Risk of metallic trace elements remobilization from sediments accumulated in an infiltration structure
RISQUE DE REMOBILISATION DES ELEMENTS TRACES METALLIQUES DEPUIS DES SEDIMENTS ACCUMULES DANS UN OUVRAGE D'INFILTRATION
Résumé
Urban environments are mostly made up of impermeable surfaces, which can lead to flooding during heavy rainfall and pollution of watercourses by contaminants leached from urban surfaces. Infiltration structures are a solution to stormwater management at source, by infiltrating runoff into the receiving environment. Sediments accumulate there, filtering and retaining contaminants. Sediments therefore constitute a reservoir of pollutants whose remobilization can present environmental and health risks. The aim of this study was to monitor, on a laboratory column scale, the remobilization of metals by infiltration. These experiments were carried out using downward percolation on sediments to reproduce the infiltration process. The tests showed reproducibility close to the analytical uncertainty for most of the metals studied. Spatial variability of leached concentrations was observed on sediments from the same site. It was shown that initial metal contents in sediments were not correlated with leached metal concentrations. The highest concentrations of remobilized metals were observed in the first leached volumes. Influencing factors such as infiltration interruption and the influence of a high ionic strength were studied and quantified. Infiltration interruption had no influence on copper concentration and showed remobilization of cadmium, lead and increased zinc concentrations. The high ionic strength showed two distinct leaching behaviors. Leached concentrations decreased by a factor of 3 and 4 in the case of copper and lead respectively, showing a reduction in remobilization. The high ionic strength allowed remobilization, increasing leached concentrations by a factor of 2 for zinc and a factor of 10 for cadmium.
Les milieux urbains, étant constitués à majorité de surface imperméable, engendrent des inondations lors de précipitations abondantes et la pollution des cours d'eau en transportant des contaminants lessivés depuis les surfaces urbaines. Les ouvrages d'infiltrations sont des solutions qui permettent de résoudre les gestions d'eaux pluviales à la source en infiltrant les eaux de ruissellement dans le milieu récepteur. Des sédiments s'y accumulent, filtrent et retiennent les contaminants. Les sédiments constituent donc un réservoir de polluant dont la remobilisation peut présenter des risques environnementaux et sanitaires. L'objectif de cette étude est de suivre, à l'échelle de colonne de laboratoire, la remobilisation des métaux par infiltration. Ces expériences se sont faites en percolation descendante sur des sédiments afin de reproduire le processus d'infiltration. Les essais ont montré une reproductibilité proche de l'incertitude analytique pour la majorité des métaux étudiés. Une variabilité spatiale des concentrations lixiviées a été observée sur les sédiments d'un même site. Il a été montré que les teneurs initiales des sédiments n'étaient pas corrélées à la concentration des métaux lixiviés. Les plus hautes concentrations en métaux remobilisés sont observé lors des premiers volumes lixiviés. Des facteurs d'influence tels que l'interruption d'infiltration et l'influence d'une charge ionique élevée ont été étudiées et quantifiées. L'interruption d'infiltration n'a pas d'influence sur la concentration en cuivre et a montré une remobilisation du cadmium, du plomb et a augmenté les concentrations de zinc. La charge ionique a montré deux comportements de lixiviation distincts. Les concentrations lixiviées ont diminué d'un facteur 3 et 4 dans le cas du cuivre et plomb respectivement montrant une réduction de la remobilisation. La charge ionique élevée a permis une remobilisation, augmentant ainsi les concentrations lixiviées d'un facteur 2 pour le zinc et d'un facteur 10 pour le cadmium.
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