Contamination en métaux biodisponibles : variabilité temporelle en amont et en aval de Paris

Depuis une vingtaine d’années, on considère que le paramètre explicatif de la biodisponibilité d’une solution métallique est la concentration en métal cationique libre, sauf exceptions notoires (e.g. le méthyl-mercure, les complexes de la glycine). Le FIAM (« Free Ion Activity Model », (Morel 1983)), puis le BLM (“Biotic Ligand Model”, (De Schamphelaere and Janssen 2002)), fournissent le cadre conceptuel d’interprétation de très nombreuses expériences portant sur la biodisponibilité des métaux en présence de ligands. La concentration en ion libre représente en fait la réactivité du métal par rapport à des ligands potentiels, parmi lesquels la membrane biologique. C’est ainsi que le formalisme de l’ion libre a pu être étendu à celui du modèle du ligand biologique qui représente l’organisme comme une collection de sites de complexation pour le métal. Ce modèle permet d’expliquer pourquoi les métaux sont également moins toxiques en présence de calcium, car le calcium entre en compétition avec le métal pour les sites biologiques. Bien que les concentrations en métaux libres soient généralement très faibles dans le milieu naturel (typiquement, dans le cas du cuivre, de l’ordre de 1%, (Xue, Oestreich et al. 1996)), c’est vraisemblablement là, plutôt que dans les stocks particulaires (pourtant plus importants), que l’impact biologique est à rechercher. Cette façon différente d’envisager la contamination métallique des eaux de surface est complémentaire de l’inventaire du contenu des sédiments et des matières en suspension, dans la mesure où ces stocks réagissent de façon continue avec la phase dissoute. On sait par exemple que dans des conditions rédox particulières, la réduction des oxydes de fer conduit à la resolubilisation des métaux trace qui pouvaient être préalablement adsorbés, alors que, dans la colonne d’eau normalement oxygénée, les métaux dissous ont une affinité très forte pour les particules organiques. De même, dans la phase dissoute, la répartition entre métaux libres ou complexés est dynamique et varie selon la nature de la matière organique dissoute en présence. Notre objectif est de mesurer et comprendre les variations de concentrations et de flux des métaux biodisponibles en Seine. Pour cela, nous avons évalué en laboratoire la méthode DGT (gradient de diffusion en couche mince), que nous avons cette année déployée en Seine. Les variations spatio-temporelles des concentrations en métaux dissous et labiles nous renseignent à la fois sur les processus qui les contrôlent et sur l’origine de ces métaux.