Comportement des métaux traces dans le bassin versant de l'Orne. Variabilité saisonnière et bilan des transferts (1994-1995)

Trace metals chemistry in the Orne river, France. Seasonal variability and chemical fluxes (1994- 1995)

¹ Ecole Normale Supérieure, Département de Physique, B.P. 209, Martil, Tétouan, Maroc
² Centre de CNRS, 24 rue du tilleul, Université de Caen, 14032 Caen Cedex

Résumé

De septembre 1993 à décembre 1995, une étude relativement complète portant sur les variations saisonnières des concentrations et des flux des contaminants inorganiques en traces a été menée sur le bassin de I'Orne. Ce bassin, de taille moyenne (2900 km²), constitue un atelier remarquable de par son régime hydroclimatique et sa géomorphologie contrastés. Les prélèvements ont été effectués à la station exutoire N 11 du bassin ainsi qu' en dix stations du réseau hydrographique, correspondant notamment aux discontinuités lithologiques et hydrologiques. Les analyses présentées ont essentiellement porté sur les teneurs en métaux traces (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) des eaux et des particules de cette station. Les concentrations particulaires des métaux Cu, Cr et Ni reflètent globalement les teneurs observées dans les substrats naturels. Par contre, le Cd, le Pb et le Zn montrent des teneurs importantes (8 à 17 fois la moyenne de fleuves mondiaux considérés peu contaminés). Cette contamination est confirmée par les valeurs du facteur d'enrichissement calculées pour les sédiments de fond. Les coefficients de distribution moyens (K_d) sont comparables à ceux observés dans d'autres fleuves mondiaux (log K_d) : Cd = 0,5; Cu = 4,9; Cr = 4,8; Pb = 5,4; Zn = 5,0; Ni = 5,1. Ils montrent que les concentrations sont essentiellement liées à la matière particulaire. L'étude a montré que les stratégies de surveillance et de calcul des flux polluants doivent être adaptées aussi bien au cycle hydrologique qu'aux variations des concentrations des MES.

Abstract

Data on seasonal concentration variations and annual fluxes for trace metals are presented for the Orne basin (Calvados, France): area 2900 km². The work is based on the monthly monitoring of 11 sites along the main river course; particularly at points of lithological and hydrographic discontinuity; the analysis focuses on the concentrations in dissolved and particulate trace elements (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn). The concentrations of most trace elements studied are similar to those in the bedrock. On the other hand, cadmium contamination appears high (8 times the mean for the world's unpolluted rivers); this is confirmed by the calculated enrichment factor values for bottom sediment. The trace metal concentrations show complex spatial variations. During floods, these concentrations are diluted. Median partitioning coefficients (Kd) are similar to those found in other world rivers (log Kd): Cd = 0.5; Cu = 4.9; Cr = 4.8; Pb = 5.4; Zn = 5.0; Ni = 5.1. They show that concentrations are essentialiy linked to the particulate matter. The study showed that strategies for monitoring and calculating pollutant fluxes must be well adapted not only to the hydrological cycle but also to variations in SM concentrations.