Spéciation des éléments métalliques en milieu estuarien et quantification des flux vers le plateau continental

par Matthieu Waeles

Thèse de doctorat en Chimie marine

Sous la direction de Pierre Le Corre.

Soutenue en 2003

à Brest .


  • Résumé

    Le comportement des différentes formes chimiques du fer, du cuivre, du plomb et du cadmium a été étudié dans la zone de mélange eau douce-eau salée le long du gradient salé en liaison avec les variations des caractéristiques hydrologiques et biogéochimiques. Deux systèmes possédant des caractéristiques très différentes ont été retenus la Penzé (Bretagne, Manche Occidentale) qui présente un faible débit et qui est soumis à un brassage vertical intense (système homogène) et la Loire qui présente un débit élevé et dont les eaux s’écoulent dans une zone (plateau continental Nord Gascogne) où le brassage vertical est peu intense (système stratifié). Un effort important a aussi été consacré à la mise au point de méthodes d’analyse des métaux spécialement adaptées au milieu marin. Des méthodes électrochimiques utilisant la chronopotentiométrie comme technique de redissolution ont été développées. Nos résultats montrent des comportements similaires pour le plomb, le cuivre et le cadmium dans les deux systèmes étudiés. Le plomb subit une coprécipitation importante avec les hydroxydes de fer. Le cuivre désorbe généralement des particules organiques pour former des complexes organiques hydrophobes. Le cadmium lié aux oxydes de fer et de manganèse désorbe pour former des cholorocomplexes ou des complexes organiques. Nos résultats indiquent aussi qu’au cours du cycle saisonnier, les apports des différentes formes chimiques métalliques au milieu marin dépendent fortement des variations des caractéristiques hydrologiques et biogéochimiques du système. Il est important de prendre en compte ces modifications de l’état du métal pour établir des bilans fiables en métal exporté.

  • Titre traduit

    Trace metals speciation in estuaries and quantification of fluxes to the continental shelf


  • Résumé

    The behaviour of various chemical species of iron, copper, lead and cadmium was studied along the whole salinity gradient as a function of hydrological and biogeochemical variations. Our investigations were focused on two systems with very different properties: the Penzé (Britanny, Western Channel) and the Loire-North Biscay Continental Shelf. The former is characterised by a 10w freshwater discharge and well-mixed waters, whereas the latter shows a high freshwater discharge and waters flowing to the North Biscay Continental Shelf where the waters are stratified. A great effort was also devoted to the development of methods based on stripping chronopotentiometric electrochemistry for metal analysis in the marine environment. Our experimental results highlighted similar behaviours for lead, copper and cadmium in both systems : i) Lead was highly coprecipitated by hydrous oxides iron ; ii) Copper was generally desorbed from organic particles and made complexes with non-polar hydrophobic organic ligands ; iii) Cadmium associated with hydrous oxides of iron and manganese desorbed and formed cholorocomplexes or organic complexes. We also showed that fluxes of the various chemical metal species to the marine environment over the seasonal cycle are highly dependent on the hydrological and biogeochemical variations of the system under study. Taking into account these changes in the metal state is paramount for further reliable monitoring of exported metal traces.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (202 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 185-198

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  • Cote : M-141020040001
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