Spéciation des contaminants métalliques en milieu estuarien : Intérêt de la modélisation et application au cadmium | Speciation of metal contaminants in estuarine environment: lnterest of modeling and application to cadmium

In estuarine environment, cadmium has a nonconservative behavior. It can be present under various species: dissolved (mineral and organic complexes), colloidal and particulate forms (adsorbed, precipitated), or integrated by various mechanisms in the organisms. This distribution is the result of processes (physical, chemical and biological) which are controlled by many factors (salinity, pH, Eh, nature and concentration of suspended matter, primary production). Geochemical modeling is a very useful approach to understand the dynamics of this type of contaminant, especially in the complex systems which are the estuaries. A speciation model was used to simulate the measurements taken (dissolved and particulate Cd) during various cruises carried out in the Seine, Loire and Gironde estuaries. The model was built starting from the knowledge obtained on the field. Experiments (in laboratory and "in situ") were necessary to check the validity of the assumptions of the model and to evaluate certain model parameters which cannot be measured directly. The results of the validation indicate that in spite of its simplifications, the model reproduces in a satisfactory way the Cd dissolved / particulate distributions measured. With a predictive aim, this type of model must be coupled with a hydrosedimentary transport model.

En milieu estuarien, le cadmium a un comportement de type non conservatif. II peut être présent sous différentes espèces : dissoutes (libre, complexes minéraux et organiques), colloïdales, particulaires (adsorbé, précipité...), ou intégrées par différents mécanismes dans les organismes. Cette distribution est le résultat de processus (physiques, chimiques et biologiques) qui sont contrôlés par de très nombreux facteurs (salinité, pH. Eh. nature et concentration des matières en suspension, production primaire...). La modélisation géochimique est une approche très utile pour comprendre la dynamique de ce type de contaminant, notamment dans les milieux complexes que sont les estuaires. Un modèle de spéciation a été utilisé pour simuler les mesures effectuées (Cd dissous et particulaire) lors de différentes campagnes réalisées dans les estuaires de la Seine, de la Loire et de la Gironde. Le modèle a été bâti à partir des connaissances acquises sur le terrain (mesures conjointes de Cd dissous et particulaire et des variables explicatives). Des expériences (en laboratoire et "in situ") ont été nécessaires pour vérifier la validité des hypothèses du modèle et évaluer certains paramètres du modèle non mesurables directement (par exemple : cinétique de l'adsorption, densité de sites surface, constante de complexation des sites actifs, fraction particulaire non échangeable...). La comparaison des résultats des simulations et des mesures indique que malgré ses simplifications, le modèle reproduit de façon satisfaisante le comportement de Cd lors du transit estuarien. Les écarts observés sont surtout liés à l'évaluation des paramètres de sorption des particules (notamment aux faibles salinités) et de la fraction de Cd particulaire échangeable (paramètre d'autant plus sensible que les teneurs en MES sont élevées). Dans un but prédictif, ce type de modèle doit être couplé a un modèle de transport hydrosédimentaire.