Comportements des contaminants en trace dissous et particulaires (As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn) dans la Seine

From january 1990 to may 1992, 70 samples have been taken on the River Seine at Poses (75 000 km2, the most downstream station, within a water quality pilot study. lnorganic pollutants (As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn) presented here have been sampled, pretreated and analysed in ultra-clean conditions to avoid any contamination. Dissolved levels are somewhat lower than early 80's survey : As = 990, Cd = 27, Hg = 3, Pb = 500, Cu = 1700, Zn = 9200 (in ng/l). The river pollution is more attested by contents in suspended matter : As = 8.5, Cd = 4.9, Hg = 1.2, Pb = 184, Cu = 174, Zn = 161 (in μ g/g). Metals are essentially linked to the particulate matter While arsenic is more present in dissolved fraction excepted during floods when TSS exceed 100 mg/l, and is characterized by a seasonal cycle. During floods dissolved As and Hg are diluted. Contents of all elements in particulates are also decreasing. Median distributions coefficients (Kd) are equivalent to those found in other rivers (*104): As = 0.8, Cd = 16.3, Hg = 49.7, Pb = 44.7, Cu = 9.5, Zn = 5.4. Water quality surveys and flux computations should be adapted to these specific variations.De janvier 1990 à mai 1992, la Seine à Poses (75 000 km2, dernière station du Réseau National de Bassin avant l'estuaire) a fait l'objet d'une étude pilote très complète (70 échantillons). Les contaminants inorganiques en traces (As, Cd, Cu, Hg, Pb, et Zn) présentés ici ont été prélevés et analysés dans des conditions ultrapropres ainsi qu'en attestent les concentrations en solution (ng/l) As = 990, Cd = 27, Hg = 3, Pb = 500, Cu = 1700, Zn = 9200. La pollution du fleuve est reflétée par les teneurs moyennes dans les matières en suspension (μ g/g) : As = 8,5, Cd = 4,9, Hg = 1,2, Pb = 184, Cu = 174, Zn = 611. Les métaux Cd, Hg, Pb, Cu et Zn sont essentiellement sous forme particulaire. L'arsenic est préférentiellement sous forme dissoute sauf lors des crues (où MES>100 mg/l) et présente un cycle saisonnier régulier. Lors des crues, l'arsenic et le mercure dissous sont dilués et les teneurs dans les suspensoïdes de tous ces éléments diminuent. Les médianes des valeurs des Kd (Coefficients de distributions) sont équivalentes à celles trouvées sur d'autres fleuves (*104) : As = 0,8, Cd = 16,3, Hg = 49,7, Pb = 44,7, Cu = 9,5, Zn = 54. Les stratégies de surveillance et de calcul des flux polluants doivent être adaptées aux variations de chacun des éléments

Comportements des contaminants en trace dissous et particulaires (As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn) dans la Seine

De janvier 1990 à mai 1992, la Seine à Poses (75 000 km2, dernière station du Réseau National de Bassin avant l'estuaire) a fait l'objet d'une étude pilote très complète (70 échantillons). Les contaminants inorganiques en traces (As, Cd, Cu, Hg, Pb, et Zn) présentés ici ont été prélevés et analysés dans des conditions ultrapropres ainsi qu'en attestent les concentrations en solution (ng/l) As = 990, Cd = 27, Hg = 3, Pb = 500, Cu = 1700, Zn = 9200. La pollution du fleuve est reflétée par les teneurs moyennes dans les matières en suspension (μ g/g) : As = 8,5, Cd = 4,9, Hg = 1,2, Pb = 184, Cu = 174, Zn = 611. Les métaux Cd, Hg, Pb, Cu et Zn sont essentiellement sous forme particulaire. L'arsenic est préférentiellement sous forme dissoute sauf lors des crues (où MES>100 mg/l) et présente un cycle saisonnier régulier. Lors des crues, l'arsenic et le mercure dissous sont dilués et les teneurs dans les suspensoïdes de tous ces éléments diminuent. Les médianes des valeurs des Kd (Coefficients de distributions) sont équivalentes à celles trouvées sur d'autres fleuves (*104) : As = 0,8, Cd = 16,3, Hg = 49,7, Pb = 44,7, Cu = 9,5, Zn = 54. Les stratégies de surveillance et de calcul des flux polluants doivent être adaptées aux variations de chacun des éléments

Spatial and temporal variability of Total Suspended Solids in the Seine basin

International audienceWe analyze the TSS distribution over the whole Seine basin (67 500 km2, stream order 8) from: 1. a set of 236 stations sampled quaterly to bimonthly from the French national water quality monitoring network over the 1971-1997 period, 2. four stations sampled daily over 3 and 4 years located on stream orders 1, 5, 6 and 8, 3. a weekly survey of the exceptional 1994/95 high water stage at 4 stations upstream and downstream of Greater Paris (10 M. people). Due to very low relief and even rainfall distribution over the year, the Seine and its river network from order 3 to 8, are characterized by very low TSS: 79% of medians (C50%) are between 8 and 32 mg l-1 and maximum TSS barely reach 300 mg l-1. Due to similar relief distributions, runoff patterns and geology in all sub-basins, major tributaries have near-identical long-term TSS regimes and seasonal variations during the 1994/95 flood stage. Second order TSS variations are linked to lithology: streams draining argillaceous and marl terrains are up to 3 and 4 times more turbid than those draining limestones and chalks. Basin size was also tested: the TSS range (quantiles C1% to C99%) decreases from order 1 to 8, and quantiles levels C10% to C75% double from order 3 to 8. Human impacts on TSS levels are quite limited: Greater Paris influence on longitudinal profiles is not observed; in periurban streams, where population density reach 1000 p km-2, TSS levels are twice those observed in rural conditions (40 p km-2): C75% are 32 ± 12 and 17.5 ± 9 mg l-1, respectively. In orders 6 to 8, the lower TSS quantiles (C10% and C25%) are higher than in orders 3 - 5, this can be attributed to eutrophication and/or to an important fluvial traffic. No significant trend was observed on the TSS distributions at the river mouth from 1971 to 1997. Comparison with a previous daily survey in 1863-1866 showed present marked decrease of average TSS and TSS yearly range attributed mostly to locks

Transferts d'eau, de matières dissoute et particulaire dans le réseau fluvial

Extrait de documentThough most of its basin is subjected to intensive farming practices, suspended sediments concentrations are very low over the whole network of the Seine river: 15 to 20 mg.L-1 for means and medians, with maxima that seldom exceed 200 mg.L-1. Mean transport of sediment over the basin is close to 10 t.km-2.y-1. 80 % of suspended sediments are transferred during the flood rise, a period which lasts for 1% of the year on small brooks, and for 25% of the year on the lower Seine. TSS values show a net decrease with stream order (1 to 1000 mg.L-1 for the first order, 5 to 150 mg.L-1 for the order 8). As far as water flow is concerned, we observe that basin size has no influence on mean specific discharges, which stay rather constant from the Mélarchez brook to the lower Seine. However, low flows (flows exceeded 90 % of the time) increase sharply from 0.37 L.s-1.km-2 for the Orgeval river (104 km-2) to 3.2 L.s-1.km-2 for the Marne river (12500 km-2). Inversely, specific daily discharges of large floods (daily flows exceeded only 0.5 % of the time) decrease sharply from 167 L.s-1.km-2 for the Mélarchez brook (7 km-2) to 29.6 L.s-1.km-2 for the lower Seine (65 000 km-2).Malgré l'agriculture intensive pratiquée sur son bassin, le réseau fluvial de la Seine est partout caractérisé par des charges très faibles en Matières en Suspension (MES): 15 à 20 mg.L-1 pour les moyennes et les médianes, avec des maxima ne dépassant guère 200 mg.L-1 et un transport moyen de l'ordre de 10 t.km-2.an-1. Au total, 80% des MES sont transférées lors des montées de crues qui se produisent pendant 1 % de l'année sur les ruisseaux, et pendant 25 % de l'année sur la Seine Aval. Les gammes de MES journalières relevées à quatre stations d'ordres 1 à 8 font apparaître une décroissance très marquée (1 à 1000 mg.L-1 à l'ordre 1, 5 à 150 mg.L-1 à l'ordre 8). En ce qui concerne les flux hydriques, on observe que la taille des bassins ne joue pas de rôle sur les débits spécifiques moyens, qui restent très proches depuis le ruisseau de Mélarchez (77) jusqu'à la Seine Aval. En revanche, les débits d'étiage dépassés 90 % du temps croissent fortement de 0.37 L.s-1.km-2 pour l'Orgeval (104 km-2) à 3.2 L.s-1.km-2 pour la Marne (12500 km-2). Inversement, les débits spécifiques journaliers de très forte crue (dépassés 0.5 % du temps) décroissent fortement de 167 L.s-1.km-2 pour Mélarchez (7 km-2) à 29.6 L.s-1.km-2 pour la Seine (65 000 km-2)

Intercomparaison de méthodes d'échantillonnage des matières en suspension en milieu fluvial : application à la mesure de la concentration en micropolluants métalliques

International audienceThis study aims at comparing several methods of sampling suspended matter to measure particulate metals (centrifuging, sequential sampling and filtration, cartridge filtration, immersed traps, emerged decanter). Two field experiments were un¬ dertaken downstream of the Nogent/Seine nuclear power plant, during a flood period and a dry summer period. The methods examined were compared on the basis of several criteria : total particulate metal concentrations (Cu, Zn, Fe, Mn), granulometric spectra of several samples, bio-geochemical spéciation of particulate metals.Le but de l'étude décrite dans le présent article est de comparer plusieurs méthodes de prélèvement de matières en suspension (centrifugation, prélèvement séquentiel d'eau et filtration, filtration sur cartouches, trappes immergées, décanteur émergé (dit MIM), afin d'évaluer la représentativité de l'échantillonnage et la faisabilité des techniques testées pour l'évaluation des concentrations en micropolluants métalliques particulaires. A cette fin, deux campagnes d'intercomparaison ont été organisées en aval de la centrale nucléaire de Nogent/Seine, au cours de deux périodes hydrologiques contrastées. La représentativité des diverses techniques mises en jeu a été testée par le suivi de la concentration totale en divers métaux traces (Cu, Zn, Fe, Mn), par la mesure des spectres granulométriques des échantillons recueillis et par l'évaluation de la spéciation biogéochimique des métaux particulaires. Mots clés. Échantillonnage, Matières en suspension, Métaux

Intercomparaison de méthodes d'échantillonnage des matières en suspension en milieu fluvial : application à la mesure de la concentration en micropolluants métalliques

International audienceThis study aims at comparing several methods of sampling suspended matter to measure particulate metals (centrifuging, sequential sampling and filtration, cartridge filtration, immersed traps, emerged decanter). Two field experiments were un¬ dertaken downstream of the Nogent/Seine nuclear power plant, during a flood period and a dry summer period. The methods examined were compared on the basis of several criteria : total particulate metal concentrations (Cu, Zn, Fe, Mn), granulometric spectra of several samples, bio-geochemical spéciation of particulate metals.Le but de l'étude décrite dans le présent article est de comparer plusieurs méthodes de prélèvement de matières en suspension (centrifugation, prélèvement séquentiel d'eau et filtration, filtration sur cartouches, trappes immergées, décanteur émergé (dit MIM), afin d'évaluer la représentativité de l'échantillonnage et la faisabilité des techniques testées pour l'évaluation des concentrations en micropolluants métalliques particulaires. A cette fin, deux campagnes d'intercomparaison ont été organisées en aval de la centrale nucléaire de Nogent/Seine, au cours de deux périodes hydrologiques contrastées. La représentativité des diverses techniques mises en jeu a été testée par le suivi de la concentration totale en divers métaux traces (Cu, Zn, Fe, Mn), par la mesure des spectres granulométriques des échantillons recueillis et par l'évaluation de la spéciation biogéochimique des métaux particulaires. Mots clés. Échantillonnage, Matières en suspension, Métaux

Sedimentary Archives Reveal the Concealed History of Micropollutant Contamination in the Seine River Basin

Sedimentary archives provide long-term records of particulate-bound pollutants (e.g. trace metal elements, PAHs). We present the results obtained on a set of selected cores from alluvial deposits within the Seine River basin, integrating the entire area's land uses upstream of the core location, collected upstream and downstream of Paris megacity and in the estuary. Some of these cores go back to the 1910s. These records are complemented by in-depth studies of the related pollution emissions, their regulation and other environmental regulations, thereby establishing contaminant trajectories. They are representative of a wide range of contamination intensities resulting from industrial, urban and agricultural activities and their temporal evolution over a 75,000 km2 territory. A wide set of contaminants, including metals, radionuclides, pharmaceuticals and up to 50 persistent organic pollutants, have been analysed based on the Seine River sediment archives. Altogether, more than 70 particulate contaminants, most of them regulated or banned (OSPAR convention, European Water Framework Directive (WFD 2000/60/EC)), were measured in dated cores collected at 7 sites, resulting in a large data set. After drawing a picture of the literature devoted to sedimentary archives, the findings resulting from several decades of research devoted to the Seine River basin will be used, together with other studies on other French and foreign rivers, to illustrate the outstanding potential of sedimentary archives. The limitations of using sedimentary archives for inter-site comparison and the approaches developed in the PIREN-Seine to overcome such limitations such as selecting pertinent indicators (specific fluxes, per capita release, leakage rate, etc.) will be described. The very complex interactions between humans and their environment will be addressed through questions such as the impact on the spatial and temporal trajectories of contaminants of factors such as wastewater management, deindustrialisation within the Seine River basin, implementation of national and EU environmental regulations, etc. This chapter will show how such studies can reveal the persistence of the contamination and the emergence of new pollutants, e.g. antibiotics. It will propose indicators for the evaluation of the environment resilience and the efficiency of environmental policies