Axe 3 : État de pollution des sols des bassins versants proches

Gilles Montavon  Pays de la Loire
Action 3.2 Transport Béatrice Béchet
sous-action 3.2.1 Analyse des colloïdes Anne Piscitellli

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Analyse des colloïdes

Méthode


La caractérisation des colloïdes présents dans les eaux souterraines de la décharge comporte une détermination de la taille des particules (Øygard and Gjengedal, 2007) et de la spéciation physique des éléments trace métalliques en relation avec les éléments majeurs (ions, carbone organique)  (Baun and Christensen, 2004).. L'évaluation de la taille des colloïdes est réalisée par diffraction de la lumière (granulométrie laser, technique de LIBD (Laser-induced Breakdown detection)). Des filtrations et ultrafiltrations couplées à des analyses chimiques des différentes fractions obtenues permettent d'accéder à des corrélations entre ETM et éléments majeurs (Rapti-Caputo and Vaccaro, 2006).

Applications et Résultats


dans le réseau de piézomètres existants (3 points) ont eu lieu (cf. action 3.1.1.). Les paramètres des mesures en granulométrie laser ont été validés (puissance et durée des ultrasons). Les résultats montrent qu'une fraction colloïdale est bien présente dans les eaux prélevées avec un D50 à 4 µm et une répartition bimodale (0,5-1 µm (nombre majoritaire) et 3-7 µm) (granulométrie laser).  La méthode LIBD est appliquée aux fractions obtenues par ultrafiltration (particules inférieures à 1,2 µm). La majeure partie des colloïdes est dans ce cas détectée dans une fraction comprise entre 100 kDaltons et 0,45 µm, donc de taille inférieure à ce qui est obtenu par la technique plus classique. Ce résultat souligne la difficulté à définir les tailles de colloïdes sur des systèmes complexes. Les principaux ETM présents dans les eaux souterraines sont l'arsenic, le nickel et le zinc. Les fractions particulaires et colloïdales sont quantifiées après filtration et ultra-filtration et comptent pour 60 à 90% de la teneur totale selon l'ETM. Des corrélations fortes sont mises en évidence entre l'arsenic, le zinc et le fer. La spéciation particulaire des éléments métalliques peut expliquer en partie la rétention des ETM dans les matériaux alluvionnaires sous la décharge, participant ainsi aux mécanismes régissant le devenir des polluants.


Concentrations totales en éléments trace métalliques dans les lixiviats du cœur de la décharge de la Prairie de Mauves (piézomètres 11et 7) et dans les eaux souterraines en aval immédiat (piézomètre5)


Références bibliographiques utilisées


Baun, D. L. & T. H. Christensen (2004). Speciation of Heavy Metals in Landfill Leachate: A Review. Waste Management & Research, 22(1), 3-23.

Lotram, Y. (2012). Méthodologie d'étude multi-échelle du transport de polluants dans les sols urbains. Application à une ancienne décharge de déchets municipaux sur Nantes. Thèse de doctorat, Ecole Centrale de Nantes, pp. 301.

Øygard, J. K., E. Gjengedal & R. O. (2007). Size charge fractionation of metals in municipal solid waste landfill leachate. Water Research, 41(1), 47-57.

Rapti-Caputo, D. & C. Vaccaro (2006). Geochemical evidences of landfill leachate in groundwater. Engineering Geology,85(1-2), 111-121.



Productions scientifiques


Coulon A., 2014, Évaluation du rôle des fractions colloïdales dans le transfert de polluants métalliques dans les eaux souterraines du site de la Prairie de Mauves - Mise en œuvre d'une méthode de fractionnement couplé à différentes techniques de caractérisation physique et chimique, rapport scientifique de contrat post-doctoral, 65 pages.

Coulon A., Bechet B., Piscitelli A., Montavon G., Le Guern C., 2014, Caractérisation des colloïdes des eaux souterraines d'une ancienne décharge, Journées scientifiques du GFHN, 25-26 novembre, Angers.

Lotram Y., Bechet B., Le Guern C., Lassabatere L., Andrieu H., 2012, Contamination of groundwater by landfill leachates - Fine alluvial deposits as lithologic parameter reducing contaminant transport, International conference on Contaminated Site Management in Europe, Nancy, Oct. 22-24th