSORBES SUR LES SEDIMENTS DE RIVIERES, LA SPECIATION DES ELEMENTS ALCALINS (RB, CS), ALCALINO-TERREUX (SR, CA), METAUX (FE, MN, CO, PB), ACTINIDES (TH, U) ET L'ENSEMBLE DES LANTHANIDES A ETE DETERMINE SUR 37 ECHANTILLONS DE MATIERES EN SUSPENSION ET DE SEDIMENTS DE FOND PROVENANT DE RIVIERES D'ARGENTINE, DU BRESIL, DE FRANCE ET DU MAROC GRACE A UNE NOUVELLE METHODE D'EXTRACTION SEQUENTIELLE. CETTE METHODE, QUI COMPTE 7 ETAPES, DISSOUT ET SEPARE DIFFERENTES LES FRACTIONS DE L'ECHANTILLON, SUSCEPTIBLES D'ETRE AFFECTEES PAR UN CHANGEMENT DE CONDITIONS PHYSICO-CHIMIQUES, SELON L'ORDRE SUIVANT : ELEMENTS SOLUBLES A L'EAU, REELLEMENT ECHANGEABLES, LIES AUX CARBONATES, LIES AUX OXYDES DE MANGANESE, LIES AUX OXYDES DE FER AMORPHES, LIES AUX OXYDES DE FER CRISTALLINS ET LIES AVEC LA MATIERE ORGANIQUE. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE LES ELEMENTS APPARTENANT A UNE MEME FAMILLE CHIMIQUE ONT LES MEMES SITES D'ADSORPTION PREFERENTIELS. LES ALCALINS SONT PRINCIPALEMENT ASSOCIES AVEC LA FRACTION RESIDUELLE. LES ALCALINO-TERREUX SONT PRINCIPALEMENT CONTROLES PAR LES FRACTIONS ECHANGEABLE ET CARBONATEE. LES METAUX SONT PRINCIPALEMENT LIES A LA FRACTION REDUCTIBLE. DE MEME, LES ACTINIDES SONT ESSENTIELLEMENT ASSOCIES AVEC LA FRACTION REDUCTIBLE BIEN QUE L'URANIUM SOIT AUSSI PARFOIS CONTROLE PAR LES CARBONATES. ENFIN, LES LANTHANIDES, QUI NE POSSEDENT PAS TOUS LES MEMES SITES PREPONDERANTS D'ADSORPTION, SONT ESSENTIELLEMENT ASSOCIES AUX OXYDES DE FER, AUX CARBONATES ET A LA MATIERE ORGANIQUE. LES ANOMALIES DES DIAGRAMMES DE DISTRIBUTION DES TERRES RARES DANS CHAQUE FRACTION LESSIVEE VARIENT EN FONCTION DES CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DE LA PHASE AQUEUSE DE L'ENVIRONNEMENT AQUATIQUE.
Author: Mariam Hamzeh Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages :
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The present work is a part of TOXSEINE project included in “Seine-aval IV Program”. The main focal points of the research are: study of the behavior and the toxicity of trace metals at water-sediment interface of the Seine estuary. Our work is conducted on different sites along the estuary reaching the mudflat of the river. The following study has revealed high levels of metal contamination in Seine sediment especially with Hg, Cd, Cu, Pb, Zn particularly in the upstream river. Other part of the work is devoted for the study of the disponibility and toxicity of metals by calculation of toxicity index and the use of bioessay (Microtox test). The accumulated trace metals in sediment represent a source of pollution and a potential threat to aquatic ecosystem especially during their release due to sediment resuspension caused by tide effect, traffic boat and dredging activities. For these reasons, the mobility of ETM is studied taking into consideration: adsorption phenomena, desorption, kinetics of metal release. The results have indicated an important lability of metals (Cd, Pb, Cu) and positive correlation between the chemical contamination and the biological response.
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Les activités anthropiques entraînent une contamination des sédiments de rivière en de nombreux polluants et en particulier en éléments traces métalliques (ETM). Si la majorité des ETM se retrouvent piégés dans les sédiments, ceux-ci peuvent être remobilisés et passer en solution dans certaines conditions physico-chimiques et sous l'action des microorganismes autochtones. Les métaux relargués peuvent alors constituer un danger potentiel pour les organismes vivants dans les sédiments et dans la colonne d'eau. Dans le cas des sols, l'impact de l'activité microbienne autochtone sur la mobilité des ETM a souvent été rapporté. Cependant une telle activité de solubilisation n'a été que rarement étudiée dans le cas des sédiments. Une telle connaissance est pourtant importante pour la prédiction du comportement des métaux contenus dans les sédiments et la gestion de ces derniers, notamment lors de leur stockage suite aux opérations de dragage. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse a été de comprendre et d'évaluer l'importance de certains des processus microbiens et chimiques de mobilité des ETM dans les sédiments en conditions anaérobies. La première phase de notre étude qui a consisté à incuber des sédiments de Seine et de Marne en milieu anaérobie dopé en glucose avait pour objectif d'étudier la corrélation entre le métabolisme microbien et le comportement des métaux en solution et dans les sédiments. Dans ces conditions opératoires, une forte solubilisation du fer et du manganèse (sous forme réduite) associée à une solubilisation de métaux traces (Co, Cu, Ni) a été mise en évidence, ce qui a laissé supposer l'intervention de bactéries ferri-réductrices dans les phénomènes observés. Une activité fermentaire importante a été observée et caractérisée par la production d'acides organiques majoritaires tels que les acides acétique et butyrique. Un tel résultat souligne l'importance des bactéries fermentatrices dans les phénomènes de dissolution observés. La deuxième étape de ce travail a consisté à confirmer l'importance de l'activité ferri-réductrice et à en identifier les acteurs principaux. Les analyses moléculaires menées ont montré que les bactéries ferri-réductrices majoritairement identifiées, appartiennent aux espèces Clostridium butyricum et Paenibacillus polymyxa. L'utilisation d'un modèle géochimique nous a permis de montrer que les voies métaboliques supportant la réduction du fer et la mobilité des métaux étaient les fermentations butyrique et acétique. La troisième étape a consisté à comparer les impacts directs (réduction enzymatique) et indirects (propriétés des acides organiques produits) de Paenibacillus polymyxa et Clostridium butyricum sur la mobilité du fer, du manganèse et des autres métaux. Une telle étude a montré que les acides organiques produits (acétique, lactique, succinique, propionique et butyrique) ont un très faible impact sur la solubilisation aux pH rencontrés dans les sédiments et que la réduction enzymatique microbienne est le principal mécanisme de dissolution des éléments métalliques en milieu anaérobie.
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Les activités humaines peuvent entraîner une pollution en éléments traces métalliques (ETM) des sédiments fluviaux. Une partie de ces ETM peut être remobilisée et constituer un danger pour les organismes vivants. L'objectif de cette thèse a été de comprendre et d'évaluer l'importance de certains processus microbiens et chimiques de mobilité des ETM en conditions anaérobies. Des sédiments de Seine et de Marne ont d'abord été incubés afin d'étudier la corrélation entre le métabolisme microbien et le comportement des métaux. Une forte solubilisation des métaux associée à une activité fermentaire a été observée avec la production d'acides organiques. L'importance de l'activité ferri-réductrice a ensuite été mise en évidence avec l'identification de Clostridium butyricum et Paenibacillus polymyxa. Enfin, les impacts directs (réduction enzymatique) et indirects (propriétés des acides organiques produits) de P. polymyxa et C. butyricum sur la mobilité des ETM ont été comparés. Il en résulte que la réduction enzymatique microbienne est le principal mécanisme de dissolution des ETM en milieu anaérobie.
Author: Denis Baize Publisher: Editions Quae ISBN: 9782738009937 Category : Technology & Engineering Languages : fr Pages : 584
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Ce livre expose des travaux scientifiques récents, applications au plan local de méthodes d'intérêt général : possibilités, limites des techniques modernes et précautions à prendre ; études de cas dans lesquels les raisonnements de la pédologie et les caractéristiques des sols permettent l'interprétation des teneurs en éléments traces. En quatre parties - écosystèmes peu anthropisés, sols agricoles modérément contaminés par des pratiques courantes, sols fortement contaminés par des activités industrielles et méthodes de réhabilitation, étude de la mobilité des éléments traces dans les sols et de leur biodisponibilité - un ouvrage destiné à un large public d'ingénieurs de disciplines diverses.
Author: Marie Ponthieu Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 16
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Les problèmes de pollution des sols par des éléments traces métalliques étant de plus en plus nombreux, il est important de comprendre le comportement des métaux au sein de ces sols et d'appréhender leur transfert. Cette compréhension passe par une description des interactions entre ces éléments et les principaux compartiments réactifs des sols (matière organique, oxydes de fer et de manganèse et argiles). L'objectif de ce travail était de développer une approche basée sur la combinaison de plusieurs modèles pour l'étude de la Spéciation des éléments traces métalliques dans le sol et la solution du sol. Les modèles utilisés pour décrire les interactions des métaux avec les principales phases reactives du sol sont CD-MUSIC (oxydes de fer amorphes et cristallisés), NICA-Donnan (matière organique et oxydes de manganèse) et un modèle d'échange cationique basé sur .la convention de Gaines Thomas (argiles). Ce travail implique dans un premier temps la définition de constantes permettant de décrire les interactions des métaux étudiés (Cd, Cu, Pb et Zn) avec les oxydes de fer et de manganèse, une partie de ces informations n'étant pas disponible dans la littérature. La combinaison de ces modèles a été appliquée à deux sites naturels. Le premier est situé dans le Nord de la France à proximité d'une usine pyrométallurgique, il est contaminé en métaux par dépôts atmosphériques et le deuxième, situé en Bretagne est contaminé en cuivre et en zinc par épandage intensif de lisier porcin. Les résultats de la modélisation ont été comparés avec des résultats analytiques (extractions chimiques sélectives, utilisation d'une membrane échangeuse de cations et études EXAFS réalisées au cours de travaux antérieurs), afin de valider l'approche utilisée.
Author: Ludovic Lesven Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 55
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La contamination de l'environnement aquatique par les éléments traces métalliques (ETM) est un des problèmes majeurs auxquels est confrontée la société actuelle. Ces métaux transitent dans la colonne d'eau avant de s'accumuler dans les sédiments où ils sont impliqués dans de nombreuses réactions biogéochimiques susceptibles de modifier plus ou moins fortement leur spéciation et donc leur (bio)disponibilité pour l'ensemble du réseau trophique. C'est au sein de ces problématiques centrées sur le devenir des ETM dans l'environnement aquatique que s'oriente ce travail de recherche. Inscrites dans le programme européen INTERREG-III Stardust, nos recherches ont été menées principalement dans trois sites d'études transfrontaliers franco-belge: l'Escaut, la Lys et !'Espierre. La distribution des ETM dans les sédiments des 3 sites a mis en évidence une forte contamination par le cadmium. Cependant, ces sédiments sont caractèrisés par un bon piégeage des ETM par les sulfures (principalement Cd, Cu, Pb et Zn) et dans une moindre mesure Ni et Co, plus labiles. Différents indices de qualité des sédiments et des eaux interstitielles ont ici été utilisés et ont montré que les sédiments de l'Espierre paraissaient peu toxiques en raison des fortes teneurs en AVS alors que les eaux interstitielles l'étaient davantage à cause d'une dureté relativement faible. D'autre part, la mise au point de DGT-AgI pour la mesure des sulfures a été mise en application et a permis de mettre en évidence l'effet saisonnier sur la production de sulfures dans les sédiments de la Mer du Nord. Parallèlement à ces recherches, le développement de microélectrodes d'or a finalement permis de suivre en continu dans la colonne d'eau, la concentration en Zn et Pb à des concentrations de l'ordre du ppb et des essais ont été réalisés directement dans le sédiment.
Author: Lucie Monnin
Author: Nicolas Layglon
Author: Beatriz Louriño Cabana
Author: LYDIA.. LELEYTER
Author: Mariam Hamzeh
Author: Catherine Gounou
Author: Catherine-G
Author: Denis Baize
Author: Marie Ponthieu
Author: Ludovic Lesven