Discrimination et traçage isotopique des sources anthropiques du mercure dans l’environnement

par Nicolas Estrade

Thèse de doctorat en Matériaux et environnement

Sous la direction de Olivier Donard.

Soutenue en 2010

à Pau .


  • Résumé

    Ce travail présente la composition isotopique du mercure (Hg) dans différents compartiments environnementaux récepteurs des émissions anthropiques ainsi que dans des systèmes industriels afin de discriminer et tracer les sources anthropiques dans l'environnement. Une première partie s'intéresse à l'analyse isotopique du Hg dans différentes matrices environnementales et matériaux de références. Ensuite, il rapporte les amplitudes de fractionnement isotopique dépendant et indépendant de la masse mesurées lors d'expériences sur l'évaporation du Hg et lors de sa réduction abiotique par les rouilles vertes. Une troisième partie s'intéresse aux fractionnements dépendants et indépendants de la masse pour tracer les sources anthropiques/naturelles. La composition isotopique du Hg mesurée dans des lichens en milieu urbain montre des gradients significatifs en fonction des zones géographiques permettant de conclure sur l'origine des sources de Hg atmosphériques. La composition isotopique du Hg mesurée dans des sols contaminés industriels et urbains indique que la signature de la source de contamination est préservée avec le temps et les conditions du sol permettant de tracer les sources de contaminations. Une quatrième partie rapporte des résultats réalisés sur un incinérateur de déchets en milieu urbain. La composition isotopique du Hg mesurée en sortie de cheminée indique que le Hg(II) susceptible de se déposer à proximité de la source présente uniquement des fractionnements dépendants de la masse alors que la fraction Hg0 peut présenter dans certaines conditions des fractionnement indépendants de la masse, donnant ainsi de nouveaux indices pour tracer les sources anthropiques du Hg dans l'environnement.      

  • Titre traduit

    Isotope tracing of anthropogenic mercury sources in the environment


  • Résumé

    This work reports the investigation of the mercury (Hg) isotopes composition in several environmental compartments and anthropogenic materials in order to use Hg isotopes to discriminate and trace anthropogenic contamination sources in the environment. First, this work summarizes results from isotopic analysis in multiple environmental matrices and reference materials. Secondly, it reports mass dependent and mass independent fractionation measured during experimental works of liquid Hg evaporation and abiotic reduction by green rust. A third part consists in showing how to use Hg isotope composition to discriminate and trace anthropogenic as well as natural sources. Hg isotope compositions measured in lichens from an urban area display significant range of mass dependent and mass independent fractionation characteristic of the geographical area that can be use to discriminate the atmospheric Hg sources (anthropogenic and atmospheric pool). Hg isotope compositions in contaminated and urban soils indicate that the isotope signature of the anthropogenic source was preserved with the time and the soils conditions. This demonstrates the potential use of Hg isotopes as tracer of anthropogenic sources. Finally, this work presents preliminary results on the Hg isotopic composition of fumes emissions of a municipal solid waste combustor located in an urban area. Isotope fractionation was found during the condensation of the fumes. The isotopic composition of the HgII fraction at the stack exhaust indicates mass dependent fractionation whereas the Hg0 fraction may be affected by mass independent fractionation giving novel insight for anthropogenic source tracing.      

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Informations

  • Détails : 1 vol. (X-224 p.)
  • Annexes : Bibliographie en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université de Pau et des Pays de l'Adour. Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
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