Water analysis with the help of tensor canonical decompositions

Coopération universitaire et scientifique Franco-VietnamienneInternational audienceRaw data are collected in five measurement locations along the Var river. It is assumed that some locations interact with each other, whereas others do not. In such a context, we are interested in determining the contribution of each location and in better understanding the water exchanges that are involved. Organic components can also be identified thanks to methods such as Canonical Polyadic decompositions (CP) (sometimes known as Parafac), applied to 3D fluorescence spectra calculated from the collected samples. The expected impact is a more efficient detection of polluting matters in water

Etude hydrochimique du système aquifère de la basse vallée du Var Apport des éléments traces et des isotopes (Sr, Pb, δ18O, 226, 228Ra)

The main goal of this study is to improve the knowledge of the Lower Var Valley aquifers, under both Mediterranean and Alpine influences. Majors, trace elements, and O, Sr and Pb isotopes have been analysed under various hydrological conditions in water of the Low Var Valley including the alluvial aquifer, the Var River, its tributaries and groundwaters from Jurassic limestones and Pliocene conglomerates, which are the substrate of alluvia. Concentrations of most majors and trace elements are often close to the natural background, which gives a baseline quality for waters. High sensitivity in trace element measurement may allow to early detect contamination in any water body. Agricultural and/or residential contaminations have been detected in limestone and above all in conglomerate groundwater. The Var River is the main source of water for the alluvial aquifer, especially in upstream part. Conglomerate groundwater inputs stand for about 20% of alluvial water recharge, which is lower than previously estimated. The use of both major and trace elements gives evidences of high heterogeneity in conglomerate groundwater and leads to estimate the proportions of inputs to the alluvial aquifer. Recharge of the alluvial aquifer by Jurassic limestones seems to be insignificant. Strong influence of Triassic evaporites in most samples gives limitation to the use of strontium isotopes as tracers of water origin. Pb isotopes gave complex results, which could suggest both a natural origin and an anthropogenic one that could be related to rainwater. Radium isotopes were used to estimate the flow velocity in the alluvial aquifer. Several techniques demonstrate the analytical feasibility of this approach and despite important exchanges with aquifer matrix, the use of isotopic ratios apparently minimizes the effect of complex processes.L'objectif principal de cette étude est d'améliorer les connaissances sur le système aquifère de la basse vallée du Var, principale ressource d'eau potable dans une région soumise à des influences méditerranéennes et alpines. La composition des éléments majeurs et traces, des isotopes de l'O, du Pb et du Sr a été déterminée à différentes périodes hydrologiques dans les eaux du fleuve Var, de ses affluents, de la nappe alluviale de la basse vallée, et des aquifères des calcaires jurassiques et des poudingues pliocènes, qui constituent le substratum des alluvions. Les concentrations mesurées sont souvent proches du fond géochimique naturel, ce qui fournit pour chaque type d'eaux un point de référence de la qualité et permet, grâce à la sensibilité de la mesure des traces, de détecter la moindre pollution émergente. Des pollutions agricoles et/ou domestiques ont été détectées, en particulier dans les eaux des poudingues, ceci même en profondeur. Le fleuve constitue la principale source d'alimentation de la nappe alluviale, essentiellement à l'amont de la vallée. La recharge de la nappe par l'aquifère des poudingues représente 20% environ, ce qui est inférieur aux estimations précédentes. L'utilisation conjointe des éléments traces et majeurs met en évidence l'hétérogénéité des eaux des poudingues, et permet d'évaluer les proportions de mélange. L'alimentation de la nappe par les calcaires semble faible. La forte influence chimique des évaporites triasiques limite l'utilisation des isotopes du Sr comme marqueur d'origine des eaux. Les isotopes du Pb ont fourni des résultats complexes qui semblent montrer une origine à la fois naturelle et anthropique, cette dernière apparemment liée aux pluies. Les isotopes du Ra ont été utilisés afin d'estimer le temps de parcours dans la nappe alluviale. La faisabilité analytique de la méthode semble acquise. Malgré d'importants échanges avec le milieu traversé, l'utilisation des rapports isotopiques semble s'affranchir de certains processus complexes

Étude hydrochimique du système aquifère de la basse vallée du Var (apport des éléments traces et des isotopes (Sr, Pb, O, Ra))

L objectif principal de cette étude est d améliorer les connaissances sur le système aquifère de la basse vallée du Var, principale ressource d eau potable dans une région soumise à des influences méditerranéennes et alpines. La composition des éléments majeurs et traces, des isotopes de l O, du Pb et du Sr a été déterminée à différentes périodes hydrologiques dans les eaux du fleuve Var, de ses affluents, de la nappe alluviale de la basse vallée, et des aquifères des calcaires jurassiques et des poudingues pliocènes, qui constituent le substratum des alluvions. Les concentrations mesurées sont souvent proches du fond géochimique naturel, ce qui fournit pour chaque type d eaux un point de référence de la qualité et permet, grâce à la sensibilité de la mesure des traces, de détecter la moindre pollution émergente. Des pollutions agricoles et / ou domestiques ont été détectées, en particulier dans les eaux des poudingues, ceci même en profondeur. Le fleuve constitue la principale source d alimentation de la nappe alluviale, essentiellement à l amont de la vallée. La recharge de la nappe par l aquifère des poudingues représente 20 % environ, ce qui est inférieur aux estimations précédentes. L utilisation conjointe des éléments traces et majeurs met en évidence l hétérogénéité des eaux des poudingues, et permet d évaluer les proportions de mélange. L alimentation de la nappe par les calcaires semble faible. La forte influence chimique des évaporites triasiques limite l utilisation des isotopes du Sr comme marqueur d origine des eaux. Les isotopes du Pb ont fourni des résultats complexes qui semblent montrer une origine à la fois naturelle et anthropique, cette dernière apparemment liée aux pluies. Les isotopes du Ra ont été utilisés afin d estimer le temps de parcours dans la nappe alluviale. La faisabilité analytique de la méthode semble acquise. Malgré d importants échanges avec le milieu traversé, l utilisation des rapports isotopiques semble s affranchir de certains processus complexes.The main goal of this study is to improve the knowledge of the Lower Var Valley aquifers, under both Mediterranean and Alpine influences. Majors, trace elements, and O, Sr and Pb isotopes have been analysed under various hydrological conditions in water of the Low Var Valley including the alluvial aquifer, the Var River, its tributaries and groundwaters from Jurassic limestones and Pliocene conglomerates, which are the substrate of alluvia. Concentrations of most majors and trace elements are often close to the natural background, which gives a baseline quality of waters. High sensitivity in trace element measurement may allow to early detect contamination in any water body. Agricultural and / or residential contaminations have been detected in limestone and above all in conglomerate groundwater. The Var River is the main source of water of the alluvial aquifer, especially in upstream part. Conglomerate groundwater inputs stand for about 20 % of alluvial water recharge, which is lower than previously estimated. The use of both major and trace elements gives evidences of high heterogeneity in conglomerate groundwater and leads to estimate the proportions of inputs to the alluvial aquifer. Recharge of the alluvial aquifer by Jurassic limestones seems to be significant. Strong influence of Triassic evaporates in most samples gives limitation to the use of strontium isotopes as tracers of water origin. Pb isotopes gave complex results, which could suggest both a natural origin and an anthropogenic one that could be related to rainwater. Radium isotopes were used to estimate the flow velocity in the alluvial aquifer. Several techniques demonstrate the analytical feasibility of this approach and despite important exchanges with aquifer matrix, the use of isotopic ratios apparently minimizes the effect of complex processes.NICE-BU Sciences (060882101) / SudocSudocFranceF

Naturally dissolved arsenic concentrations in the Alpine/Mediterranean Var River watershed (France)

International audience• Variations of dissolved arsenic concentration according to water/rock interactions • As in river water originates from Perm-ian and Hercynian metamorphic rocks • 4.2 tons⋅year − 1 of dissolved As is transferred to the Mediterranean Sea. • The use of a mixing model supports the non-conservative nature of arsenic. A detailed study on arsenic (As) in rocks and water from the Var River watershed was undertaken aiming at identifying (i) the origin and the distribution of As in this typical Alpine/Mediterranean basin, and (ii) As input into the Mediterranean Sea. Dissolved As concentrations in the Var River range from 0.1 to 4.5 μg⋅L −1 , due to high hydrological variability and the draining through different geological formations. In the upper part of the Var drainage basin, in the Tinée and the Vésubie valleys, high levels of dissolved As concentrations occur (up to 263 μg ⋅ L −1). The two main sources of As in rocks are the Hercynian metamorphic rocks and the Permian argilites. Highly heterogeneous distribution of As in waters draining through metamorphic rocks is probably related to ore deposits containing arsenopyrite. As, U, W and Mo concentrations in water and rocks correspond to the formation of As-rich ore deposits around Argentera granite by hydrothermal fluids deposited at the end of the Hercynian chain formation, which occurred about 300 My ago. In 2009, weekly monitoring was performed on the Var River (15 km upstream of the mouth), highlighting an average dissolved As concentration (b0.45 μm) of 2.7 ± 0.9 μg⋅L −1 , which is significantly higher than the world-average baseline for river water (0.83 μg ⋅ L −1). Taking the average annual discharge (49.4 m 3 ⋅ s −1) into account and the As levels in the dissolved phase and in deposits of the Var River, dissolved As input into the Mediterranean Sea would be 4.2 ± 1.4 tons⋅year −1 which represents 59% of the total As flux. This study also reveals a probable non-conservative As behaviour, i.e., possible transfer between aqueous and solid phases, during the mixing of the Var River with a tributary