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Géochimie et âge de l’eau souterraine en Estrie en relation avec les problématiques en arsenic et manganèse et la vulnérabilité des puits d’approvisionnement.

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Colléau, Élise (2020). Géochimie et âge de l’eau souterraine en Estrie en relation avec les problématiques en arsenic et manganèse et la vulnérabilité des puits d’approvisionnement. Mémoire. Québec, Maîtrise en sciences de la terre, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 298 p.

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Résumé

La caractérisation de la géochimie et des temps de résidence des eaux souterraines en Estrie (10 695 km² ) a permis d’améliorer la compréhension de ce système aquifère régional appalachien. L’écoulement de l’eau souterraine se fait régionalement dans le roc fracturé et localement dans les sédiments accumulés dans des vallées enfouies. Le portrait géochimique des eaux souterraines a été établi à partir d’une analyse multivariée de 19 paramètres physicochimiques pour 219 puits. Huit groupes d’eau sont ressortis de l’analyse ascendante hiérarchique et leur composition géochimique est expliquée par l’analyse en composante principale. Ces groupes d’eau forment deux classes distinctes : les eaux de recharge et les eaux évoluées géochimiquement. Certains groupes d’eau de recharge sont impactés par les activités anthropiques (urbaines et agricoles). Les eaux plus évoluées et l’eau de recharge la plus impactée par les activités anthropiques présentent des teneurs élevées en arsenic et manganèse liées à des conditions alcalines et réductrices. Pour l’eau potable, la concentration maximale acceptable de 0,01 mg/L pour l’arsenic est dépassée dans 8,2% des cas et la recommandation de 0,12 mg/L pour le manganèse est excédée pour 26% des puits. La spéciation de l’arsenic indique une prédominance de l’arséniate (As⁵⁺) mais l’arsénite (As³⁺) est majoritaire dans les conditions les plus alcalines et réductrices induites par des pollutions anthropiques. La géochimie et des indicateurs d’âge ( ¹⁴C, ³ H et CFCs/SF₆) ont permis d’évaluer la vulnérabilité et le risque de contamination pour 27 puits dont 15 puits d’approvisionnement municipaux. Les résultats mettent en évidence les puits municipaux qui nécessitent des actions de gestion de leurs aires de protection.

The characterization of groundwater geochemistry and residence time in the 10 695 km² Estrie Appalachian region was carried out to better understand the regional aquifer system. Groundwater flows regionally in fractured rock and locally in sediments accumulated in buried valleys. The groundwater geochemical profile was established with a multivariate analysis based on 19 physico-chemical parameters for 219 wells. Eight water groups emerged from clustering and their geochemical composition is explained by a principal component analysis. These water groups form two distinct classes: recharge water and geochemically evolved water. Some recharge water groups are impacted by anthropogenic activities (urban and agricultural). The more evolved water groups and the most impacted recharge water group have high levels of arsenic and manganese due to alkaline and reducing conditions. For drinking water, the maximum concentration limit of 0.01 mg/L for arsenic is exceeded for 8.2% of samples, while the 0.12 mg/L recommendation for manganese is exceeded for 26% of samples. Arsenic speciation indicates a predominance of arsenate (As⁵⁺) in groundwater but arsenite (As³⁺) is prevalent under the most alkaline and reducing conditions induced by anthropogenic pollution. Geochemistry and age indicators (¹⁴C, ³ H and CFCs/SF₆) were used to assess the vulnerability and risk of contamination for 27 wells, including 15 municipal supply wells. Results indicate which municipal wells require the active management of their well head protection areas.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Lefebvre, René; Vergnaud, Virginie
Co-directeurs de mémoire/thèse: Bordeleau, Geneviève
Mots-clés libres: eau souterraine; Appalaches; géochimie; temps de résidence; hydrogéologie régionale; arsenic; manganèse; vulnérabilité; puits d’approvisionnement; groundwater; Appalachians; geochemistry; residence time; regional hydrogeology; manganese; vulnerability; supply wells
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 03 févr. 2021 19:36
Dernière modification: 06 oct. 2021 15:06
URI: https://espace.inrs.ca/id/eprint/11234

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