2. Les métaux lourds et le sol
Que deviennent les métaux dans le sol ? Leur sort dépend du métal et du sol étudié. Une partie est volatilisée (mercure). Une partie part avec le ruissellement. Une partie pénètre dans le sol. Un sol est un ensemble complexe, constitué de plusieurs fractions ou « phases ». La phase solide ne représente que la moitié du volume, le reste étant constitué d'eau et de gaz.
Sol
|
Phase solide (50 % du volume) |
Autres phases (eau, gaz) |
||||||||
|
matière minérale (95 - 98 %) |
matière organique (2 - 5 %) |
||||||||
|
Argiles |
Oxydes de fer et de manganèse |
Acides 10 % |
Polysaccharides 30 % |
Substances chimiques 50 - 60 % |
|||||
|
E T M |
|||||||||
L'étude de la répartition d'un élément trace métallique entre les composants solides s'appelle la spéciation appréhendée par une technique qui porte le nom « d'extraction séquentielle ».
Cette répartition se présente schématiquement comme suit :
La variable déterminante est le degré de solubilité du métal . Si le métal est soluble, il va passer dans les nappes et/ou dans la plante ; s'il est insoluble, il va rester dans le sol. Cette connaissance est fondamentale car elle détermine à la fois le risque réel lié à la mobilisation dans l'eau et le remède éventuel : certaines plantes peuvent capter les métaux lourds et, par conséquent, constituer une voie de réhabilitation dans l'avenir si l'on arrive à développer des techniques adaptées.
La solubilité va dépendre de plusieurs facteurs :
- le plus important est l'acidité du sol. En règle générale, un sol acide facilite la mobilisation. Un sol calcaire contribue à l'immobilisation de certains métaux (certains éléments réagissent différemment, notamment l'arsenic, plus mobile dans un sol calcaire). La maîtrise de l'acidité (mesurée par le pH) est un élément de contrôle de la mobilité des éléments traces métalliques. La présence d'argiles ou d'oxydes de fer et de manganèse va jouer le rôle de piège pour les contaminants métalliques.
- l'apport de matières fertilisantes, notamment de boues, est l'un des éléments de contrôle de la mobilité. La boue chaulée, avec apport de calcaire diminue la mobilité (sauf exception pour l'arsenic).
- l'origine de l'apport. Les éléments traces métalliques se diffusent plus ou moins facilement selon qu'il s'agit de rejets isolés ou s'ils proviennent de boues. Pour simplifier, les métaux lourds dans les boues restent dans celles-ci, au moins pendant un certain délai.
- l'aération des sols. Un tassement des sols (lié au passage d'engins...) accroît la mobilité et la diffusion dans les eaux souterraines. Un sol aéré permet d'activer les composés de fer et de manganèse présents dans le sol. Ces composés, peu solubles, maintiennent et immobilisent les métaux.