Physicochemical and biological aspects on the dynamics of freshwater sediment
Qualité et gestion des sédiments d'eau douce. Eléments physico-chimiques et biologiques
Résumé
The works realized in the laboratories of Cemagref take part in the overhang of knowledges related to freshwater sediments in several disciplinary domains: physics, chemistry, biology.The final goal is to contribute directly or indirectly to the development of scientifically funded and well adapted management regulations. This book collects contributions which successively treat the different roles or functions that are associated with the sediment. The transfert of sediment in rivers depends on the specific hydraulics of each hydrosystem and of the granulometry of the particles. Prediction of the sediment mobility and of the particles' flux in an aquatic system is an important part of water management. Microbial are one of the main driving force for sediment evolution. The nitrogen cycle enlights these mechanisms on a methodological point of view (in situ measurement) and as a biological model for studying anthropic disturbances. At the interface between chemistry and microbiology, the oxidation-reduction potential is a key parameter that integrates many physicochemical and biological processes. Often found in anthropogene sediments, are metallic and organic micropollutants often developping chemical associations with several compounds (organic and mineral ligands) whether in the dissolved phase or on the particles. These associations could strongly modulate the bioavailability of micropollutants. As a result, exposure of aquatic organisms to the contaminants is changing and this could explain the uncertainty of linking a biological effect to a pollutant concentration. The characterization of biologial effects could be studied by different ways. At the laboratory level, bioassays could be carried out with invertebrates such as chironoms or hyallels. Such investigation methods are capable of measuring the toxicity of bulk sediment or of pore water. Using these bioassays is complementary to field approaches, inform on the real status of the sediment but which 1/ do not allow the identification of the contribution of a specific pollutant to the overall toxicity of a mixture and 2/ do not allow the identification of the mechanisms of toxicity in the sediment. At the moment, field approaches do not allow an a priori prediction of the sediment toxicity. Finally, all these knowledges acquired at different study levels and especially those on pollutant dynamics and on measurements on biological effects find a global organization in the risk assessment approaches and in the proposal of relevant quality criteria for sediments.
Cet ouvrage rassemble des contributions qui traitent sucessivement des différents rôles ou fonctions associés aux sédiments. Les transferts de sédiment en rivière dépendent de l'hydraulique particulière de chaque hydrosystème et de la granulométrie des sédiments. La prévision de la mobilité des sédiments et des flux particulaires générés au sein des basins versants sont des éléments de gestion de milieux aquatiques. Les processus microbiens, sont un des principaux moteurs de l'évolution des sédiments. Le cycle de l'azote illustre ici ces mécanismes à la fois sous un angle méthodologique de mesure in situ et en tant que modèle d'étude de perturbations anthropiques. A l'interface de la chimie et de la microbiologie, le potentiel d'oxydoréduction est un intégrateur de très nombreux paramètres. Présents fréquemment dans les milieux anthropisés, les micropolluants métalliques ou organiques développent des associations chimiques avec de nombreux composés (ligands orga-niques et minéraux) présents dans les phases dissoutes et particulaires des sédiments. Ces associations modulent de façon parfois importante la biodisponibilité des contaminants. Ces changements expliquent les difficultés à relier de façon précise une concentration à un effet biologique. La caractérisation de ces effets biologiques peut être abordée par des moyens différents, par le biais des expérimentations de laboratoires ou bioessais sur des invertébrés représentatifs du sédiment. De telles méthodes permettent de mesurer la toxicité du sédiment total ou de l'eau l'interstitielle. L'utilisation de ces bioessais est complémentaire aux approches de terrain qui, informent sur l'état du sédiment en place, mais ne permettent pas d'identifier la part de responsabilité d'un contaminant au sein d'un mélange ou d'identifier les mécanismes de toxicité des contaminants au sein du sédiments. Il ne permettent pas non plus de proposer une évaluation a priori des dangers de ces sédiments. Enfin, l'ensemble des connaissances aquises tant au niveau de la dynamique chimique des contaminants que des mesures d'effets biologiques trouvent une organisation collective dans les approches d'évaluation de risques et dans l'élaboration de critères de qualité pertinents.
Domaines
Sciences de l'environnement
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)