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Déposition et mobilité de Ag dans les sédiments de lacs du bouclier canadien.

Quirion, Renée (2004). Déposition et mobilité de Ag dans les sédiments de lacs du bouclier canadien. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 90 p.

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Résumé

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L'argent est un métal doté de plusieurs propriétés physiques et chimiques qui lui permettent d'être utilisé dans une multitude d'applications. Il s'agit également de l'un des métaux traces les plus toxiques pour les organismes aquatiques. Il peut être émis dans I'atmosphère par divers processus tels que l'extraction minière, le raffinage des métaux, l'incinération des rebuts, les émissions des cimenteries et lors des procédés industriels de recyclage des composantes électroniques et électriques. Le transport atmosphérique des métaux peut s'effectuer sur de longues distances et ces derniers peuvent parfois atteindre des sites très éloignés des sources d'émissions et ainsi contaminer des plans d'eau à des échelles régionales ou globales. Le transport atmosphérique d'argent est cependant peu connu. Comme I'argent a tendance à s'adsorber sur les particules en suspension dans l'eau, on prévoit qu'une proportion importante de ce métal déposé à la surface des lacs atteigne les sédiments. On s'attend ainsi à ce que les sédiments lacustres archivent les tendances de déposition de ce métal. Notre travail vise essentiellement à établir l'historique de la déposition atmosphérique de I'argent dans des sédiments de deux lacs: le lac Tantaré (situé dans une réserve écologique à environ 40 km au nord ouest de la ville de Québec) et le lac Vose (situé dans le parc d'Aiguebelle, à environ 25 km de la fonderie Horne de Rouyn-Noranda). La détermination des tendances historiques de déposition de l'argent présente un grand intérêt dans le contexte de la gestion environnementale, surtout en absence de monitoring des concentrations de ce métal. En effet, les profils historiques d'argent sédimentaires devraient permettre de juger du succès de la mise en application des politiques de réduction des émissionsa tmosphériquesd e ce métal. Le déchiffrage des enregistrements sédimentaires de métaux pour en extraire les tendances historiques de déposition n'est cependant pas toujours simple. En effet, les profils de métaux sédimentaires qu'on mesure sont façonnés par plusieurs processus physiques (ex. diffusion), chimiques (ex. réactions rédox) et biologiques (ex. bioturbation et bioinigation) qui se produisent simultanément lors de la déposition du métal ou après que celle-ci ait eu lieu; on qualifie ces processusd e diagénétiques.P our cette raison, la reconstitution de la chronologie de déposition de Ag dans les deux lacs a exigé: i) un choix judicieux des sites d'échantillorutage pour maximiser I'importance relative des apports atmosphériques et minimiser les processus de bioturbation et bioinigation; ii) le prélèvement de carottes de sédiments qui ont été datées par la méthode du 210Pb et analysées pour Ag ainsi que pour Al, Fe, Mn et Corg; iii) le prélèvement d'eau interstitielle par dialyse in situ et son analyse pour Ag et pour les cations et anions majeurs, le carbone organique, les sulfures et le soufre élémentaire; iv) l'utilisation d'un modèle diagénétique de transport-réaction; v) une bonne connaissance de la communauté benthique au site d'échantillonnage. On montre que le mélange des sédiments par les animaux benthiques est négligeable dans le lac Vose, qui devient anoxique en été, ainsi que dans le lac Tantaré, qui supporte une faible communauté benthique. Cette propriété, qui résulte du choix des sites d'échantillonnage dans les deux lacs, facilite la détermination des tendances temporelles de déposition de Ag. Par ailleurs, l'utilisation du modèle diagénétique de transport-réaction a permis de montrer que les processus de diagenèse influencent peu la distribution de Ag dans les deux lacs. Ces deux observations nous permettent d'affirmer que les profils d'argent sédimentaire mesurés reflètent assez fidèlement la chronologie de déposition de Ag dans les deux lacs étudiés. Les teneurs d'argent mesurées dans les eaux interstitielles du lac Tantaré varient entre 11 et 24 pM alors que celles du lac Vose se situent entre 1 et 10 pM. Les profils de concentrations sédimentaires de Ag obtenus dans les deux lacs ont pour leur p.art une allure similaire; les niveaux naturels de base sont semblables (0.62 + 0.04 nmole.g-1 au lac Tantaré; 0.6 + 0.3 nmole.g-l au lac Vose) et les teneurs augmentent lentement à partir du milieu des années 1800 pour ensuite culminer à la fin des années 1970 et diminuer graduellement jusqu'à aujourd'hui. Bien que les l'évolution temporelle de Ag dans les deux lacs soit comparable, les sédiments du lac Vose sont significativement enrichis en Ag par rapport à ceux du lac Tantaré. En effet, l'inventaire d'argent anthropique calculé pour la colonne sédimentaire du lac Vose (5.1 nmole.cm-2) indique que les sédiments y sont 3 fois plus contaminés en argent que ceux du lac Tantaré( 1.7 nmole.cm-2). De même, le flux d'accumulationm aximum de Ag enregistré dans les sédiments du lac Vose (150 pmole.cm-2.an.-1; 977) équivaut à 4 fois celui du lac Tantaré (36 pmole.cm-2.an-1; 1980). Les flux de déposition actuels d'argent, mesurés à la surface des sédiments sont plus modestes, mais demeurent quand même bien au-delà des niveaux naturels de base en atteignant des valeurs de 60 pmole.cm-2.an-1 au lac Vose et 22 pmole.cm-2.an-1 au lac Tantaré.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Tessier, André
Co-directeurs de mémoire/thèse: Gobeil, Charles
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: diagénétique; argent; sédiment; Ag; lacs; bouclier canadien
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 21 nov. 2012 16:48
Dernière modification: 17 mars 2016 13:55
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/390

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