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Circulation du mercure entre les sédiments, l'eau et les macrophytes enracinés.

Leblanc, Claude (1988). Circulation du mercure entre les sédiments, l'eau et les macrophytes enracinés. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 230 p.

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Résumé

Lors d'évaluations d'état de la contamination de l'environnement, les plantes et les sédiments sont souvent utilisés comme indicateurs. Cependant, la qualité de ces deux types d'échantillons est souvent évaluée séparément. La présente étude propose une approche qui permet l'élaboration d'un schéma global du transport du mercure entre les sédiments, l'eau et les macrophytes enracinés. L'approche utilisée est systémique et se base essentiellement sur l'étude de la qualité du milieu et des relations entre les trois compartiments. Les échantillons ont été récoltés sur la rivière Saint-Maurice, en face de la municipalité de Shawinigan. Les industries chimiques, les usines de pâtes et papiers et les eaux usées municipales sont les principales sources de contamination sur cette rivière. Les campagnes d'échantillonnage se sont déroulées en trois étapes au cours desquelles les opérations suivantes furent réalisées: i) choix des stations et des espèces et pré-échantillonage (été 1984), ii) essai des dialyseurs en milieu lotique (automne 1984), iii) échantillonnage final des eaux, des sédiments et des plantes (été 1985). Les espèces étudiées sont Potamogeton epihydrus et Sparganium sp. L'échantillonnage d'été 1984 a révélé que les sédiments de la rivière sont principalement constitués de sable fin et grossier, et contiennent des débris et des fibres de bois qui enrichissent les sédiments en matériel organique. Les concentrations en mercure dans les sédiments et les plantes sont supérieures aux limites de détection et sont différentes d'une station à l'autre. L'analyse des différentes parties de plantes chez P. epihydrus montre que les rhizomes sont partout plus contaminés que les parties vertes et qu'il y a une relation positive entre les concentrations en mercure dans les sédiments, les rhizomes et les parties vertes. Les analyses d'eau de surface et interstitielle récoltée à l'automne 1984 ont démontré des concentrations en mercure supérieures à la limite de détection. Ces concentrations étaient toutefois très variables en fonction de la profondeur. Ce sont principalement les données récoltées à partir de l'échantillonnage d'été 1985 qui ont servi pour l'élaboration du schéma de circulation du mercure. Le schéma initial proposé est basé sur l'hypothèse que le mercure analysé dans les parties souterraines provient des sédiments et que celui analysé dans les tiges et les feuilles provient de l'eau de surface. L'influence de la qualité physico-chimique du milieu sur la prise en charge du mercure par la plante de même que les phénomènes possibles de translocation du mercure ont ensuite été pris en considération. Il ressort de l'étude que: i) les plantes concentrent plus fortement le mercure là où les concentrations en mercure sont les plus élevées dans les sédiments et l'eau interstitielle, et là ou les sédiments sont de granulométrie plus grossière; ii) la proportionalité entre les concentrations en mercure dans les sédiments et les parties souterraines chez les deux espèces est meilleure dans la zone anoxique que dans la zone oxique; iii) il n'y a pas de relation entre les concentrations en mercure dans l'eau interstitielle et les parties souterraines; iv) les variabilités spatiale (1985) et temporelle (1984-1985) des concentrations en mercure dans les sédiments sont liées statistiquement aux concentrations en manganèse (variabilité temporelle uniquement) et en fer dans les sédiments; v) dans l'eau de surface, les concentrations en mercure dissous varient dans le même sens que le pH et les concentrations en chlorures; tandis que dans l'eau interstitielle, ce sont le carbone organique dissous, le fer et les sulfures qui varient dans le même sens que les concentrations en mercure. Les schémas globaux de circulation du mercure ont été construits en tenant compte des principaux sites de prise en charge, des facteurs qui régissent la prise en charge du mercure par les différentes parties de plantes et des principales voies de migration du mercure à l'intérieur des plantes. Selon ces schémas, une partie du mercure absorbé chez P. epihydrus à partir des sédiments anoxiques serait ensuite transportée vers les feuilles. L'absorption du mercure par les tiges à partir de l'eau de surface serait fonction du pH et de la concentration en chlorures. Il y aurait peu ou pas du tout de translocation par la suite. Les feuilles absorberaint très peu de mercure à partir de l'eau de surface et la translocation acropète serait un processus qui expliquerait les concentrations analysées dans les feuilles. Chez Sparganium sp., une partie du mercure absorbé par les racines à partir des sédiments anoxiques serait transporté vers les feuilles. Ce transport acropète serait fortement impliqué dans l'état de contamination des feuilles puisque celles-ci absorberaient très peu le mercure à partir de la colonne d'eau.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Couture, Pierre
Co-directeurs de mémoire/thèse: Campbell, Peter G.C.
Mots-clés libres: mercure; sédiment; eau; macrophytes enracinés; plante aquatique; carbone; fer; manganèse; Potamogeton epihydrus; rivière; Sarganium
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 05 déc. 2013 14:40
Dernière modification: 23 nov. 2015 21:23
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1832

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