Villeneuve d’Ascq, 18 mars 2005

VLIZ

Spatial and Temporal Assessment of high Resolution Depth profiles

Using novel Sampling Technologies

Vlaams Institute voor de Zee Université des Sciences et Technologies de Lille Vrije Universiteit Brussel

Devenir des polluants contenus dans les sédiments fluviaux et marins en zone transfrontalièreLot van de polluenten in fluviatiele en mariene sedimenten in grensoverschrijdende zones

5 sites de prélèvement :

Localisation des sites de prélèvements présélectionnés

Belgique

« Bassin Rond »

Deulemont

Menen Warneton

Helkijn

Helkijn et Bassin Rond (Escaut)Warneton (Lys)

Menen (Lys)Deulemont (Deule)

Campagnes communes

VUBUSTL

20 octobre 2004

Prélèvements et échantillonnage

N2

Car

otte

Extraction de l’eau interstitielle :Nitrates, sulfates, phosphates, ammoniumMétaux majeurs et tracesAlcalinité, sulfures, carbone organiquePhase solide :Métaux majeurs et traces, sulfures, carbone organique

Métaux majeurs et traces (DET+DGT)Nitrates, sulfates, phosphates, ammonium (DET)

pH, potentiel redox, oxygène dissous

Déploiement des sondes DET et DGT sur le terrain

10 carottes (VUB + USTL)

Campagne sur la Lys du 20/10/04 (Warneton, Belgique)

2. Etude de l’eau interstitielle par centrifugation

4-1. carottes4-2. terrain

3. Etude de l’eau interstitielle par les DET / DGT

3-1. sels nutritifs3-2. métaux

4. Etude de la phase solide

5-1 métaux5-2. sulfures particulaires5-3. carbone organique

1. Paramètres généraux : pH, potentiel, O2 dissous

Paramètres généraux : pH, potentiel, O2 dissous

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

-600 -400 -200 0

E en mV

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

6,5 7 7,5 8

pH

Concentration en O2 (ppm)

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

0 1 2 3 4

Pro

fon

deu

r (m

m)

profil 1 profil 2

profil 5 profil 6

potentiel pH O2 dissous

Potentiel faible dès la surface (-150 mV à -1 cm)pH relativement constant sauf en surface

Conditions réductrices assez marquées dès la surfaceVariations liées aux activités diagénétiques

Oxygène disparaît généralement au bout de 3 mm

Confirmation de la mise en place de l’anoxie assez rapidement

Etude de l’eau interstitielle par centrifugation

sels nutritifs : nitrates, sulfates, phosphates et ammonium

-32

-28

-24

-20

-16

-12

-8

-4

0

0 50 100 150

conc. en mg/l

prof

. en

cm sulfates

-32

-28

-24

-20

-16

-12

-8

-4

0

0 1 2 3 4 5 6

conc. en mg/l

prof

. en

cm

nitratesUSTLnitratesVUB

-32

-28

-24

-20

-16

-12

-8

-4

0

0 25 50

conc. en mg/l

prof

. en

cm

phosphates

-32

-28

-24

-20

-16

-12

-8

-4

0

0 50 100 150 200

conc. en mg/l

prof

. en

cm

ammoniumVUB

sulfates nitrates phosphates ammonium

Diminution rapide des teneurs en sulfates et nitrates

Consommation rapide par les bactéries pour oxyder la matière organique : activité diagénétique importante

Augmentation des teneurs en phosphates avec un max à – 8cm

Phosphates souvent liés aux oxydes de fer : à confirmer avec le profil du fer

métaux

Etude de l’eau interstitielle par centrifugation

-30

-26

-22

-18

-14

-10

-6

-2

2

0 5 10

conc. en mg/l

prof

. en

cm

FeUSTL

FeVUB

-30

-26

-22

-18

-14

-10

-6

-2

2

0 0,5 1 1,5

conc. en mg/l

prof

. en

cm

MnUSTL

MnVUB

-30

-26

-22

-18

-14

-10

-6

-2

2

0 5 10

conc. en µg/l

prof

. en

cm

CoUSTL

CoVUB

-30

-26

-22

-18

-14

-10

-6

-2

2

0 10 20

conc. en µg/l

prof

. en

cm

NiUSTL

NiVUB

Fer Manganèse Cobalt Nickel

Augmentation des teneurs en fer et manganèse avec la profondeur

Réduction des oxydes de fer et de manganèse

Comportement du Co assez similaire à celui du Mn

Affinité du Co avec les oxydes de manganèse

Bonne similitude entre les profils VUB et USTL : confirmation des précédentes campagnes

Etude de l’eau interstitielle par les DET / DGT

Métaux DET “carottes”

Métaux DET “carottes” / “terrain”

Fe

-13

-9

-5

-1

0 50000 100000

conc. in µg/l

dept

h cm

DETVUBlabo

DETUSTLlabo

Mn

-13

-9

-5

-1

0 500 1000 1500

conc. in µg/l

dept

h cm

DETVUBlabo

DETUSTLlabo

Co

-13

-9

-5

-1

0 5 10

conc. in µg/l

dept

h cm

DETVUBlaboDETUSTLlabo

Bonnes comparaisons entre les 2 équipes

Remobilisation du Fe et du Mn avec la profondeur

-14

-10

-6

-2

2

0 500 1000

conc. en µg/l

pro

f. e

n c

m

Mn labo

Mnterrain

-14

-10

-6

-2

2

0 25000 50000 75000

conc. en µg/l

pro

f. e

n c

m

Fe labo

Feterrain

-14

-10

-6

-2

2

0 2 4

conc. en µg/l

pro

f. e

n c

m

Co labo

Coterrain

Différences importantes entre les profils carottes et terrain pour Fe et Mn

Incidence de la température sur l’activité bactérienne : augmentation de l’activité bactérienne

Concentrations plus élevées en Fe par DET que par centri : phénomène déjà observé et en cours d’étude

Etude de l’eau interstitielle par les DET / DGT

Métaux DGT “carottes”

Métaux DGT “carottes” / “terrain”Co

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

0 0,5 1

conc. en µg/l

pro

f. e

n c

m

DGTVUBlabo

DGTVUBterrain

Mn

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

0 250 500

conc. en µg/l

pro

f. e

n c

m

DGTVUBlabo

DGTVUBterrain

Fe

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

0 5

conc. en mg/l

pro

f. e

n c

m

DGTVUB labo

DGTVUBterrain

Métaux analysés par DGT non affectés par le

phénomène

Augmentation de la température ne semble pas affecter la fraction labile

Co

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

0 0,5 1

conc. en µg/l

pro

f. e

n c

m

DGTUSTLlabo

DGTVUBlabo

Fe

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

0 5

conc. en mg/l

pro

f. e

n c

m

DGTUSTLlabo

DGTVUBlabo

Mn

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

0 250 500

conc. en µg/l

pro

f. e

n c

m

DGTUSTLlabo

DGTVUBlabo

Bonne comparaison entre les profils des 2 équipes pour

les DGT

Etude de la phase solide

métaux

-20

-16

-12

-8

-4

0

0 20000 40000

conc. µg/g

dept

h (c

m)

Fe

-20

-16

-12

-8

-4

0

0 500

conc. µg/g

dept

h (c

m)

Mn

-20

-16

-12

-8

-4

0

0 1000 2000

conc. µg/gde

pth

(cm

)

Zn

-20

-16

-12

-8

-4

0

0 200 400

conc. µg/g

dept

h (c

m)

Pb

-20

-16

-12

-8

-4

0

0 10 20

conc. µg/g

dept

h (c

m)

Cd-20

-16

-12

-8

-4

0

0 100 200

conc. µg/g

dept

h (c

m)

Cu

Globalement, teneurs assez constante avec la profondeur

Diminution faible des teneurs en Zn, Cr, Pb

avec la profondeur

concentrations 2 à 10 fois supérieures aux

concentrations de référence (Agence de l’Eau)

Contamination assez marquée du site

Etude de la phase solide

Sulfures particulaires (AVS / CRS)

Carbone Organique Particulaire (COP)COP

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

0 2 4 6

% CO

prof

. (cm

)

COP

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

0 2000 4000 6000 8000

conc. en mg/kg séd sec

AVS

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

0 5000 10000

conc. en mg/kg séd sec

CRS

Diminution des teneurs en sulfures avec la profondeur jusque -20 cm

et ensuite augmentation (correspond avec la diminution en

fer observée)

Formation de sulfures de fer en profondeur

Diminution des teneurs en carbone organique avec la profondeur

Dégradation de la matière organique avec

la profondeur (consommation par les

bactéries

Conclusions et perspectives

Site assez pollué (dans la moyenne des rivières du Nord de la France et de la Belgique

Activité diagénétique assez importante

Site intéressant pour la réalisation d’un modèle

Nombreuses données

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