Mise en évidence de contaminations métalliques historiques à partir de l'étude d'enregistrements sédimentaires de lacs de haute montagne

Highlighting of historical heavy metal contaminations recorded in sediments of high mountain lakes

• Auteur / Autrice : Sébastien Aries
• Direction : Mireille Lussiaà-Berdou-Polvé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie de surface
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plomb

Sédiments (géologie) -- Analyse

Eaux continentales -- Pollution par les métaux

Mots clés libres

Enregistrements sédimentaires

Pollutions métalliques

Lac de haute montagne

Isotopie du plomb

Analyses ICP-MS

Interférences oxydes

Ablation laser

Résumé

Les enrichissements en métaux traces et les rapports isotopiques de Pb dans les enregistrements sédimentaires de lacs de haute montagne (Aumar et Orédon, Massif du Néouvielle, Hautes-Pyrénées, France) nous permettent d'identifier des contaminations historiques anthropiques. Nous mettons en évidence une contamination en Pb et Sb, contemporaine de la période romaine, provenant vraissemblablement de l'exploitation des mines du Sud-ouest de l'Espagne. La période d'exploitation des mines de Pb argentifère allemandes (13ème siècle) se traduit aussi par des enrichissements en Pb et Sb. Nous observons des enrichissements en Zn, As, Sb et Pb (fin 19ème) et en Ni, Cu, Zn, et Pb (années 1970), consécutivement au développement industriel. L'utilisation des essences plombées et leur progressif abandon sont aussi visibles. Ces lacs ont donc enregistré une pollution globale, mais aussi des impacts de l'activité humaine dans la Vallée. Ainsi, l'aménagement hydroélctrique (1900-1950) et la création de la digue a perturbé le régime sédimentaire du lac d'Aumar et le lac d'Oléron a enregistré une contamination métallique, essentiellement en Ni et Cu (1930-40), consécutive à la construction du barrage de Cap de Long. Parallèlement, cette étude présente de nouveaux développements autour de l'ICP-MS portant sur : (i) la correction des interférences poly-atomiques (oxydes) lors du dosage des métaux de transitions, (ii) la mesure de rapports isotopiques de Pb avec une précision suffisante pour discriminer les différentes sources de Pb (anthropique/naturel), (iii) l'analyse multi-élémentaire de sédiments directement à partir du solide, par ICP-MS couplé à une source laser.

Trace metal enrichment factor values and lead isotopic ratios recorded in sediments of high mountain lakes (Aumar et Orédon, Massif du Néouvielle, Hautes-Pyrénées, France) allow us to identify anthropic historical contaminations. Pb and Sn contamination, dated back to the roman period, are probably originating fom mining activities in the south west of Spain. Lead-silver mining activities fom Germany (13th century) are correlated to Pb and Sb (seventies) are the consequence industrial development. The use of leaded gasoline and its decrease are also observed. These lake sediments have recorded large scale heavy metal contaminations but also local anthropic activities of the valley. Hydroelctric development of the valley (1900-1950) and the creation of an artificial dam disturbed the sedimentary conditions of lake Aumar. Lake Oredon sediments recorded Ni and Cu contaminations (1930-40) as a consequence of the buildingof the Cap de Long dam. This study also presents new ICP-MS developments : (i) correction of poly-atomic oxide interferences when determining transition elements, (ii) precise enough Pb isotopic ratios for discriminating Pb sources (anthropic vs natural), (iii) direct multi-element analyses in sediment matrix laser ablation -ICP-MS.