Dynamique spatiale et temporelle de la spéciation du zinc en Seine.

DOI
https://doi.org/10.26047/PIREN.rapp.ann.2011.vol33

La spéciation des éléments métalliques dans les matières en suspension (MES) dans les fleuves est un paramètre majeur qui contrôle leur solubilité dans la colonne d’eau. En effet, les éléments métalliques transportés sous forme particulaire sont associés aux phases solides sous différentes formes, telles que l’incorporation dans la structure de phases minérales, l’adsorption sur des surfaces de minéraux, ou bien encore sous forme de complexes organiques associés à des macromolécules peu solubles ou des microorganismes. Les échanges entre ces phases solides et la phase aqueuse déterminent ainsi la solubilité des éléments métalliques qui y sont associés. Ces phases minérales et organiques porteuses des éléments métalliques peuvent être des témoins de l’origine des contaminations métalliques, qu’elles soient d’origine naturelle ou anthropique. Cependant, lorsqu’elles sont transportées par le fleuve, éventuellement déposées puis remises en suspension, ces phases solides et les formes chimiques des éléments métalliques qui y sont associées peuvent alors évoluer dans la colonne d’eau et dans les sédiments sous l’effet de changements des conditions physicochimiques et de l’activité biologique. Les résultats obtenus par notre équipe lors de la phase précédente du programme PIREN-Seine ont mis en évidence l’existence de phases solides de sulfure de zinc dans les particules en suspension prélevées dans la colonne d’eau oxique. Ce résultat original a été obtenu grâce à des procédures de prélèvement, de conservation et d’analyse des échantillons de matières en suspension qui permettent de préserver l’état d’oxydation des éléments chimiques dans l’échantillon, depuis son prélèvement jusqu’à l’analyse. Ce résultat met en évidence l’existence de formes chimiques du zinc formées en conditions anoxiques, dans un milieu propice à la sulfato-réduction, et qui, lors de leur transport, persistent pendant une durée encore mal définie, dans la colonne d’eau oxique. Les premiers résultats obtenus sur quelques échantillons prélevés en aval de Paris à Triel sur Seine avaient montré que la forme ZnS pouvait représenter jusqu’à 40% du Zn total dans les matières en suspensions. L’objectif principal de la présente étude est de quantifier ces formes chimiques originales du zinc et leurs variations spatiales et saisonnières en évaluant leurs proportions par rapport aux autres formes chimiques du zinc dans les matières en suspension. Cette étape est indispensable pour mieux évaluer l’importance et le représentativité des ces formes chimiques formées en conditions réductrices. Un des objectifs connexes, et non des moindres, est également d’identifier les différentes formes chimiques majoritaires du zinc dans les matières en suspension. Les résultats attendus concernent l’identification d’espèces chimiques du zinc qui puissent potentiellement être considérées comme des marqueurs de sources naturelles ou anthropiques du zinc, ainsi que comme des marqueurs éventuels de processus biogéochimiques ou physiques comme par exemple la resuspension de sédiments de fond.