Particulate contaminant fluxes in the Upper Rhône River
Flux de contaminants particulaires sur le Haut Rhône
Résumé
Suspended particulate matters (SPM) have been recognized as the main way of transport for the hydrophobic contaminants. Estimating particulate contaminant fluxes is thus of huge interest for waterquality managers in order to identify sources, transport and fate of contaminants at the river basin scale, and to plan remediation measures. The particulate contaminant flux across a river section is the product of the water discharge, the SPM concentration and the contaminant content adsorbed on particles. In order to evaluate particulate fluxes of PCBs and Hg with minimal uncertainty and to investigate the spatio-temporal variability of these fluxes, a dedicated monitoring network was set up in September 2011 on the Upper Rhône River (France), and on the outlets of its main tributaries. The monitoring strategy relies on fortnightly measurements of contaminant concentrations and a specific monitoring of flood events. In order to collect a sufficient amount of SPM to allow for contaminant analysis (PCBs, Hg), appropriate centrifugation and filtration devices were deployed. This study highlighted that for PCBs and Hg, SPM concentration monitoring is essential during flood events to avoid an underestimation of fluxes. Indeed, SPM concentration appeared to be the most influencing parameter of the flux assessment, as it varied from 1 to 1000 mg/L between base-flow and flood periods. Nevertheless, contaminant concentrations should be accurately studied during hydrological events as they appeared to vary between base-flow and sediment-laden events.
Les contaminants hydrophobes sont majoritairement transportés par les matières en suspension (MES). L'évaluation des flux de contaminants particulaires représente donc un enjeu important pour les gestionnaires du fleuve afin d'identifier les sources, le transport et le devenir de ces contaminants à l'échelle du bassin versant, et de mettre en place des politiques environnementales adaptées. Le flux d'un contaminant particulaire à travers une section du fleuve est le produit du débit, de la concentration en MES et de la teneur en contaminant adsorbé sur les particules. Afin de calculer les flux de PCB et de mercure avec une incertitude minimale et d'étudier la variabilité spatio-temporelle de ces flux, un réseau de surveillance dédié a été mis en place en septembre 2011 sur le Haut-Rhône (France) et à l'exutoire de ses principaux affluents. La stratégie de suivi repose sur des prélèvements bimensuels de MES et sur une fréquence de prélèvement renforcée pendant les crues. Une centrifugeuse et un système de filtration adaptés sont utilisés pour collecter suffisamment de MES pour permettre l'analyse des contaminants en laboratoire. Cette étude a montré que, pour les PCB et le mercure, le suivi de la concentration en MES lors des crues est essentiel pour éviter une sousestimation des flux. En effet, la concentration en MES apparaît comme le paramètre influençant le plus le calcul de flux, puisqu'il varie de 1 à 1000 mg/L entre le régime de base et les périodes de crue. Cependant, les données collectées ont montré que les teneurs en contaminants dans les MES varient également au cours des événement hydrologiques mobilisant d'importantes concentrations en MES. Un suivi de ces teneurs en régime de base et en crue est donc nécessaire pour quantifier ces variations.