Environmental Concentrations of Copper, Alone or in Mixture With Arsenic, Can Impact River Sediment Microbial Community Structure and Functions

In many aquatic ecosystems, sediments are an essential compartment, which supports high levels of specific and functional biodiversity thus contributing to ecological functioning. Sediments are exposed to inputs from ground or surface waters and from surrounding watershed that can lead to the accumulation of toxic and persistent contaminants potentially harmful for benthic sediment-living communities, including microbial assemblages. As benthic microbial communities play crucial roles in ecological processes such as organic matter recycling and biomass production, we performed a 21-day laboratory channel experiment to assess the structural and functional impact of metals on natural microbial communities chronically exposed to sediments spiked with copper (Cu) and/or arsenic (As) alone or mixed at environmentally relevant concentrations (40 mg kg-1 for each metal). Heterotrophic microbial community responses to metals were evaluated both in terms of genetic structure (using ARISA analysis) and functional potential (using exoenzymatic, metabolic and functional genes analyses). Exposure to Cu had rapid marked effects on the structure and most of the functions of the exposed communities. Exposure to As had almost undetectable effects, possibly due to both lack of As bioavailability or toxicity toward the exposed communities. However, when the two metals were combined, certain functional responses suggested a possible interaction between Cu and As toxicity on heterotrophic communities. We also observed temporal dynamics in the functional response of sediment communities to chronic Cu exposure, alone or in mixture, with some functions being resilient and others being impacted throughout the experiment or only after several weeks of exposure. Taken together, these findings reveal that metal contamination of sediment could impact both the genetic structure and the functional potential of chronically exposed microbial communities. Given their functional role in aquatic ecosystems, it poses an ecological risk as it may impact ecosystem functioning

Mécanismes de transfert des éléments traces métalliques (ETM) et réactivité estuarienne : cas des systèmes Gironde, Charente, Seudre et Baie de Marennes Oléron

La Baie de Marennes Oléron, première zone Européenne d’ostréiculture, est exposée aux apports de contaminants métalliques provenant de la Charente et la Seudre, dont les apports en eau et particules se font directement dans la baie, mais également par la Gironde dont les apports sont indirects et tributaires des forçages hydrologiques et météorologiques. Un réseau de surveillance (2006-2007) a été mis en place sur le fleuve Charente et sur la Seudre afin de déterminer leurs flux bruts métalliques dissous (90%) par la fraction labile. En revanche, 30-70% de Co dissous et 50-60% de Cu dissous sont fortement complexés. Les 15 campagnes sur l’estuaire de la Gironde en conditions hydrologiques et saisonnières très contrastées ont permis de documenter la distribution et la spéciation des ETM et de proposer un modèle de calcul des flux nets annuels dissous des ETM exportés en zone littorale. En couplant des mesures ADCP à des prélèvements géochimiques à l’embouchure de la Gironde pendant un cycle tidal et pour différentes conditions hydrologiques, nous avons déterminé les flux résiduels en ETM particulaires au cours d’un cycle tidal. La mise en relation de ces résultats avec un modèle hydro-sédimentaire a permis d’estimer les flux nets en ETM particulaires de la Gironde pour l’année 2007. Pour tracer le transfert des particules de la Gironde dans la Baie de Marennes Oléron nous avons utilisé les rapports élémentaires de la fraction résiduelle des particules et analysé le panache turbide de la Gironde par imagerie satellite. Ces deux approches indépendantes suggèrent que 50% à 75% de la masse totale de MES véhiculées annuellement dans la baie proviennent de la Gironde et transitent majoritairement par le Pertuis de Maumusson. Les résultats inédits obtenus à partir des mesures in situ et d’expérimentations de désorption ont permis de proposer un bilan annuel des flux métalliques des différentes formes de Cd et Cu intégrant la Baie de Marennes Oléron. Près de 61% des apports totaux en Cd dans la Baie de Marennes Oléron sont issus des apports dissous de la Charente alors que 60% des apports totaux en Cu sont représentés par le transfert de particules de la Gironde.The Marennes-Oléron Bay, Europe’s major oyster production zone, receives direct particle and water inputs by the Charente and the Seudre Rivers. The bay is also indirectly influenced by inputs from the Gironde Estuary, depending on hydrological and meteorological forcing. Fluvial trace metal inputs via the Charente and Seudre Rivers were evaluated during 2006-2007. Trace metal fluxes in the Seudre River were negligible due to its low mean annual freshwater discharge. Dissolved (90%) of total dissolved Cd, V and U concentrations along the turbidity and the salinity gradients were present in the labile fraction. In contrast, 30-70% of dissolved Co concentrations and 50-60% of dissolved Cu were strongly-bound to dissolved complexes. Based on 15 dissolved trace metal profiles, we evaluated the variability of dissolved trace metal distributions and speciation in the Gironde Estuary and proposed an empirical model for the estimation of dissolved trace metal annual net fluxes exported to the coastal ocean. Coupling ADCP measurements with geochemical data obtained at the Gironde Estuary mouth during entire tidal cycles and for contrasting conditions, we determined the residual particulate trace metal daily net fluxes. Comparison of our results with a hydro-sedimentary model allowed estimating the particulate trace metal net fluxes of the Gironde Estuary at the annual scale for 2007. Characteristic trace metal ratios in the residual particulate fraction of SPM and sediment were identified to trace particle transfer from the Gironde to the Marennes-Oléron Bay. This approach and the study of the shape of the turbid plume by satellite imaging suggest that the Gironde Estuary contributes 50-75% of the total annual SPM inputs into the bay via the Maumusson inlet. Based on these original results and combining in situ measurements and desorption experiments we proposed an annual budget of Cd and Cu fluxes into the Marennes-Oléron Bay. Dissolved Cd fluxes of the Charente Estuary accounted for ~61% of the total Cd inputs into the Marennes Oléron Bay, while ~60% of the total Cu inputs were transported by the particles from the Gironde Estuary

Avancées et perspectives pour l’échantillonnage et l’analyse des éléments traces métalliques dans les systèmes aquatiques : pour une meilleure évaluation de leur concentration, transfert et devenir

Depuis mes débuts dans la recherche en 2005, mes travaux portent sur les milieux aquatiques et s’inscrivent dans la dynamique législative de la France et des états membres de l’Union Européenne pour préserver et restaurer les masses d’eau. Cette dynamique s’est traduite par l’élaboration de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE, 2000), imposant le retour à un bon état chimique et écologique des masses d’eau pour 2015. Pour évaluer la qualité des masses d’eau, un dispositif de surveillance a été mis en place pour chacun des grands bassins hydrographiques, afin de déterminer les concentrations des diverses substances réglementées, représentant un risque potentiel pour l’environnement aquatique. Au-delà de cette mise à jour perpétuelle de la liste des substances à analyser effectuée au travers du réseau de surveillance prospectif (RSP), ce sont aussi et surtout un certain nombre d’enjeux qui émergent : quel type de matrice à privilégier pour l’analyse des diverses substances (eau, sédiment, biote) ? Quels outils innovants pour un meilleur échantillonnage (échantillonnage passif, préleveurs intégratifs) ? Quelles méthodes à privilégier pour mieux évaluer les tendances temporelles et spatiales de contaminations ? C’est donc dans ce contexte très général que s’inscrit l’ensemble de mes travaux de recherche qui vise principalement à mieux évaluer l’occurrence, les concentrations, le devenir et le transfert des contaminants dans les milieux aquatiques, avec comme contaminants modèles, « les éléments traces métalliques »

Mécanismes de transfert des éléments traces métalliques (ETM) et réactivité estuarienne : cas des systèmes Gironde, Charente, Seudre et Baie de Marennes Oléron

La Baie de Marennes Oléron, première zone Européenne d’ostréiculture, est exposée aux apports de contaminants métalliques provenant de la Charente et la Seudre, dont les apports en eau et particules se font directement dans la baie, mais également par la Gironde dont les apports sont indirects et tributaires des forçages hydrologiques et météorologiques. Un réseau de surveillance (2006-2007) a été mis en place sur le fleuve Charente et sur la Seudre afin de déterminer leurs flux bruts métalliques dissous (90%) par la fraction labile. En revanche, 30-70% de Co dissous et 50-60% de Cu dissous sont fortement complexés. Les 15 campagnes sur l’estuaire de la Gironde en conditions hydrologiques et saisonnières très contrastées ont permis de documenter la distribution et la spéciation des ETM et de proposer un modèle de calcul des flux nets annuels dissous des ETM exportés en zone littorale. En couplant des mesures ADCP à des prélèvements géochimiques à l’embouchure de la Gironde pendant un cycle tidal et pour différentes conditions hydrologiques, nous avons déterminé les flux résiduels en ETM particulaires au cours d’un cycle tidal. La mise en relation de ces résultats avec un modèle hydro-sédimentaire a permis d’estimer les flux nets en ETM particulaires de la Gironde pour l’année 2007. Pour tracer le transfert des particules de la Gironde dans la Baie de Marennes Oléron nous avons utilisé les rapports élémentaires de la fraction résiduelle des particules et analysé le panache turbide de la Gironde par imagerie satellite. Ces deux approches indépendantes suggèrent que 50% à 75% de la masse totale de MES véhiculées annuellement dans la baie proviennent de la Gironde et transitent majoritairement par le Pertuis de Maumusson. Les résultats inédits obtenus à partir des mesures in situ et d’expérimentations de désorption ont permis de proposer un bilan annuel des flux métalliques des différentes formes de Cd et Cu intégrant la Baie de Marennes Oléron. Près de 61% des apports totaux en Cd dans la Baie de Marennes Oléron sont issus des apports dissous de la Charente alors que 60% des apports totaux en Cu sont représentés par le transfert de particules de la Gironde.The Marennes-Oléron Bay, Europe’s major oyster production zone, receives direct particle and water inputs by the Charente and the Seudre Rivers. The bay is also indirectly influenced by inputs from the Gironde Estuary, depending on hydrological and meteorological forcing. Fluvial trace metal inputs via the Charente and Seudre Rivers were evaluated during 2006-2007. Trace metal fluxes in the Seudre River were negligible due to its low mean annual freshwater discharge. Dissolved (90%) of total dissolved Cd, V and U concentrations along the turbidity and the salinity gradients were present in the labile fraction. In contrast, 30-70% of dissolved Co concentrations and 50-60% of dissolved Cu were strongly-bound to dissolved complexes. Based on 15 dissolved trace metal profiles, we evaluated the variability of dissolved trace metal distributions and speciation in the Gironde Estuary and proposed an empirical model for the estimation of dissolved trace metal annual net fluxes exported to the coastal ocean. Coupling ADCP measurements with geochemical data obtained at the Gironde Estuary mouth during entire tidal cycles and for contrasting conditions, we determined the residual particulate trace metal daily net fluxes. Comparison of our results with a hydro-sedimentary model allowed estimating the particulate trace metal net fluxes of the Gironde Estuary at the annual scale for 2007. Characteristic trace metal ratios in the residual particulate fraction of SPM and sediment were identified to trace particle transfer from the Gironde to the Marennes-Oléron Bay. This approach and the study of the shape of the turbid plume by satellite imaging suggest that the Gironde Estuary contributes 50-75% of the total annual SPM inputs into the bay via the Maumusson inlet. Based on these original results and combining in situ measurements and desorption experiments we proposed an annual budget of Cd and Cu fluxes into the Marennes-Oléron Bay. Dissolved Cd fluxes of the Charente Estuary accounted for ~61% of the total Cd inputs into the Marennes Oléron Bay, while ~60% of the total Cu inputs were transported by the particles from the Gironde Estuary

Traçage de l’origine des Matières En Suspension (MES). OSR6 | Axe B - Action B.1.1 | Rapport scientifique final: OSR6 | Axe B - Action B.1.1 | Rapport scientifique final

L’objectif de cette action était d’exploiter les nombreux contaminants disponibles sur la base de données OSR BDOH pour déterminer l’origine des particules en appliquant un modèle de traçage sédimentaire. Malheureusement la répartition des contaminants entre les stations et les méthodes de prélèvement sont trop hétérogènes et ne permettent d’exploiter que les éléments trace métalliques et le mercure. Avec ces éléments, les résultats obtenus sont similaires à ceux obtenus par les méthodes utilisées dans l’OSR5 avec :- A Arles, une prédominance de la Durance et de l’Isère, avec une moindre contribution de l’Ardèche, de la Saône et du Rhône amont.- A Jons, une prédominance de l’Arve, de la Bourbre et du Fier, avec une moindre contribution de l’Ain et du Guiers

Flux et origine des matières en suspension et des sables sur le Rhône et ses affluents

National audienceDans sa stratégie d'observation et de quantification des flux solides dans le Rhône, l'OSR a pris soin de distinguer les principaux compartiments de transport : charriage (graviers et sables), sables en suspension graduée et suspension de lessivage (particules fines en suspension relativement homogène sur la colonne d'eau). Cette synthèse concerne les travaux de l'OSR sur les deux populations sédimentaires suivantes : particules fines (appelées ensuite « MES » pour matières en suspension, en lien avec les contaminants particulaires dont elles sont la principale phase porteuse) et sables en suspension graduée et en charriage (dont l'enjeu est principalement morphodynamique). Ces deux populations sédimentaires appellent des techniques de mesure et de calcul des flux différents et adaptés

Recommandations pour l'estimation des tendances temporelles et des distributions spatiales des concentrations de contaminants dans les sédiments

The assessment of temporal trends and spatial distributions of contaminants in sediment by the Member State is required by the European regulation, according to the WFD. This trend evaluation must be reliable enough to be used as a basis for taking measures which are necessary when confirmed or possible increases of pollutant concentrations are identified, so that these increases do not become significant. Thus, watershed managers should be provided with a reliable methodology for the evaluation of temporal trends and spatial distributions in sediments. This report suggests a methodology for the assessment of temporal trends of organic and metallic micropollutants in sediments. It also provides with methodological keys to perform the evaluation of spatial distributions of contaminants in sediments. The methodology for the evaluation of temporal trends is applied on several data sets of surface sediment monitoring data. Several case studies are developed regarding the studied substances, the temporal range of the data set and the possibilities for data normalization. This enabled to identify the criteria to be met in order to perform a reliable study of the data from the temporal trend assessment perspective. A comparison of the trends calculated in sediment data and suspended solids data on several sampling sites is also presented. The main goal was to identify the potential benefit of monitoring the suspended solids as an addition to the classical sediment monitoring. Indeed, suspended solids sampling mainly targets small-size particles, which can be assimilated to a "sampling grain-size normalization", which can replace the data normalization performed once the date are being studied. The question of sampling frequency for suspended solids monitoring is addressed as well by creating several data sets with different sampling frequencies. On several occasions, significant trends have been observed in the suspended solids data sets but were not observed in the sediment data sets. Finally, the study of spatial distributions of contaminants in sediments is addressed. A bibliographical study is presented with some detailed examples which illustrate the variety of practices. The way the data are exploited and represented strongly depends on the objectives and the perimeter of the study. A set of guidelines are summarized in a table. Following the obtained results and the already provided guidelines, two main perspectives appear in regard of going further in the question of trend assessment in sediments: the opportunities for coupling both the temporal approach and the spatial approach and the question of explaining and assessing the causes of the observed trends.L'évaluation des tendances temporelles et des distributions spatiales des contaminants dans la matrice sédiment est demandée aux Etats Membres par la règlementation européenne dans le cadre de la DCE. Cette évaluation doit permettre d'estimer de façon fiable une tendance afin de guider le choix des mesures de gestion nécessaires lorsque des augmentations des concentrations en contaminant sont identifiées et de s'assurer que les concentrations n'augmentent pas de manière significative. Il est donc nécessaire que les gestionnaires de bassin aient à leur disposition une méthodologie fiable pour l'évaluation des tendances temporelles et des distributions spatiales des contaminants dans les sédiments. Ce rapport propose une méthodologie pour l'évaluation des tendances temporelles de contamination en micropolluants organiques et en métaux dans les sédiments. Il donne également quelques clés méthodologiques pour l'étude des distributions spatiales des contaminants dans les sédiments. La méthodologie d'évaluation des tendances temporelles proposée par AQUAREF a été appliquée sur plusieurs jeux de données de surveillance des masses d'eau portant sur les sédiments de surface. Plusieurs études de cas ont été réalisées, notamment en termes de famille de substances, de longueur des chroniques et des possibilités de normalisation des données. Les critères à respecter pour une évaluation robuste des tendances temporelles ont ainsi été identifiés. Une comparaison des tendances observées sur des données de sédiments de surface et des données de matières en suspension (MES) a ensuite été menée afin d'identifier l'intérêt d'un suivi complémentaire des MES. Le prélèvement de MES ciblant prioritairement les particules fines peut être considéré comme une « normalisation opérationnelle » par la granulométrie et permet ainsi de s'affranchir de l'étape de normalisation lors de l'exploitation des données. La question de la fréquence à adopter pour le suivi des MES est également abordée en générant des jeux de données présentant différentes fréquences de prélèvement des MES. A plusieurs reprises, des tendances significatives ont été observées sur ces jeux de données de MES, sans être retrouvées sur les jeux de données de sédiment. Enfin, l'étude des distributions spatiales des contaminants dans les sédiments a été abordée au moyen d'une étude bibliographique et de plusieurs exemples d'application qui ont permis d'illustrer la grande variété des pratiques. De manière générale, le choix du mode d'exploitation et de représentation des données est conditionné par l'objectif et le périmètre de l'étude. Des recommandations, synthétisées sous forme d'un tableau récapitulatif, sont proposées. A la suite de ces travaux, le couplage des approches temporelle et spatiale ainsi que l'étude de la question de l'explication des tendances et des distributions observées apparaissent comme des perspectives à approfondir

Méthodologie d'évaluation des tendances temporelles de contamination dans les sédiments et les matières en suspension des systèmes aquatiques continentaux

National audienceEuropean directives require from each Member State to monitor the contamination of continental sediments and confirm that the concentrations of hydrophobic contaminants and metals in sediments do not significantly increase with time. In France, the Water Agencies manage the monitoring of freshwater systems but do not have a fit-for-purpose methodology in order to study the data on sediment contamination monitoring. Moreover, operational obstacles have to be overcome because of the difficulty to collect fine grained sediments which can be compared from year to year, due to the natural variability of sediments. As such, the sampling of suspended solids (SS), which targets small-sized particles, is a promising alternative to surface sediments monitoring. Taking into account these difficulties for data exploitation, several studies have been undertaken by AQUAREF in order to elaborate a methodology for the assessment of temporal trends of sediment contamination. Using datasets from environmental monitoring, this methodology was tested, especially by correcting the data to account for the natural variability of sediments. Guidelines on the necessary quality the datasets must fulfil in order to ensure reliable trend assessments have been proposed. Provided that the datasets feature enough data and parameters for data correction, this methodology enables to identify significant trends, and thus to study the temporal evolution of contamination on a monitoring station. The application of this methodology on SS datasets demonstrated the relevance of performing a SS monitoring to assess contamination trends, especially because of the greater homogeneity of the sampled particles fraction during sampling time. Comparisons between results calculated on sediment and SS datasets showed that the latter enable more precise trend assessments. The proposed methodology is a first step in order to meet the regulatory requests, and for a more reliable processing of data on sediment contamination.Les directives européennes requièrent que les Etats-Membres surveillent la contamination des sédiments continentaux et vérifient que les concentrations en contaminants hydrophobes et métaux dans les sédiments n'augmentent pas de manière significative au cours du temps. En France métropolitaine, les Agences de l'Eau coordonnent la surveillance des milieux aquatiques continentaux mais ne disposent pas d'une méthodologie harmonisée permettant d'exploiter les données de contamination des sédiments de surface. A cela s'ajoutent des freins opérationnels, en raison de la difficulté à prélever des sédiments fins et comparables dans le temps résultant de l'hétérogénéité naturelle des sédiments. Aussi, le prélèvement de matières en suspension (MES), qui cible préférentiellement les particules fines, constitue une alternative intéressante au suivi des sédiments de surface. Une réflexion prenant en compte ces difficultés a été menée par AQUAREF afin de proposer une méthodologie pour l'évaluation des tendances de contamination des sédiments. Cette méthodologie a été testée à partir des données de surveillance, notamment en normalisant les données pour s'affranchir de la variabilité naturelle des sédiments. Des recommandations sur la qualité nécessaire des chroniques pour une exploitation fiable ont été formulées. Ainsi, sous réserve de disposer de chroniques comportant suffisamment de données et de paramètres normalisateurs, cette méthodologie permet d'identifier des tendances significatives et d'étudier l'évolution temporelle des contaminations à l'échelle d'une station. L'application de cette méthodologie sur des données de MES a permis de démontrer l'intérêt d'effectuer un suivi des MES pour évaluer les tendances de contamination, en raison de l'homogénéité de la fraction échantillonnée au cours du temps. Les comparaisons entre résultats obtenus sur des données de sédiments et de MES montrent que ces dernières peuvent permettre une étude plus fine des tendances. Les approches proposées constituent une première étape pour répondre aux exigences réglementaires, et pour une meilleure exploitation des données de contamination des sédiments

Recommandations pour l'estimation des tendances temporelles et des distributions spatiales des concentrations de contaminants dans les sédiments

The assessment of temporal trends and spatial distributions of contaminants in sediment by the Member State is required by the European regulation, according to the WFD. This trend evaluation must be reliable enough to be used as a basis for taking measures which are necessary when confirmed or possible increases of pollutant concentrations are identified, so that these increases do not become significant. Thus, watershed managers should be provided with a reliable methodology for the evaluation of temporal trends and spatial distributions in sediments. This report suggests a methodology for the assessment of temporal trends of organic and metallic micropollutants in sediments. It also provides with methodological keys to perform the evaluation of spatial distributions of contaminants in sediments. The methodology for the evaluation of temporal trends is applied on several data sets of surface sediment monitoring data. Several case studies are developed regarding the studied substances, the temporal range of the data set and the possibilities for data normalization. This enabled to identify the criteria to be met in order to perform a reliable study of the data from the temporal trend assessment perspective. A comparison of the trends calculated in sediment data and suspended solids data on several sampling sites is also presented. The main goal was to identify the potential benefit of monitoring the suspended solids as an addition to the classical sediment monitoring. Indeed, suspended solids sampling mainly targets small-size particles, which can be assimilated to a "sampling grain-size normalization", which can replace the data normalization performed once the date are being studied. The question of sampling frequency for suspended solids monitoring is addressed as well by creating several data sets with different sampling frequencies. On several occasions, significant trends have been observed in the suspended solids data sets but were not observed in the sediment data sets. Finally, the study of spatial distributions of contaminants in sediments is addressed. A bibliographical study is presented with some detailed examples which illustrate the variety of practices. The way the data are exploited and represented strongly depends on the objectives and the perimeter of the study. A set of guidelines are summarized in a table. Following the obtained results and the already provided guidelines, two main perspectives appear in regard of going further in the question of trend assessment in sediments: the opportunities for coupling both the temporal approach and the spatial approach and the question of explaining and assessing the causes of the observed trends.L'évaluation des tendances temporelles et des distributions spatiales des contaminants dans la matrice sédiment est demandée aux Etats Membres par la règlementation européenne dans le cadre de la DCE. Cette évaluation doit permettre d'estimer de façon fiable une tendance afin de guider le choix des mesures de gestion nécessaires lorsque des augmentations des concentrations en contaminant sont identifiées et de s'assurer que les concentrations n'augmentent pas de manière significative. Il est donc nécessaire que les gestionnaires de bassin aient à leur disposition une méthodologie fiable pour l'évaluation des tendances temporelles et des distributions spatiales des contaminants dans les sédiments. Ce rapport propose une méthodologie pour l'évaluation des tendances temporelles de contamination en micropolluants organiques et en métaux dans les sédiments. Il donne également quelques clés méthodologiques pour l'étude des distributions spatiales des contaminants dans les sédiments. La méthodologie d'évaluation des tendances temporelles proposée par AQUAREF a été appliquée sur plusieurs jeux de données de surveillance des masses d'eau portant sur les sédiments de surface. Plusieurs études de cas ont été réalisées, notamment en termes de famille de substances, de longueur des chroniques et des possibilités de normalisation des données. Les critères à respecter pour une évaluation robuste des tendances temporelles ont ainsi été identifiés. Une comparaison des tendances observées sur des données de sédiments de surface et des données de matières en suspension (MES) a ensuite été menée afin d'identifier l'intérêt d'un suivi complémentaire des MES. Le prélèvement de MES ciblant prioritairement les particules fines peut être considéré comme une « normalisation opérationnelle » par la granulométrie et permet ainsi de s'affranchir de l'étape de normalisation lors de l'exploitation des données. La question de la fréquence à adopter pour le suivi des MES est également abordée en générant des jeux de données présentant différentes fréquences de prélèvement des MES. A plusieurs reprises, des tendances significatives ont été observées sur ces jeux de données de MES, sans être retrouvées sur les jeux de données de sédiment. Enfin, l'étude des distributions spatiales des contaminants dans les sédiments a été abordée au moyen d'une étude bibliographique et de plusieurs exemples d'application qui ont permis d'illustrer la grande variété des pratiques. De manière générale, le choix du mode d'exploitation et de représentation des données est conditionné par l'objectif et le périmètre de l'étude. Des recommandations, synthétisées sous forme d'un tableau récapitulatif, sont proposées. A la suite de ces travaux, le couplage des approches temporelle et spatiale ainsi que l'étude de la question de l'explication des tendances et des distributions observées apparaissent comme des perspectives à approfondir

The impact of dam flushing event on dissolved trace elements concentrations: Coupling integrative passive sampling and discrete monitoring

International audienceSediments accumulation in reservoirs induces water storage capacities reduction and flood risks increases rendering dam flushing or dredging events compulsory for security reasons. Short transient events like dam flushing monitoring is still a great challenge because the suspended sediments and contaminants concentrations increases could occur over only few hours/days and cover tens of kilometres. Since 1942, 21 dam flushing events have been performed on the Upper Rhône River (from Lake Geneva in Switzerland to Lyon in France) in order to evacuate accumulated sediments behind the Verbois dam (Switzerland). We designed an original sampling strategy to assess the 2016 dam flushing event consequences on the spatio-temporal dynamics of dissolved trace elements concentration and to reveal how passive sampling monitoring (Diffusive Gradient in Thin films, DGT) could improve this evaluation. Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, As and Hg dissolved concentrations were monitored by discrete and passive sampling at 3 stations over 160 km downstream the Verbois dam. Since dissolved Fe, Cu, Cd, Cr, Pb, Zn and Hg concentrations did not show great variations during the flushing event, the DGT efficiency was not fully demonstrated for these elements. In contrast, a sharp increase of Mn, Ni, Co and As dissolved concentrations (up to 22 times) was recorded, resulting mainly from a release from resuspended sediment. The dissolved As increase was mainly caused by reduced arsenic (AsIII) increase, even monitored 160 km downstream the Verbois dam. The DGT measurements were highly representative of trace elements concentrations and As speciation dynamics in comparison with discrete sampling. Although relatively high dispersion was highlighted for some elements DGT measurements during the flushing event, we showed that DGTs are robust and powerful time-integrative tools to monitor many trace elements more efficiently than discrete sampling during a short transient event on a large spatial scale