Étude du rôle d’une zone humide sur la rétention de métaux et de l’iode : cas de l’hydrosystème Rhénan
Les zones humides (ZH), situées à l’interface entre compartiments atmosphérique, terrestre et aquatique, sont capable de stocker les matières organiques et le CO2 atmosphérique, jouant ainsi un rôle écologique de régulation crucial. Les matières organiques (MO) stockées leur confèrent également la capacité de piéger divers micropolluants des hydrosystèmes (fluviaux), y compris des micropolluants métalliques et organiques. Elles sont également capables de retenir des éléments qui sont très mobiles dans d’autres milieux, tels que l’iode. Or, cette fonction de filtration des eaux peut être affectée par une modification des paramètres environnementaux, comme celles induites par le changement climatique global. Il est donc primordial d’examiner les processus internes aux zones humides qui contribuent à la rétention -ou la libération potentielle- des micropolluants, en particulier sous l’effet de ces changements. Cette thèse se concentre sur l’étude d’un continuum zone humide (berge)-eau-sédiment dans l’hydrosystème fluvial du Rhin. Cet hydrosystème subit des influences anthropogéniques notables, incluant des activités industrielles, urbaines et agricoles à l’origine de rejets de micropolluants, tels que l’iode (I), des éléments traces métalliques (ETM), et des molécules organiques (résidus médicamenteux, pesticides, etc.), qui exercent une pression sur les milieux terrestres et aquatiques.
En particulier, l’accumulation des micropolluants organiques dans la ZH et leurs interactions avec les micropolluants métalliques sont peu connus. Les objectifs de la thèse sont d’identifier les transferts de l’iode (I) et des ETM (Pb, Mn, Co, Cs) dans le continuum, et les interactions entre micropolluants, matières organiques et minéraux qui les contrôlent. Les études s’orienteront selon trois axes :
- Caractériser finement le continuum sols de la ZH – eaux – sédiments : quantifier l’I et les ETM, quantifier et identifier les molécules organiques constitutives des MO ;
- Élucider les mécanismes des transferts de l’I et des ETM dans le continuum : quantifier in natura les fractions labiles, disponibles et mobiles, et identifier les espèces chimiques (colloïdales, organiques, inorganiques…) impliquées (« spéciation ») ;
- Anticiper le rôle de paramètres physico-chimiques clés sur les interactions et transferts par des études en laboratoire de systèmes modèles minéral-MO-ETM.
Ce travail couple des études multi-échelles du continuum considéré et des expériences en laboratoire, et inclut des prélèvements d’échantillons environnementaux, des analyses de terrain par capteurs in-situ, des analyses chimiques de diverses matrices, et des analyses moléculaires par des techniques spectroscopiques / spectrométriques avancées.