M.-H.Tusseau-Vuillemin, R. Buzier, C. dit Méréiadec, I. Chardon, F. Elbaz-Poulichet, J.-L. Seidel, J.-M. Mouchel, et G. Varrault
Cemagref-QHAN, UMR Hydrosciences, Maison des sciences de l’eau, CEREVE- Université Paris Val de Marne
Depuis une vingtaine d’années, on considère que le paramètre explicatif de la biodisponibilité d’une solution métallique est la concentration en métal cationique libre, sauf exceptions notoires (e.g. le méthyl-mercure, les complexes de la glycine). Le FIAM (« Free Ion Activity Model », (Morel 1983)), puis le BLM (“Biotic Ligand Model”, (De Schamphelaere and Janssen 2002)), fournissent le cadre conceptuel d’interprétation de très nombreuses expériences portant sur la biodisponibilité des métaux en présence de ligands. La concentration en ion libre représente en fait la réactivité du métal par rapport à des ligands potentiels, parmi lesquels la membrane biologique. C’est ainsi que le formalisme de l’ion libre a pu être étendu à celui du modèle du ligand biologique qui représente l’organisme comme une collection de sites de complexation pour le métal. Ce modèle permet d’expliquer pourquoi les métaux sont également moins toxiques en présence de calcium, car le calcium entre en compétition avec le métal pour les sites biologiques. Bien que les concentrations en métaux libres soient généralement très faibles dans le milieu naturel (typiquement, dans le cas du cuivre, de l’ordre de 1%, (Xue, Oestreich et al. 1996)), c’est vraisemblablement là, plutôt que dans les stocks particulaires (pourtant plus importants), que l’impact biologique est à rechercher. Cette façon différente d’envisager la contamination métallique des eaux de surface est complémentaire de l’inventaire du contenu des sédiments et des matières en suspension, dans la mesure où ces stocks réagissent de façon continue avec la phase dissoute. De même, dans les eaux résiduaires urbaines, l’essentiel des métaux est associé aux matières en suspension, qui sont éliminées par décantation. Le devenir des fractions métalliques dissoute et labile au cours du traitement n’est que très peu documenté, en particulier du fait que les techniques de mesure n’étaient jusqu’à présent que difficilement applicables aux matrices organiques complexes que représentent les eaux usées. En 2004, nous avons cherché à décrire la variabilité spatiale de la spéciation des métaux selon un gradient amont-aval représenté par cinq stations d’échantillonnage. De plus, nous avons montré que la technique du gradient de diffusion en couche mince pouvait être utilisée dans les eaux urbaines résiduaires et permettait d’en établir la spéciation. Un bilan approfondi des différentes étapes du traitement réalisé à l’usine Seine aval a ainsi pu être réalisé, ainsi que l’évaluation des flux de métaux labiles apportés à la Seine par la station.