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HAL
open science

# RMQS et contaminants : nouveaux traitements sur les contaminants historiques et nouveaux contaminants mesurés

Nicolas P. A. Saby, Claudy Jolivet, Antonio Bispo, Claire Froger

► To cite this version:

Nicolas P. A. Saby, Claudy Jolivet, Antonio Bispo, Claire Froger. RMQS et contaminants : nouveaux traitements sur les contaminants historiques et nouveaux contaminants mesurés. Rendez-vous RMQS 2022, INRAE InfoSol, May 2022, Orléans, France. hal-04181556

HAL Id: hal-04181556

https://hal.inrae.fr/hal-04181556

Submitted on 16 Aug 2023

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Gis Sol

GROUPEMENT
D'INTERÉT SOL
SCIENTIFIQUE

# RMQS et contaminants :
nouveaux traitements sur les contaminants
historiques et nouveaux contaminants mesurés

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Nicolas Saby¹, Claudy Jolivet, Antonio Bispo, Claire Froger et al.
INRAE - Infosol

INRAO

Journées RMQS 2022
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> Objectifs

Panorama

* « Nouveaux » contaminants étudiés

• Micro plastiques

• Les composés organiques volatiles

* Nouveaux développements sur les mesures RMQS contaminants de la première campagne

• Éléments traces (métalliques)

• Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (Froger et al, 2020)

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> Objectifs

- Mieux comprendre les déterminismes biotiques et abiotiques des émissions de COVb par les sols agricoles: matière organique présente, la composition des communautés microbiennes du sol, et le niveau et la nature (diversité des composés) des émissions de COVb.

- Proposer un modèle des émissions de COVb par les sols agricoles couplé à un modèle de dégradation de la matière organique du sol.

- Proposer un cadastre dynamique des émissions de COVb par les sols français basé sur les facteurs d'émissions déterminé expérimentalement et les résultats de la modélisation.

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> Matériel et méthode

Echantillonnage basé sur phytosol

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PTRMS
(COV)

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PTR-QITOF-MS un spectromètre de masse (MS) à temps de vol (TOF) avec une source d'ionisation par transfert de proton (PTR) et un quad (Qi)
# MICROSOF
## Recherche de microplastiques dans 42 sols français

Maialen PALAZOT, Mikaël KEDZIERSKI, Stéphane BRUZAUD

maialen.palazot@univ-ubs.fr

Réunion d'avancement n°3 – 18/01/2022
# Le projet MICROSOF

Établir les premières références nationales sur la contamination des sols français par les microplastiques

## Objectifs

* Mise en place d'un **protocole d'extraction de microplastiques (MP)** piégés dans 42 sols français

* **Quantification** (nombre) et **qualification** (nature chimique, taille, forme) des MP extraits

Localisation des sites d'échantillonnage
# Problématiques

* Mise en place d'un **protocole d'extraction de microplastiques** (MPs) piégés dans 42 sols français

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**Matrice complexe**
**Matière organique**
(MO) et inorganique

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Challenge à la fois pour l'identification des MPs et l'élimination de cette MO

Relativement peu d'études sur le sujet

Pas de méthode standardisée

Méthodes existantes sont-elles adaptées à nos échantillons ?

**Comment extraire de manière efficace des MPs piégés dans des sols ayant des caractéristiques différentes ? Comment préserver l'intégrité de ces MPs ?**

* **Quantification** (nombre) et **qualification** (nature chimique, taille, forme) des MPs extraits

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Identification et caractérisation des MPs souvent fastidieuses

**Est-il possible d'automatiser la caractérisation et l'identification des MPs ?**
# Etat des échantillons au
18/01/2022

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3 échantillons analysés

6 échantillons à analyser

19 échantillons en cours
d'extraction

14 échantillons non encore traités
# Premiers résultats

Photographies du filtre contenant la fraction [50 ; 315 µm[
de l'échantillon n°724, réplicat 1/3. (a)
Filtre en entier ; (b) Vue agrandie d'une partie du filtre.

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# Premiers résultats

## 1982 (Vignes et vergers)

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# Premiers résultats

## 2124 (Vignes et vergers) : fraction >5mm

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PET ?

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PVC

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Polystyrène
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Gis Sol

GROUPEMENT
D'INTERÉT SOL
SCIENTIFIQUE

# Eléments traces
(métalliques)

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# Statistiques sommaires en ligne

https://traitementinfosol.pages.mia.inra.fr/statistiquesrmqs/

* Outil de consultation des statistiques sommaires pour les mesures disponibles sur les échantillons RMQS première campagne :

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# ETMs: nouveaux développement

https://traitementinfosol.pages.mia.inra.fr/rapport-etm2020/

* Proposition de règles de pédotransfert pour estimer les concentrations HF à partir de données ER

* HF allie l'acide fluorhydrique à l'acide perchlorique : "teneurs totales."

* ER est dite "à l'eau régale" (elle associe l'acide nitrique à l'acide chlorhydrique). "teneurs pseudo totales."

Couche 1 ; 0-30 cm

Couche 2 ; 30-50 cm

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> Cartographie numérique

https://traitementinfosol.pages.mia.inra.fr/rapport-etm2020/

* Plusieurs initiatives pour produire des cartographies des ETMs basées sur des approches de cartographie numérique (Marchant et al 2011, 2010, 2017 ; Saby et al, 2004, 2009, 2011 ; Lacarce et al, 2011)

* Objectifs des nouveaux développements:

* Harmonisation des algorithmes utilisés

* Mobilisation de covariables à jour (télédétection => Pôle Théia)

* Cartes d'incertitudes

* Cartes du fond pédogéochimique anthropisé

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> Approche par géostatistique non linéaire

Plomb Total

IC 90% Teneur Plomb HF

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# Proposition de cartes du fond pédogéochimique anthropisé

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## Vibrisse (3) pour Teneur Plomb HF

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Fenêtres glissantes, Villaneau, 2008

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# Des résultats en ligne

* À paraître sur data.inrae.fr

* Un livre numérique: https://traitementinfosol.pages.mia.inra.fr/rapport-etm2020/

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Gis Sol

GROUPEMENT
D'INTERÉT SOL
SCIENTIFIQUE

# Origine et distribution des HAPs

## Froger et al 2021: https://soil.copernicus.org/

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INRAO

Journées RMQS 2022

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Phenanthrene

Anthracene

Fluoranthene

Pyrene

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<figure><img src="image_64.png" /></figure>

Benz[a]anthracene

Chrysene

Benzo[b]fluoranthene

Benzo[k]fluoranthene

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> Contexte

# Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques

* 16 composés suivis et classés comme prioritaires dans les années 1970 : Critères : toxicité, mutagénicité, présence et persistance dans l'environnement...

## HAP de 2 à 6 cycles

<figure><img src="image_69.png" /><figcaption>Naphthalene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_70.png" /><figcaption>Acenaphthylene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_71.png" /><figcaption>Acenaphthene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_72.png" /><figcaption>Fluorene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_73.png" /><figcaption>Phenanthrene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_74.png" /><figcaption>Anthracene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_75.png" /><figcaption>Fluoranthene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_76.png" /><figcaption>Pyrene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_77.png" /><figcaption>Benz[a]anthracene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_78.png" /><figcaption>Chrysene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_79.png" /><figcaption>Benzo[b]fluoranthene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_80.png" /><figcaption>Benzo[k]fluoranthene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_81.png" /><figcaption>Benzo[a]pyrene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_82.png" /><figcaption>Indeno[1,2,3-c,d]pyrene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_83.png" /><figcaption>Benzo[g,h,i]perylene</figcaption></figure>

<figure><img src="image_84.png" /><figcaption>Dibenz[a,h]anthracene</figcaption></figure>

* **Origine :**

* Naturelles : éruptions volcaniques, feux de forêt, formation géologique de produits fossiles (pétrole, charbon)

* Anthropiques : industrie, résidentiel (chauffage), trafic routier... prépondérant

* **Objectif :** Origine et distribution des HAPs en France à partir des échantillons du RMQS 1

<figure><img src="image_85.png" /></figure>
> **Etudes de HAP : distribution spatiale et origine**

Les teneurs en HAP

Teneur en HAP : on l'exprime en ΣHAPs → ici Σ15HAPs

<table><thead><tr><th>PAH molecule</th><th>N > LOQ (%)</th><th>Min</th><th>Max</th><th>Mean</th></tr></thead><tbody><tr><td>Σ15PAHs</td><td>70</td><td>&lt; LOQ<sup>a</sup></td><td>31193</td><td>161.0</td></tr></tbody></table>

Les plus présents : phénanthène (55%), fluoranthène (56%), benzo(b)fluoranthène (48%) et pyrène (46%)

<table><thead><tr><th>Soil classification</th><th>PAH ranges (µg·kg<sup>-1</sup>)</th><th>Proportion of French soils (in %)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Non-contaminated</td><td>&lt; 200</td><td>83</td></tr><tr><td>Weakly contaminated</td><td>200–600</td><td>12</td></tr><tr><td>Contaminated</td><td>600–1000</td><td>2.1</td></tr><tr><td>Heavily contaminated</td><td>&gt; 1000</td><td>2.9</td></tr></tbody></table>
> Etudes de HAP : distribution spatiale, origine et évaluation des risques

Les teneurs en HAP et leur spatialisation, collaboration Ecole des Mines Fontainebleau

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* Nord-Est se distingue clairement, avec le couloir Rhodanien

* Autour des villes également : Marseille, Montpellier, Paris, Tours, Nantes, La Rochelle, Bordeaux

Probabilité de
dépasser 100 µg.kg⁻¹
→ Région parisienne
+ nord

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Limite dans la littérature : 100 µg/kg⁻¹

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# Etudes de HAP : distribution spatiale, origine et évaluation des risques

## Origine des HAP : les informations des ratios moléculaires

* Signature pyrogénique : combustion charbon, bois... homogène pour trois ratios

* Large pattern suggère de la déposition atmosphérique

Dans la littérature :
→ Pic d'émission dans les années 1960

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Gabrieli et al, 2010

Estimation des émissions en 1970 :

* 1300 tonnes de BaP

* Allemagne (22%), France (8%) et UK (11%)

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INRAE

Retour d'expérience

03/11/2020 / Réunion Traitement/ Claire Froger
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# Conclusions

Une mine d'information à explorer

* Efforts de traitements statistiques sur les données RMQS de la campagne 1 sont toujours en cours

* ETM stage d'Alexis Durocher M2 Bordeaux Science Agro

* Test de nouveaux algorithmes

* Consolidation de l'étape de validation

* Interprétations des liens avec les covariables

* Analyse spatiale des données Dioxines et PCB

* Mesurer les contaminants sur les échantillons de la deuxième campagne ?

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GROUPEMENT
D'INTERÉT SOL
SCIENTIFIQUE

MERCI !

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> Premiers résultats

<figure><img src="image_97.png" /><figcaption>Factor map</figcaption></figure>

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Dim 1 (32.71%)