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MARSECO Flux de contaminants et fonctionnement des écosystèmes littoraux provençaux : transferts sol-eau-biocénose Isabelle Laffont-Schwob 1 Question de recherche initiale Contexte Industries métallurgiques passées : déchets + contamination des sols toujours présents Risques pour l’environnement? Risques pour la santé humaine? Quels sont les patrons de distribution de la pollution des sols issue d’anciens sites industriels du littoral marseillais? Approche empirique Approche systématique Projet ANR Marséco (2008-2012) Approche guidée par les connaissances historiques Projet A*MIDEX SynTerCalM (2014-2016) Journées H2020 INSPIRATION- ANR- SOLS 2 Méthodologie Problématique : Coût analytique important / nécessaire cibler l’approche analytique Approche empirique Distance aux friches industrielles Relief Vents dominants Cas de la friche de l’usine de l’Escalette Prélèvement de sols de surface et à différentes profondeurs autour de l’usine avec transects du fond du vallon au sommet des crêtes Analyses en ICP-AES : ETMM pseudo-totaux ETMM échangeables (Ca(NO3)2) ETMM mobilisables (EDTA, pH 7) Calcul d’indice de charge polluante (Pb, As, Zn, Cu, Sb) Journées H2020 INSPIRATION- ANR- SOLS 3 Méthodologie Problématique : Coût analytique important / nécessaire cibler l’approche analytique Approche systématique Maillage 250m X 250m, 250 points, îles comprises Banque de données terrain, pédothèque Analyse XRF en labo d’échantillons de sols de surface tamisés à 2mm Carré numéro du point : coordonnées théoriques : Y: coordonnées terrain : Y: Auteurs: date : Météo du jour: Pluie Soleil /2009 X: X: Couvert Recouvrement Classe de chaque strate : végétation : Classe : <10% 10-25% 25-50% 50-75% >75% 1 2 3 4 5 sol nu arbres hauts >10m arbres 4-10m arbustes hauts 2-4m arbustes 0,5-2m herbacées <=0,5m Photo recouvrement végétation a insérer dans la fiche 500 m Venté milieu naturel : milieu artificiel : Géomorphologie plateau vallée dépression dôme crête versant replat abrupt autre indéterminé Surface référence : Cailloux Artéfacts OUI Litière OUI large large etroite encaissée etroite encaissée Sable Argile "Terre" NON épaisseur NON Echantillonnage sur 5 cm sans la litière Homogène OUI NON si NON mettre en remarque pourquoi Humidité Sec Frais test effervescence HCl (N/10) Mars 2009-février 2010 Campagne de prélèvement des sols Position topographique du relevé: altitude GPS : m pente: Position Haut Milieu Bas Inclinaison faible Modérée Forte Longueur Courte Moyenne Longue Forme 1 Concave Convexe Rectiligne Forme 2 Régulière Ondulée Accidentée Exposition Placette Estimation de la profondeur du sol Type de profil Tarière Pelle Autre Profondeur atteinte* cm Cause de l'arrêt Caractéristique Horizon Ep. (cm) Humidité 1 2 3 4 5 * si pas de blocage particulier: creuser jusqu'à au moins 60 cm Mouillé Eau Libre Schéma de surface de la zone de sol échantilonnée (1m x 1m) OUI NON Origine du sol et géologie substrat présumé du sol : Ro. mère Autre Nature roche-mère : Nature du substrat Scories Gravats Béton Dépots éoliens Autre Profondeur d'apparition du substrat cm REMARQUE : Fiche-type Faire apparaître sur le schéma la position du profil (P) de profondeur Sol nu (Snu) et litière (L) Et toutes autres remarques qui vous semblent pertinentes Journées H2020 INSPIRATION- ANR- SOLS 4 Méthodologie Problématique : Coût analytique important / nécessaire cibler l’approche analytique Approche guidée par les connaissances historiques Usines à soude Fonderies de plomb Emprises en l’absence de ruines actuelles Grille d’interprétation des résultats de l’approche systématique Pyrites riches en As Galènes riches en Pb et As Apport de soufre dans les process industriels Daumalin et Raveux, 2016 Journées H2020 INSPIRATION- ANR- SOLS 5 Résultats majeurs (1/2) Etendue de la pollution diffuse en ETMM des sols de surface Cas du plomb Calanque de Saména Calanque de l'Escalette Calanque des Trous Pas limitée à l’emprise des friches industrielles Anse de la Maronaise Usine reconstruite Calanque de Callelongue Usine en friche Dispersion liée au relief et aux vents dominants Calanque de Cortiou Usine détruite Bâti résidentiel et industriel actuel Calanque de la Mounine Calanque de Marseilleveyre Courbes de niveau (10m) Routes Teneur en plomb Mer Méditerranée (en mg/kg de matière sèche) Variation de composition liée à la diversité des activités industrielles passées (pyrites vs galènes) Calanque de Sormiou Méthode utilisée : interpolation linéaire + 2000 Valeur de constat d'impact (VCI) en usage non sensible 400 Valeur de constat d'impact (VCI) en usage sensible 200 Valeur de définition de source sol (VDSS) ≤5 This work has been carried out thanks to the support of the A* MIDEX project (n°ANR-11-IDEX-001-02) funded by the "Investissements d'Avenir" French Government program, managed by the French National Research Agency (ANR) Source: Projet A* MIDEX SynTerCalM Données ANR Projet Marséco. Realisation: Aurélie Arnaud, Nicolas Fabre, Romain Reynier 2015 Laffont-Schwob et al 2016, Criquet et al in prep. Journées H2020 INSPIRATION- ANR- SOLS 6 Résultats majeurs (2/2) Capacité de la flore locale à stabiliser les sols et à réduire le transfert d’ETMM Contamination en ETMM affecte la composition des communautés végétales Traits de vie des espèces natives : sélection espèces tolérantes aux ETMM Sélection d’espèces natives pour la phytostabilisation des sols Coronilla juncea L. (n=15) Globularia alypum L. (n=15) ETMM Parties aériennes (mg/kg) Espèces garrigue rudérale Espèces forestières Heckenroth et al 2016 RDA 1 Milieu fermé RDA 2 Milieu ouvert Espèces tolérantes ETMM ETMM Parties aériennes (mg/kg) As Pb Sb Zn As Pb Sb Zn 9 ± 12 87 ± 91 5,4 ± 4 139 ± 19 4 ± 1,5 19 ± 4 1,4 ± 0,5 64 ± 6 ETMM Sol (mg/kg) (fraction mobilisable) ETMM Parties racinaires (mg/kg) ETMM Sol (mg/kg) (fraction mobilisable) ETMM Parties racinaires (mg/kg) As Pb Sb Zn As Pb Sb Zn 5945 ± 1974 (11 %) 42319 ± 11251 (25 %) 2589 ± 829 (9 %) 10704 ± 4524 (20 %) 2293 ± 424 (13 %) 18347 ± 3206 (43 %) 760 ± 150 (8 %) 4912 ± 833 (19 %) 100 ± 50 740 ± 405 45 ± 23 281 ± 160 100 ± 20 1200 ± 212 56 ± 10 333 ± 60 Heckenroth et al, in prep Journées H2020 INSPIRATION- ANR- SOLS 7 Verrous restant à lever Limiter les transferts de polluants Utilisation de la flore locale : cadre à définir Création de filières d’ingénierie écologique Production de plants d’espèces végétales locales Critères d’évaluation de l’efficacité de phytostabilisation Concept de néopédogenèse ou peut-on reconstituer un sol vivant à partir d’un sol contaminé? Capacité à reconstituer un sol Critères d’évaluation des fonctionnalités des sols Mener une réflexion sur les outils écotoxicologiques Evaluation des effets cocktails et effets des faibles doses à long terme Evaluation d’organismes natifs bioindicateurs (sentinelles) Journées H2020 INSPIRATION- ANR- SOLS 8 Impact du projet Vers le monde socio-économique Transfert de savoir vers les gestionnaires : PNCal, ADEME Partenariat avec le Lycée agricole des Calanques 1 CIFRE Vers la communauté scientifique 14 Publications à IF - 1 soumise & 4 en préparation – 10aine publications sans IF – nombreuses communications 5 thèses soutenues, 1 en cours 1 colloque scientifique 11/04/13 1 base de données Vers la société 1 Livre bilingue interdisciplinaire 1 livre sur l’analyse juridique des pollutions diffuses Reportage 52 min + 2 reportages 5 min JT TF1 et JT France3 PACA 1 colloque grand public 12/04/13 Journées H2020 INSPIRATION- ANR- SOLS 9 Nouvelles questions de recherche Nouvelles perspectives pour la gestion des sols pollués Réflexion sur les territoires protégés / restauration écologique Sol vivant vs déchet / approches écologiques, juridiques, économiques Evolution du cadre juridique sur les sols pollués Peut-on reconstituer un sol vivant à partir d’un sol contaminé? Capacité à reconstituer un sol Critères d’évaluation des fonctionnalités des sols Critères d’évaluation d’opération de phytoremédiation (phytostabilisation? pérennité? ) Quels outils d’ingénierie écologique (action des plantes et micro-organismes associés)? Quels outils écotoxicologiques pour une évaluation de terrain? Evaluation des effets cocktails et effets des faibles doses à long terme Evaluation d’organismes natifs bioindicateurs (sentinelles) Journées H2020 INSPIRATION- ANR- SOLS 10
