Atelier apports contaminants septembre 2007 ATELIER APPORTS CONTAMINANTS

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

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 55 ans 2 ans 100 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)

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

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. Particulate concentration (ppm) Rhone 2001 -2003 Start of Flood Liquid discharge (m 3/s)

2) Les concentrations en métaux particulaires suivent des hysteresis pendant les crues reliées à celles des MES. SPM (mg/l) Crue de décembre 2003 8 -21 Nov 2002 Particulate Cr (ppm) Discharge (m 3/s) - November 2002 Rhone flood Chaque crue est “exceptionnelle” Les flux sont plus élevés durant la montée de crue

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

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 : facteur 10 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

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

« 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 ?

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

CONCLUSIONS Le Rhône constitue 90 % des apports liquides et solides au Gd. L, 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.

Estimations des 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 Ollivier 2006 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. Antonelli-Eyrolle 2005

Estimations des 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

Incertitudes complémentaires des estimations : Rôle du Petit-Rhône Pas de mesures de MES mais sa contribution 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.

Une autre manière de voir les choses

Kd= particulaire/dissous

Prélèvements et analyses rivières - Prélèvements manuels en Arles pour analyses des phases particulaires et dissoutes (uniquement Rhône) Suivi régulier (2003 -2004) + haute fréquence pendant certaines crues Suivi régulier (2001 -2004) + haute fréquence pendant les crues Suivi ponctuel (hors et pendant crues) - 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

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

Apports moyens en MES sur l’ensemble du Golfe Liquides Rhône : 93 % Total : 60. 3 Millions m 3 an-1 MES Rhône : 92 % Total : 7. 55 Millions t an-1 (2001 -2003) La proportion du Rhône varie suivant l’échelle de temps considérée