Bilan géochimique du transport des éléments traces métalliques dans le système fluvial anthropisé Lot-Garonne-Gironde

Abstract

Le système fluvial Lot-Garonne est affecté par une pollution chronique polymétallique issue du drainage de terrils miniers par le Riou-Mort, un affluent du Lot. Sur la base d'une banque de données couvrant plus d'une décennie de mesures mensuelles des concentrations métalliques nous proposons un modèle empirique d'estimation des flux annuels de Cd à l'estuaire de la Gironde. Nous avons calculé que le Riou-Mort contribue jusqu'à 47 % (Cd), 20 % (Zn), 4 % (Cu) et 9 % (Pb) des flux bruts de la Garonne à l'estuaire de la Gironde. Notre étude montre que l'oxydation des sulfures des terrils miniers contrôle complètement les fortes concentrations de la fraction <0,2 µm des éléments traces métalliques (ETM) du Riou-Mort qui sont 400 (Zn) et 1200 (Cd) fois supérieures aux concentrations du Lot en amont de la pollution. Les résultats d'extractions sélectives montrent que dans le système Lot-Garonne, la spéciation particulaire des ETM est dominée par la fraction résiduelle, à l'exception de Cd, Zn, Mn. Dans le Riou-Mort, Zn et Cd sont associés à la fraction "échangeable" et montre le plus fort potentiel de mobilisation. Dans le Lot et la Garonne ils apparaissent moins mobilisables car principalement associés à la matière organique et/ou aux sulfures et aux carbonates. L'étude de la diagenèse précoce dans des sédiments de barrages a montré une superposition des réactions de minéralisation de la matière organique ; cette minéralisation étant majoritairement conduite par les oxydants secondaires. Toutefois, les réactions de diagenèse précoce n'ont pas semblé affecter significativement l'enregistrement sédimentaire historique de la pollution polymétallique dans les sédiments du Lot. Les profils des concentrations particulaires des ETM, chronologiquement recalés (137Cs), permettent de suivre les changements majeurs de l'activité industrielle responsable de la pollution. Les stocks de polluants métalliques des sédiments du Lot ont été estimés : ~10 000 t de Zn, ~1000 t de Pb, et ~300 t de Cu. Enfin, notre étude propose des valeurs du bruit de fond géochimique régional (en mg.kg-1) : 57 (V), 54 (Cr), 8,6 (Co), 19 (Ni), 17 (Cu), 81 (Zn), 0,56 (Cd), 31 (Pb), 10 (Th) et 2 (U).