Numéro |
Hydroécol. Appl.
Volume 3, Numéro 2, 1991
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Page(s) | 241 - 256 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/hydro:1991203 | |
Publié en ligne | 1 mai 2007 |
Les mousses aquatiques, bioindicateurs du niveau de pollution chimique. Utilisation des mousses aquatiques dans une étude sur le transfert du mercure en tant que descripteur du fonctionnement hydrologique (échanges cours d'eau - nappe) en plaine d'Alsace
Laboratoire de Botanique, Laboratoire d'Hydrologie, U. E. R. de Sciences Pharmaceutiques, Université Louis Pasteur Strasbourg, B.P 24, 67401 lllkirch Cedex.
Des dosages de mercure (Hg) ont été effectués dans quatre espèces de Bryophytes aquatiques (Fontinalis antipyretica Hedw., Cinclidotus danubicus Schiffn. & Baumg., Cinclidotus nigricans (Brid.) Wijk & Marg., Amblystegium riparium Hedw.) prélevés dans le réseau hydrographique de la plaine rhénane d'Alsace. Les points de prélèvements ont été choisis en fonction de connaissances antérieures sur les modalités d'échange Rhin et affluents - nappe. Les résultats permettent d'opposer les mécanismes d'échange entre les deux principaux hydrosystèmes de la plaine (Rhin et III) et leur nappe riveraine ainsi que de confirmer les résultats antérieurs obtenus en utilisant d'autres traceurs (nitrates, chlorures et phosphates). Les rivières phréatiques situées à proximité du Rhin canalisé révèlent des teneurs importantes en Hg, ce qui démontre l'existence d'infiltrations directes des eaux du Rhin ( " filtrats rhénans") à travers le lit canalisé poreux (constitué de graviers et de sables) dans la nappe phréatique. Les secteurs à fortes infiltrations se situent à l'amont des barrages hydroélectriques à la hauteur des biefs de rétention d'eau. Ces secteurs sont donc particulièrement vulnérables à des pollutions “ historiques”, comme celle par le mercure (forte pollution dans la décennie 1970). L'aval des barrages au niveau des canaux de fuite constitue par contre et bien évidemment un site privilégié de drainage de la nappe. Dans le cas de la rivière III, tout le réseau phréatique du lit majeur ordinaire fonctionnel (champ d'inondation) est très peu contaminé par le mercure, bien que l'III le soit fortement. L'Ill, à l'inverse du Rhin draine ordinairement la nappe phréatique, du moins dan le secteur d'étude à la hauteur de l'axe Rhinau - Benfeld. En période de crue inondante elle assure la recharge de la nappe en eau d'excellente qualité grâce au système d'épuration efficace << sol-végétation >> que constitue le champ d'inondation : la rétention du mercure provenant des eaux d'inondation est très forte dans les sols riches en colloïdes.
Abstract
Mercury (Hg) levels in 4 species of aquatic mosses (Bryophytes) from the hydrographical system of the Alsace Rhine plaine were analysed (figure 1a , b, c). In function of river-characteristics the different sampling points presented different moss-species : (Fontinalis antipyretica Hedw., Cinclidotus danubicus Schiffn. & Baumg., Cinclidotus nigricans (Brid.) Wijk & Marg., Amblystegium riparium Hedw.). (table 1).
The selection of the sampling points was based on results obtained before
using different methods of water-quality-investigation and river-aquifer interaction (hydrological tracer Cl-; physico-chernical parameters: NO PO
; phytosociological bioindication based on the river macrophytes).
The results, average concentrations of Hg in the mosses (dry weight) sampled
during 1989 and 1990 (table II), show sectors of low (<0,05 mg Hg kg
and sectors of higher (maximum 0,25 mg Hg kg
contamination of the mosses from the groundwater-fed strearns (fig. 2).
High mercury levels in the bryophytes are associated to sectors where the
Rhine river injects contaminated surface-water through the channel bed of gravels into the aquifer. Low levels of Hg indicate non-contaminated and drainage sectors of the alluvial groundwater-table (fig. 3).
Sectors upstream the hydroelectric dams are highly vulnerable for the
'historical' mercury-pollution of the Rhine river at one hand, and also for pollutions by persistant toxic pollutants at the other hand. The level of the retention basins are about 5 to 15 m higher than that of the groundwater-table. The mass of the water-column produces the infiltration of contaminated river-water through the gravel-bed of the regulated Rhine river (fig. 3).
In the case of the III, highly contaminated by Hg, the functional floodplain
is still flooded every year. In opposition to the Rhine river, the III doesn't transfer srface-water through the river bed. When the III is flooding, it apports high quality water to the groundwater-table. The system " soil-vegetation" of this floodplain purifies the floodwater : the col-
loïdes of the soil (clay, limon) retains the mercury and other cations.
© EDF, 1991
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