Des métaux dans le fonds du lac

Je vous avais parlé, dans un blog précédent, du cuivre que l’on trouvait dans les sédiments des cours d’eau, ceci dû à son utilisation en agriculture, mais également à son utilisation dans la construction.

Ce cuivre, accroché sur les particules et transporté par les eaux de pluies, se dépose dans le fonds des rivières et des lacs.

Un de mes étudiants de master, Sabesan Sabaratnam, s’est penché sur la pollution en cuivre, mais également en autres métaux, des sédiments d’un lac. Il a choisi la Baie de Vidy, dans le lac Léman, car les eaux de ruissellement de Lausanne, ainsi que les eaux de la station d’épuration de Vidy, s’y déversent (Figure 1).

C’était un excellent exemple pour évaluer la pollution par les métaux qu’une ville de 200’000 habitants peut engendrer dans un lac.

Figure 1: Localisation de la Baie de Vidy, (Sabaratnam 2019)

Depuis un bateau (Figure 2), M. Sabaratnam a collecté des échantillons de sédiments, dans le fonds de la Baie, en 54 points, répartis de manière homogène (Figure 3). Certains points se trouvaient proches du rejet de la station d’épuration de Vidy, d’autres plus proches de la Chamberonne, une rivière qui va entraîner les eaux de pluie de l’ouest lausannois dans le lac.

Figure 2: Bateau pour l’échantillonnage (Sabaratnam 2019).

Figure 3: Sites de prélèvements. Le site de rejets de la station d’épuration de Vidy est noté en noir (Sabaratnam 2019).

M. Sabaratnam est ensuite parti au laboratoire pour analyser 11 métaux: l’aluminium, le cadmium, le chrome, le cuivre, le fer, le manganèse, le nickel, le plomb, le titane et le zinc. Le mercure a également été mesuré à l’Université de Genève car la méthode est complexe.

Figure 4: Préparation des échantillons au laboratoire ((Sabaratnam 2019).

Qu’a-t-il trouvé?

Tout d’abord, comme on s’y attendait, les sédiments contiennent plus de matière organique proche du rejet de la station d’épuration (Figure 5).

Figure 5: Carbone organique total dans les sédiments. La hauteur des barres montre les quantités (Sabaratnam 2019).

Ce n’est pas étonnant sachant que nos eaux usées, véhiculant nos excréments, sont très chargées en matière organique. Mais si une grande partie est traitée à la station d’épuration, des rejets surviennent lors des pluies et amènent cette matière organique vers les eaux de surface.

Pourquoi je vous en parle? Parce que la matière organique joue un grand rôle dans la disponibilité, et donc la toxicité, des métaux pour les organismes vivants.

Mais parlons de la pollution par les métaux.

Pour le cuivre, on voit un grosse tache noire (correspondant aux concentrations les plus élevées, soit 160 mg/kg) au milieu de la Baie (Figure 6). De nouveau cela correspond au rejet de la station d’épuration. La tache sombre plus bas à droite correspond également à une zone fortement polluée. Cette pollution peut être due aux rejets par temps pluie, dont la conduite principale se trouve à droite de la station d’épuration, ou à des courants qui déplacent les sédiments.

Figure 6: Concentrations en cuivre dans les sédiments. Les concentrations les plus élevées sont les plus foncées (Sabaratnam 2019).

Le cadmium, le chrome, le plomb, le mercure, le nickel, le fer et le zinc présentent le même pattern et donc la même source de pollution dans le lac.

Par contre, la situation est différente pour le manganèse, l’aluminium et le titane (Figure 7). Les concentrations maximales sont en bordure de la zone. Il semble donc que la source d’apport soit le lac. Non que celui-ci soit fortement pollué. Mais les valeurs trouvées correspondent aux valeurs “naturellement” présentent dans les sédiments et donc sont plutôt influencées par les courant lacustres.

 

Figure 7: Concentrations en manganèse dans les sédiments. Les concentrations les plus élevées sont les plus foncées (Sabaratnam 2019).

Tout ceci est bien joli, mais ces concentrations sont-elles problématiques?

M. Sabaratnam les a comparées avec des valeurs seuils d’effets sur les espèces vivant dans les sédiments. Le cas du cuivre est le plus clair, les concentrations moyennes et maximales sont en dessus du seuil d’effets. Idem pour la nickel. Les concentrations présentent donc un risque non négligeables pour l’écosystème.

Pour les autres métaux, les concentrations maximales sont en dessous de ces seuils, mais au dessus du seuil d’effet potentiel. Ils présentent donc un risque faibles à modérés.

Pourquoi cette pollution par le cuivre et le nickel? Nous avons déjà parlé des toitures en cuivre et du trafic comme source importante de cuivre dans l’environnement. Pour le nickel, c’est également le trafic et le mobilier urbain qui contribue à cette pollution. Avec certainement des sources industrielles.

Que faire?

La pollution se fait surtout par temps pluie, pour le cuivre et le nickel. Ces eaux ne sont pas traitées et rejoignent le milieu naturel directement.

Il existe des solutions comme le nettoyage des routes, qui se fait déjà, et qui peut limiter les particules se rejetant dans les eaux de surface. Des systèmes de filtration existent aussi pour retenir cette pollution au niveau des bâtiments ou des grilles d’égouts. Des solutions qui peuvent être mises en place, mais avec un certain coût.

Mais j’aimerais souligner un point qui me semble important. Ces résultats sont pour les métaux. Cependant des considérations semblables s’appliquent pour d’autres substances. Même si nous ne les avons pas mesurés, on s’attend à ce que d’autres polluants qui s’adsorbent sur les particules, comme certains biocides ou pesticides, se répartissent de la même manière.

La pollution par les eaux de pluie n’est donc pas négligeable et une attention particulière devrait lui être accordée!

En se souvenant aussi que ce qui part dans une grille d’égout finit souvent directement dans une rivière ou dans un lac.

 

Référence:

Sabaratnam S. 2019. Spatial distribution of trace metals and major elements
in surficial sediments from the Vidy Bay. Travail de Master. FGSE. Université de Lausanne.