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ATELIER APPORTS CONTAMINANTS La seyne/mer APPORTS DE MÉTAUX PAR LE RHÔNE

Atelier apports contaminants - septembre 2007. O bservatoire R égional M éditerranéen sur l’ E nvironnement. ATELIER APPORTS CONTAMINANTS La seyne/mer APPORTS DE MÉTAUX PAR LE RHÔNE. O. Radakovitch Thésards: P. Ollivier, , V. Roussiez, . Flux de métaux dans le Rhône: 2001-2003 .

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ATELIER APPORTS CONTAMINANTS La seyne/mer APPORTS DE MÉTAUX PAR LE RHÔNE

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  1. Atelier apports contaminants - septembre 2007 Observatoire Régional Méditerranéen sur l’Environnement • ATELIER APPORTS CONTAMINANTS • La seyne/mer • APPORTS DE MÉTAUX PAR LE RHÔNE O. Radakovitch Thésards: P. Ollivier, , V. Roussiez,

  2. Flux de métaux dans le Rhône: 2001-2003 • Prélèvements manuels en Arles pour analyses des phases particulaires et dissoutes (50 échantillons environ). Analyse par ICP-MS et ICP-AES de: • Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Cr, Fer, Mn, Mg, As, Sb Grand Rhône River discharge and SPM concentrations 2001-2004 100 ans 55 ans 2 ans 50 ans Ces crues ont transportées de 2001 à 2003 en 12 % du temps : 24 % du flux liquide (11 à 38% par an) 83 % du flux solide (78 à 88% par an)

  3. Estimationsdes flux de MES– extrapolation temporelle - Les relations débit liquide - MES globales sont bonnes pour le Rhône: 2002-2004 (B. Rolland, 2006) 2001-2003 Ollivier 2006 Rolland 2006 Log MES = 2,15.log Débit – 5,49 (R2=0,85; n=85) Log MES = 2,17.log Débit – 5,40 (R2=0,87; n=101)

  4. Flux de métaux du Rhône: 4 points importants 1) Les concentrations en métaux particulaires décroissent avec l’augmentation du débit liquide et des MES jusqu’à des valeurs constantes. Rhone 2001-2003 Start of Flood Particulate concentration (ppm) Liquid discharge (m3/s)

  5. Crue de décembre 2003 8 -21 Nov 2002 Chaque crue est “exceptionnelle” Les flux sont plus élevés durant la montée de crue 2) Les concentrations en métaux particulaires suivent des hysteresis pendant les crues reliées à celles des MES. Particulate Cr (ppm) SPM (mg/l) Discharge (m3/s) - November 2002 Rhone flood

  6. As (Sb) Ni 3) Les concentrations en métaux dissous décroissent avec le débit liquide sauf pour As, Sb et Ni. Zn Dissolved concentrations (ppb) Discharge (m3/s)

  7. 4) Les flux de métaux sont régulés par les débits liquides et solides Concentrations en métaux dissous : facteur 3 Concentrations en métaux particulaire : facteur 2-3 Débit liquide : facteur 10 MES : facteur10 to 100 (mg/l) 500 to 2700 in mg/s Dans le Rhône, les crues ont transporté de 2001 à 2003: • 15-30 % des flux de métaux dissous, • 70-90 % des flux de métaux particulaires

  8. Teneurs en métaux particulaires des rivières du Golfe du Lion Pas de différence notable en concentrations sauf pour Cu (et Zn - Pb ?). 0,4 à 1 Radakovitch et al., 2007

  9. « Origine » des métaux particulaires dans les rivières : EF (enrichment factor) =[Metal/Cs] échantillon / [Métal/Cs] fond géochimique local Radakovitch et al., 2007 Zn, Pb, Cu et Cd Variations naturelles • le Rhône n’est pas plus « pollué » que les petites rivières •  impact du Cuivre « agricole » sur la Têt et l’Aude ?

  10. Apports par les rivières vs apports atmosphériques : Radakovitch et al., 2007 Flux particulaire (t/yr) Flux dissous (t/yr) Atmosphere Rivers Atmospheric deposits are the mean of Elbaz-Poulichet et al (2001) and Guieu et al (1997) estimates. Pour l’ensemble des rivières du GdL , 80 à 90 % des apports de métaux particulaires arrivent par le Rhône

  11. CONCLUSIONS Le Rhône constitue 90 % des apports liquides et solides au GdL, dont 13% par le Petit Rhône. Le Cr, Co et Ni particulaires ont des teneurs proches du « naturel », Pb, Zn, Cu et Cd ont une origine anthropique plus évidente. La variation des débits liquides et des MES contrôlent les flux de métaux dont les concentrations varient peu dans le temps. A l’échelle des trente dernières années, les crues ont transporté 55 à 65 % des MES du Rhône (B. Rolland, 2006). Il existe une grande variabilité des flux de MES apportés par les crues, sans paramètre régulateur simple (origine, durée…) Des estimations de flux au cours de la dernière décennie peuvent être faites en se basant sur les relations flux particulaires-flux dissous. Mais les crues doivent être suivies pour une estimation précise des flux entrants.

  12. Ollivier 2006 Antonelli-Eyrolle 2005 Estimationsdes flux de MES– rôle des crues Mais ces relations ne sont plus valables lors des crues : hystéresis et caractéristiques particulières à chaque crue, au moins pour le Rhône Les flux annuels peuvent donc se baser sur des relations log-log durant les débits usuels, mais on doit disposer de données pour interpoler pendant les crues.

  13. Estimationsdes flux de MES– rôle des crues Une partie des diverses estimations faites pour le Rhône: Rolland, 2006 1974-2004 : 5,4 ± 3 Mt/an Part des crues : 50 % Ollivier, 2006 2001-2003 : 7,25 Mt/an Variation sur ces 3 années de 4,8 (2001) à 11 Mt (2002) Part des crues : 83 % Pont et al, 2002 1961-1996 : 7,4 Mt/an Une gamme acceptable est 6 à 7 Mt/an sur les 30 dernières années, dont au moins la moitié au cours des crues

  14. Incertitudes complémentaires des estimations : Rôle du Petit-Rhône Pas de mesures de MES mais sa contribution est estimée à 13 ± 5 % à partir des débits liquides connus. Hétérogénéité spatiale des MES Le Rhône en aval d’Arles est caractérisé par une hétérogénéité des MES sur la section mouillée lors des crues qui entraîne une sous-estimation des flux solides réels d’environ 13 % par rapport aux flux estimés à partir de prélèvements proches de la berge et en surface (Antonelli, 2002 et 2004). Par contre, cette hétérogénéité est moins marquée en termes de concentrations de métaux sur les particules.

  15. Une autre manière de voir les choses

  16. Kd= particulaire/dissous

  17. Suivi régulier (2003-2004)+ haute fréquence pendant certaines crues Suivi régulier (2001-2004)+ haute fréquence pendant les crues Suivi ponctuel (hors et pendant crues) Prélèvements et analyses rivières • Prélèvements manuels en • Arles pour analyses des • phases particulaires et • dissoutes (uniquement Rhône) • Préparation des échantillons pour l’analyse des métaux au CEFREM ou • au CEREGE et analyse commune au LMTG (Toulouse) par ICP-MS. • Plomb, Cuivre, Zinc, Nickel, Cadmium, Cobalt, Chrome

  18. Et elles ont été estimées pour les petites rivières: Bourrin, Durrieu de Madron & Ludwig, 2006

  19. Apports moyens en MES sur l’ensemble du Golfe Liquides MES Rhône : 92 % Rhône : 93 % Total : 7.55 Millions t an-1 (2001-2003) Total : 60.3 Millions m3 an-1 La proportion du Rhône varie suivant l’échelle de temps considérée

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