Résumés
Résumé
Comme beaucoup de cours d’eau proches des régions urbanisées au Brésil, la rivière du Passauna et son réservoir d’eau alimentant la ville de Curitiba souffrent d’un problème de pollution organique sous l’effet d’une pression anthropique croissante. Par ailleurs, une étude récente a détecté un phénomène surprenant d’enrichissement des sédiments par du plomb (>100 ppm) et du chrome (>200 ppm), malgré les mesures prises pour protéger ce bassin contre la pollution industrielle. Le présent travail a cherché à vérifier la réalité de cette pollution métallique et à comprendre la nature des sources polluantes. Des mesures d’éléments traces métalliques (ETM) ont été effectuées dans l’eau et les sédiments au moyen de techniques propres, complétées par des analyses granulométriques et de carbone organique total (COT) dans les sédiments. L’interprétation des résultats s’est appuyée sur le calcul d’indices de contamination (Facteur d’enrichissement et Index de géo-accumulation) et d’outils d’analyse statistique (corrélation, ACP) pour identifier l’origine des métaux traces ayant enrichi les sédiments. Ce travail a montré qu’une ancienne décharge municipale, située en bordure de la rivière, avait un impact modéré et localisé sur les sédiments pour Cu, Pb et Zn. Sur le reste de la zone d’étude, aucun autre impact par le Pb n’a été constaté, mais les résultats obtenus indiquent l’existence d’une source géogénique diffuse enrichissant les sédiments superficiels avec du Cr dans la partie inférieure de la rivière et l’entrée du réservoir.
Mots-clés :
- contamination métallique,
- indices de contamination,
- ressource en eau,
- chrome,
- analyse statistique
Abstract
Like many watercourses close to urbanized areas in Brazil, the Passauna River and its reservoir supplying the city of Curitiba suffers from organic pollution due to growing anthropogenic pressure. However, a recent study has detected a surprising enrichment of the sediments by Pb (> 100 ppm) and Cr (> 200 ppm), despite this basin’s protection against industrial pollution. The objective of this study was to assess the reality of this pollution and to understand the nature of the polluting sources. Measurements of trace metals were performed in water and sediments sampled in this basin, using trace-metal clean techniques and supplemented by grain-size and total organic carbon (TOC) analysis for sediments samples. The interpretation of the results has been supported by the calculation of contamination indexes (Enrichment Factor, Geo-accumulation Index) and the use of statistical analysis tools (correlation, PCA). This work showed that a former municipal landfill, located along the bank of the river, had a light and localized impact on the sediments with Cu, Pb and Zn. No impact with Pb has been recorded in the rest of the study area, but a geogenic source explaining the enrichment of superficial sediments with Cr has been detected in the lower part of the river and entrance of the reservoir.
Keywords:
- metal contamination,
- water resource,
- contamination indexes,
- chromium,
- statistic analysis
Veuillez télécharger l’article en PDF pour le lire.
Télécharger
Parties annexes
Remerciements
Les auteurs remercient le Département d’hydrologie et traitement de l’eau de l’Université fédérale du Paraná qui a soutenu ce projet, les laboratoires de l’IAP, du LAMIR et du LACTEC pour leur aide à l’analyse des échantillons et le Département de Chimie et Biologie de l’Université technique fédérale du Paraná qui a gracieusement mis à leur disposition son équipement d’absorption atomique.
Bibliographie
- ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1982, Análise granulométrica de solos/método de ensaio - NBR 7181/1982, Rio de Janeiro.
- Ackerman, F., 1980, A procedure for correcting grain size effect in heavy metal analysis of estuarine and coastal sediments, Environ. Tech. Letters, 1, pp. 518–257.
- Andreoli, C. V., C. Carneiro et E.S. Pegorini, 2003, Caracterização geoquímica de sedimentos do lago IRAI, região metropolitana de Curitiba/PR, Brasil. IV Seminário do Projeto Interdisciplinar sobre Eutrofização de Águas de Abastecimento Público na Bacia do Altíssimo Iguaçu, Curitiba, PR, Brésil, [En ligne] URL : http://www.sanepar.com.br/sanepar/gecip/Congressos_Seminarios/Eutrofizacao/art006.pdf, Consulté le 26 février 2010.
- APHA, AWWA et WPC, 1999, Standard methods for the examination of water and wastewater, Washington DC, USA, APHA , 20e éd., 1368 p.
- Bocalon, T.S., 2007, Estudos de sedimentos do rio Passauna, com ênfase na determinação de metais pesados, Curitiba, Curitiba, Brésil, Mémoire de Mastère, Université Positivo, 104 p.
- Chapman, D., 1992, Water quality assessments : a guide to the use of biota, sediments and water in environmental monitoring, Londres, UK, Chapman & Hall Ltd, 584 p.
- Comber, S.D.W et A.M Gunn, 1996, Heavy metals entering sewage treatment works from domestic sources, Journal of Ciwen, 10, pp. 137-142.
- CONAMA, Conselho nacional do meio ambiente, 2004, Estabelece as diretrizes gerais e os procedimentos mínimos para a avaliação do material a ser dragado em águas jurisdicionais brasileiras, e dá outras providências, MME, Ministère de l’environnement du Brésil, décret n° 344.
- CONAMA, Conselho nacional do meio ambiente, 2005, Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências, MME, Ministère de l’environnement du Brésil, décret n° 357.
- CPRM, Serviço geológico do Brasil, 1999, Carta Metalogenética / Previsional – Folha Curitiba – SG 22-X-D-I. échelle 1 :100000, [En ligne ] URL : ftp://ftp.cprm.gov.br/pub/pdf/curitiba/curitiba_ctmetalogenetica.pdf, Consulté le 17 mars 2010.
- EUROGEOSURVEYS, Geological Surveys of The European Union, 2005, The Geochemical Atlas of Europe, pp. 127-132, [En ligne] URL : http://www.gtk.fi/publ/foregsatlas/. Consulté le 20 février 2010.
- EMBRAPA, 2009, Manual de Análises Químicas de Solos, Plantas e Fertilizantes. Embrapa Informação Tecnológica, Brasilia, Brésil, 624 p.
- Environnement Canada, 2008, Utilisation des critères du devenir et des effets pour déterminer un seuil de déclaration d’une substance chimique aux fins de l’inventaire national des rejets polluants, [En ligne] URL : http://www.ec.gc.ca/inrp-npri/default.asp?lang=fr&n=E746ABFF-1, Consulté le 12 mars 2010.
- Horowitz, A.J. et K.A. Elrick, 1987, The relation of stream sediment surface area, grain size and composition to trace element chemistry, Appl. Geochem., 2, pp. 437-451.
- Fandeur, D., 2009, Dynamique et spéciation du chrome à l’échelle d’un bassin versant en Nouvelle-Calédonie : L’exemple du Massif du Koniambo, Paris, Mémoire de Doctorat, Institut de Physique du Globe de Paris, Université de Jussieu, 225 p.
- Förstner, U. et W. Solomons, 1980, Trace metals analysis on polluted sediments. Part I : assessment of sources and intensities, Environ. Tech. Letters, 1, pp. 494-505.
- Meger, D.G., 2007, Material particulado suspenso e macro constituintes iônicos em um reservatório de abastecimento : o caso do rio Passauna, Curitiba, Paraná, Brasil, Curitiba, Brésil, Mémoire de Mastère, Université Positivo, 141 p.
- MINEROPAR, Sistema de informações geoquímicas do estado do Paraná, 2001, Atlas geoquímico da folha Curitiba – Geoquímica dos sedimentos de fundo / SG-22-XD-I, Curitiba, Brésil, 80 p.
- Masson, M., G. Blanc et J. Schafer, 2006, Geochemical signals and source contributions to heavy metal (Cd, Zn, Pb, Cu) fluxes into the Gironde Estuary via its major tributaries, Science of the total env., 370, pp. 133–146.
- Müller, G., 1969, Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine River, Geojournal, vol. 2, pp. 108–118.
- N’Guessan, Y.M., 2008, Dynamique des éléments traces dans les eaux de surface des bassins versants agricoles de Gascogne. Toulouse, Mémoire de doctorat, Agrosystèmes, Ecosystèmes et Environnement, INPT-ENSAT-Ecolab, 253 p.
- Newman, B.K. et R.Watling, 2007, Definition of baseline concentrations for assessing metal enrichment of sediment from the south-eastern Cape coastline of South Africa, Durban, South Africa, Coastal and Marine Pollution, Natural Resources and the Environment, CSIR, Water SA, 133, 5, pp. 675-691.
- Ouyang Y., J.E. Zhang et L.T. Ou, L, 2006, Temporal and Spatial Distributions of Sediment Total Organic Carbon in an Estuary River, Journal of Env. Qual., 100, pp. 35-93.
- Pawlikowski, M., E. Szalinska, M. Wardas et J. Dominik, 2006, Chromium Originating from Tanneries in River Sediments : a Preliminary Investigation from the Upper Dunajec River (Poland), Polish journal of env. studies, 15, 6, pp. 885-894.
- Rubio, B., M.A. Nombela et F.M. Vilas, 2000, Geochemistry of major and trace elements in sediments of the Ria de Vigo (NW Spain) : an assessment of metal pollution, Vigo, Espagne, Metal Poll. Bulletin, 40, 11, pp. 968-969.
- Soares, H.M.V.M., R.A.R. Boaventura, A.A.S.C Machado et J.C.G. Esteves da Silva, 1999, Sediments as monitors of heavy metal contamination in the Ave river basin (Portugal) : multivariate analysis of data, Env. Poll., 105, 3 , pp. 311-323.
- US ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1996, Method 1669 : Sampling Ambient Water for Trace Metals at EPA Water Quality Criteria Level, Washington DC, USA, Office of water, 39 p.
- US ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1997, Test methods for evaluation solid waste : Physical/chemical methods, Integrated method (SW-846), METHOD 3050B, Springfield, USA, Office of Solid Waste’s, 12 p.
- Vasconcelo, L.D.S., 2010, Qualidade e percepção ambiental : estudo de caso da bacia hidrográfica do Rio Passaúna, Curitiba, Brésil, Mémoire de Mastère, Université Fédérale du Paraná, 205 p.
- Xavier, D.F.C., 2005, Avaliação da influencia do uso e ocupação do solo de características geomorfológicas sobre a qualidade das águas de dois reservatórios da região metropolitana de Curitiba, Curitiba, Brésil, Mémoire de Mastère, Université Fédérale du Paraná, 154 p.
- Zirkl, F., 2003, Desenvolvimento urbano de Curitiba (Brasil) : Cidade modelo ou uma exceção ?, Varsovie, Actas latinoamericanas de Varsovia, 26, pp. 87-98.