Étude du mouvement de l'eau et du transfert réactif du nitrate dans les sols volcaniques du bassin versant élémentaire de la Loma, Mexique

Study of water and nitrate reactive transfer in the volcanic soils of la Loma elementary catchment in Mexico

• Auteur / Autrice : Blanca Lucia Prado Pano
• Direction : Michel Esteves, Céline Duwig
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des milieux géophysiques et environnement
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Structure

Andosols

Nitrates

Résumé

La compréhension des processus qui participent au devenir du nitrate dans les sols volcaniques du bassin élémentaire de « la Loma », est essentielle afin de répondre aux interrogations concernant l'impact des activités agricoles sur la qualité des eaux et définir des stratégies de protection des ressources en eau du bassin de Valle de Bravo. Ce dernier, à activités majoritairement agricoles, approvisionne pour 15% des besoins en eau potable de la zone métropolitaine de la ville de Mexico. Le sol de « la Loma» est un Andosol, avec une minéralogie caractérisée par des composants amorphes comme l'allophane. Le sol présente une charge variable, dont sont responsables les allophanes et la matière organique. L'adsorption du nitrate dans le sol, étudiée de façon statique et dynamique, est linéaire et instantanée dans l'intervalle de concentrations étudiées (4 à 20 mM). La structure du sol et la géométrie du réseau poral influent fortement le transport des solutés. Le labour affecte la structure et le réseau poral des 30 premiers cm du profil de sol. Les essais d'infiltrométrie ont mis en évidence deux comportements différents dans le profil de sol: en surface aucune méthode d'analyse n'a marché du fait de la forte variation spatiale des propriétés de sol suite aux activités agricoles; en profondeur la conductivité hydraulique varie de 0. 006<K<0. 02 mm S. 1 à 30 cm à K<0. 01 mm 5. 1 à partir de 55 cm. Les activités agricoles diminuent la capacité d'adsorption anionique du sol. Dans les horizons profonds où la capacité naturelle de retenir le nitrate n'est pas altérée, la présence de flux préférentiel accélère le transport du nitrate.

Understanding nitrate fate processes in the volcanic soils of an elementary catchment "La Loma", is necessary to evaluate the impact of agricultural activities on the water quality and to define strategies to protect the water resources of the Valle de Bravo basin. This agricultural basin provides 15% of drinking water supplied to the metropolitan zone of Mexico City. The soil of "La Loma" is an Andosol, with a mineralogy characterized by amorphous constituents like allophane. The soil presents variable charge; where allophane and organic matter are the main contributors. Nitrate adsorption in the soil, studied in a static way and dynamic way, is linear and instantaneous in the concentrations range studied (4 to 20 mM). Soil structure and pore network geometry strongly influence the fate of dissolved nutrients. Solute transport through packed and intact columns shows two different behaviors: physical equilibrium and non-physical equilibrium respectively. Tillage practices affect the structure and the pore network of the first 30 cm of the soil profile. Infiltrometry tests highlighted two different behaviors in the soil profile: at the soil surface none of the analysis methods gave good results due to the high spatial variability of the soil properties following the agricultural practices; in depth the hydraulic conductivity varies from 0. 006<K<0. 02 mm 5. 1 at 30 cm depth to K<0. 01 mm S. 1 below 55 cm depth. The agricultural activities decrease the soil anion exchange capacity. Ln the deeper horizons, where the natural capacity to retain nitrate is not affected, the presence of preferential flow accelerates nitrate transport.