Géochimie des terres rares dans les sédiments d'un lac du bouclier canadien.

Bergeron, Jade (2014). Géochimie des terres rares dans les sédiments d'un lac du bouclier canadien. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 114 p.

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Résumé

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Les profils du pH et des concentrations en terres rares (Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb et Lu), Fe, Mn, AI, sulfate, sulfure, C organique et ions majeurs ont été déterminés, en juillet et en octobre 2011, dans les eaux interstitielles des sédiments d'un bassin de 22 m de profondeur sporadiquement anoxique (bassin B) d'un lac du Bouclier canadien et, en juillet 2012, dans celles des sédiments d'un bassin de 15 m de profondeur oxygéné en permanence (bassin A) du même lac. Les distributions verticales des teneurs en terres rares ont également été déterminées dans des carottes de sédiments prélevées aux mêmes sites, lesquelles avaient antérieurement été datées (210Pb, 137Cs) et analysées pour d'autres éléments. La modélisation thermodynamique des résultats suggère que les terres rares en phase aqueuse sont majoritairement complexées avec des acides fulviques dans les deux bassins. La modélisation du transport réactif des terres rares dans les eaux interstitielles avec une équation unidimensionnelle de conservation de masse permet d'autre part de définir des zones de fixation en phase solide et de solubilisation de terres rares dans la colonne de sédiments et de quantifier les taux nets des réactions. Au bassin B en juillet 2011, les terres rares étaient remobilisées dans les eaux interstitielles entre l'interface eau-sédiment et 5 cm de profondeur et diffusaient dans la colonne d'eau. La réaction de remobilisation la plus probable apparaît être l'oxydation au voisinage de l'interface eau-sédiment de la matière organique particulaire produite dans la colonne d'eau lors de la photosynthèse et à laquelle les terres rares s'associent. Par contre, au bassin B en octobre 2011 et au bassin A en juillet 2012, les terres rares diffusaient de la colonne d'eau vers le sédiment où elles étaient fixées en phase solide entre l'interface eau-sédiment et 10 cm de profondeur par un mécanisme qui n'a pas pu être clairement identifié. La séquestration des terres rares en phase solide lors de la précipitation d'hydroxyde d'aluminium (AI(OH)3(s)) dans les sédiments serait toutefois une hypothèse à explorer. Bien que cette étude montre clairement que les terres rares participent à des réactions lors de la diagenèse précoce des sédiments, les vitesses nettes des réactions estimées par la modélisation cinétique des résultats obtenus pour les eaux porales sont trop faibles pour entraîner une redistribution post-dépôt significative des éléments dans la colonne de sédiments et influencer ainsi les enregistrements sédimentaires. Il en découle que l'histoire chronologique du dépôt des terres rares dans les sédiments des bassins A et B du lac Tantaré a pu être reconstituée à partir de ces enregistrements. Celle-ci révèle que les terres rares se sont déposées aux bassins A et B à un taux plus élevé au cours du 20ᵉ siècle qu'au cours des deux siècles précédents, probablement en raison d'une retombée atmosphérique accrue de terres rares due à l'activité humaine et d'une lixiviation plus intense des terres rares du socle du Bouclier canadien résultant de l'acidification de ses eaux de surface.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Gobeil, Charles
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Tessier, André
Informations complémentaires:	Résumé avec symboles
Mots-clés libres:	géochimie; terre rare; sédiment lacustre; modélisation; transport réactif; eau interstitielle; lac; bouclier canadien
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	11 avr. 2014 21:22
Dernière modification:	17 juill. 2024 19:35
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/2106

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