Comparison of dynamic mobilization of Co, Cd and Pb in sediments using DGT and metal mobility assessed by sequential extraction
Résumé
La gestion des sédiments contaminés par les métaux requiert la connaissance adéquate de la distribution et des échanges métalliques entre la phase solide et la phase aqueuse. La technique DGT (diffusive gradients in thin films) permet d'obtenir des informations sur les caractéristiques du relargage des métaux depuis les particules vers les eaux interstitielles. Cependant, les espèces métalliques qui participent à l'échange ne sont pas bien connues. Le but de ce papier était d'explorer la réponse de la DGT pour Co, Cd et Pb, pour une gamme de sédiments pris dans un réservoir présentant des gradients de paramètres physico-chimiques. Nous avons également caractérisé la partition chimique des 3 métaux par extraction séquentielle pour déterminer la nature des espèces métalliques liées au sédiment qui pourraient participer à la recharge métallique des eaux interstitielles. Les résultats obtenus à partir des expérimentations DGT et de l'extraction séquentielle montrent que des phases géochimiques spécifiques sont des facteurs clés de la mobilisation des métaux pris individuellement vers la DGT : matière organique dissoute et oxydes de manganèse pour Co, sulfures volatils en milieu acide pour Cd et matière organique particulaire pour Pb. De plus, les masses de métaux captées par la DGT sont principalement corrélées avec les concentrations de métaux qui sont aisément échangeables, spécifiquement sorbés ou faiblement liés à de la matière organique labile. / Management of metal-contaminated sediments requires an accurate knowledge of metal distribution and metal exchanges between the solid and solution phase. The DGT technique (diffusive gradients in thin films) provides information about the characteristics of metal release from the particles to the porewaters. However, the species of metals that participate in the exchange are not well documented. The aim of this paper was to explore the DGT response of Co, Cd and Pb, to a range of reservoir sediments exhibiting gradients of physico-chemical parameters. We also characterized the chemical partitioning of the 3 metals by sequential extraction to determine the nature of the sediment-bound metals species that could participate to the metal resupply to the porewaters. Results from DGT experiments and sequential extraction show that specific geochemical phases are key factors for the mobilization of individual metals towards DGT: dissolved organic matter and manganese oxides for Co, acid-volatile sulfides for Cd and particulate organic matter for Pb. Moreover, the masses of metals trapped in DGT are mainly correlated with the concentrations of metals that are easily exchangeable, specifically sorbed or weakly bound to labile organic matter.
Domaines
Sciences de l'environnement
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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