Becquer, Thierry

Garnier, J.

Martins, E.S.

Quantin, C.

Horizon / Pleins textes

Journées Nationales de l’Etude des Sols, 3-4-5 avril 2007, Angers 
 
 425
Compartimentation et disponibilité du chrome dans les sols ultramafiques 
du massif de Niquelândia, Brésil 
 
Garnier Jérémie1, Quantin Cécile1, Martins Eder S.2, Becquer Thierry3 
 
1 UMR 8148 IDES, Univ. Paris Sud, 91405 Orsay 
2 Embrapa Cerrados, 73301-970 Planaltina-DF, Brésil 
3 UMR 137, IRD-Embrapa, 71619-970 Brasilia-DF, Brésil 
 
Introduction 
 
Les sols développés de roches ultrabasiques (péridotite, pyroxénite) sont riches en 
métaux, particulièrement Ni et Cr. La dynamique de Ni et son impact sur les écosystèmes sont 
relativement bien connus, alors que pour le Cr les connaissances sont plus limitées. Cr est 
présent dans les sols sous deux formes : Cr(III) qui est un micro nutriment, et Cr(VI) qui est 
un puissant oxydant et toxique. Dans les sols ultrabasiques, des teneurs atteignant 15000 
mg.kg-1 ont été reportées (Oze et al., 2004), mais, bien plus que sa teneur totale, c’est la 
fraction échangeable de Cr qui est reliée à sa toxicité. Il est donc essentiel de déterminer à la 
fois les quantités de Cr dans le sol, sa compartimentation et sa spéciation, afin d’évaluer au 
mieux son impact sur les écosystèmes ultrabasiques. Les objectifs de l’étude présentée ici 
étaient donc de déterminer la compartimentation et la spéciation de Cr dans des sols d’une 
toposéquence représentative du massif ultrabasique de Niquelândia, Brésil, en couplant des 
approches minéralogiques et chimiques. 
 
Matériels et méthodes 
 
Quatre fosses pédologiques (TOP7, 8, 9 et 5) ont été creusées le long d’une topo 
séquence représentative du massif ultrabasique de Niquelândia, état du Goias, Brésil (S14°18-
E48°23), et les sols décrits et échantillonnés, ainsi que des échantillons de saprolite, 
pyroxénite et chromite. 
Des analyses en DRX ont été réalisées sur poudres totales. Les analyses élémentaires 
totales ont été réalisées après dissolution complète des échantillons finement broyés (Garnier 
et al., 2006). Cr(III) et Cr(VI) échangeables ont été déterminés après extraction avec KCl 1M 
et KH2PO4 0,1M, respectivement (rapport 1/25, m/v). La compartimentation des métaux a été 
étudiée par des extractions sélectives séquentielles, qui permet de distinguer 7 fractions 
géochimiques (Quantin et al., 2002). 
 
Résultats et discussion 
 
La minéralogie des sols est dominée par les oxydes de fer (hématite et goethite), les 
spinelles (chromite et magnétite), et le quartz. Le profil supérieur (TOP7) contient également 
des phyllosilicates (nontronite nickelifère) et des pyroxènes. Les teneurs en Fe et Al sont 
particulièrement élevées dans les sols TOP8 et 9, les teneurs en Fe étant inférieures dans les 
sols 7 et 5. Les caractéristiques morphologiques, minéralogiques et chimiques des sols 
permettent de considérer les sols 8 et 9 comme des Ferralsols et les sols 7 et 5 comme des 
Cambisols (FAO, 1998). 
La teneur en chrome (Cr) des sols est particulièrement élevée, variant de 5000 à 12000 
mg.kg-1, et augmentant avec la profondeur. Les extractions sélectives séquentielles montrent 
que la majorité du Cr est associée aux oxydes de fer bien cristallisés (70%), une fraction 
Journées Nationales de l’Etude des Sols, 3-4-5 avril 2007, Angers 
 
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moins importante (5 à 30%) étant associée à la fraction résiduelle renfermant les spinelles. La 
fraction échangeable de Cr est importante, très largement supérieure à celle mesurée dans 
d’autres sols ultrabasiques, et augmente avec la profondeur (0-1000 mg.kg-1). Cette fraction 
représente 0 à 1,9% Crtot pour Cr(III) et 0 à 10,3% Crtot pour Cr(VI). Le chrome échangeable 
est donc majoritairement sous sa forme hexavalente, toxique. Le ΔpH (pHKCl-pHH2O) des sols 
est positif et augmente avec la profondeur, indiquant que la capacité d’échange anionique est 
supérieure à la capacité d’échange cationique en profondeur. De plus, une forte corrélation 
existe entre ΔpH et Cr échangeable. 
L’ensemble de ces résultats montre un contrôle de la dynamique du chrome, et donc de 
son impact sur l'écosystème, par les oxydes de fer, amorphes et bien cristallisés. 
 
Références 
 
Garnier J., Quantin C., Martins E.S., Becquer T., 2006. Solid speciation and availability of chromium in 
ultramafic soils from Niquelândia, Brazil. J. Geochem. Expl., 88, 206-209 
Oze, C., Fendorf, S., Bird, D.K., Coleman, R.G., 2004. Chromium geochemistry of Serpentine soils. 
International geology review, Vol.46, p. 97-126. 
Quantin, C., Becquer, T., Rouiller, J.H., Berthelin, J., 2002. Redistribution of Metals in a New Caledonia 
Ferralsol after Microbial Weathering.  Soil Sci. Soc. Am. J., 66:1797-1804. 
 
Association Française pour l’Etude des Sols 
 
 
 
 
 
Actes des 9es 
 
Journées Nationales de l’Etude des Sols 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3 au 5 avril             2007 ANGERS 
 
Institut National d’Horticulture 
UMR SAGAH 
 
 
 
 
© AFES – INH, 2007 
Actes des 9es Journées Nationales de l’Etude des Sols, 3-5/4/2007 
J.P. Rossignol (ed) Angers 


Actes des 9èmes journées nationales de l'étude des sols

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