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Nouveau modèle analytique pour une meilleure estimation des flux nets annuels en métaux dissous. Cas du cadmium dans l’estuaire de la Gironde

New computation for a better estimation of the annual dissolved metal net fluxes. The case of the cadmium in the Gironde estuary

¹ UMR 5805 EPOC, Université Bordeaux/CNRS, Allée Geoffroy Saint Hilaire Bat B18N, CS 50023, 33615 Pessac Cedex, France gerard.blanc@u-bordeaux.fr

² Onepoint, 28 avenue Léonard de Vinci, 33600 Pessac, France
³ Université de Grenoble Alpes, CNRS, IRD, Grenoble INP, IGE, 38000 Grenoble, France

Résumé

Malgré d’importants efforts d’aménagement initiés en 1987 et 2007 et la diminution consécutive des émissions issues du bassin versant de la Gironde, les teneurs en cadmium (Cd) présentent dans les huîtres de l’aval de la Gironde restent supérieures à la norme de consommation (5 mg/kg, p.s., CE). Des concentrations en cadmium dissous ont été mesurées dans les eaux de surface collectées dans l’estuaire de la Gironde au cours de neuf campagnes océanographiques (2014–2015). Les concentrations théoriques en cadmium dissous (Cd_d⁰) et les flux nets journaliers de Cd_d ont été obtenus, selon la méthode de Boyle. Ils confirment une diminution de la pollution en Cd par paliers décennaux, correspondant à celle observée dans les huîtres girondines grâce au réseau national de surveillance des contaminants prioritaires. Cette observation invalidant les précédentes méthodes d’estimation des flux nets annuels, nous proposons un modèle empirique original appliqué aux quatre dernières décennies et basé sur quatre fonctions exponentielles tronquées. Chaque fonction est représentative d’une situation distincte de la pollution du bassin versant relative aux principaux processus de remédiation entrepris au cours des quatre dernières décennies. Les résultats nous ont permis de proposer un abaque de quantification des flux nets annuels de Cd_d utilisant uniquement les données de débit moyen annuel. Ainsi, cette étude démontre l’efficacité de la géochimie de terrain pour obtenir une meilleure quantification de l’exportation de polluants dissous et biodisponibles, des bassins continentaux vers l’océan côtier.

Abstract

Despite major management efforts initiated in 1987 and 2007 and decreasing emissions in the Gironde watershed, cadmium (Cd) levels in oysters from the downstream Gironde estuary are still higher to the consumption limit (5 mg/kg, dw, EC). Dissolved Cd concentrations were measured in surface water collected in the Gironde estuary during nine cruises (2014 – 2015). The obtained theoretical (Cd_d⁰) concentrations and the daily net Cd_d fluxes, using the Boyle’s method, confirm a decadal stepping decrease of the Cd pollution corresponding to that observed in the oysters from the long term national monitoring for priority contaminants at the estuary mouth. As this observation invalidates the previous estimating methods for estimating annual net Cd_d fluxes, we propose an original empirical model applicable for the four last decades. This model is based on four exponential functions with defined boundaries for low water discharges. Each of them is representative of one distinct situation of Cd pollution in the watershed relative to major remediation processes implemented in the last four decades. These results allow to develop a direct estimation of the annual net Cd_d fluxes only based on the data of the annual mean discharge. Thus, this study demonstrates the strength of the field research in geochemistry to obtain a better quantification of the exportation of dissolved bioavailable pollutants from the continental watersheds to the coastal ocean.