vincent rocher - cereve
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INTRODUCTION ET STOCKAGE DES HYDROCARBURES INTRODUCTION ET STOCKAGE DES HYDROCARBURES
ET DES ELEMENTS METALLIQUES DANS LE RESEAU ET DES ELEMENTS METALLIQUES DANS LE RESEAU
D’ASSAINISSEMENT UNITAIRE PARISIEND’ASSAINISSEMENT UNITAIRE PARISIEN
Vincent Rocher - CEREVE
Sous la direction de Régis Moilleron et Ghassan Chebbo
2
Contexte environnementalContexte environnemental
Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?
Gestion des boues d’assainissement
- Curage du réseau parisien génère plus de 8000 tonnes/an de sédiment
- Devenir du déchet dépend de son degré de contamination
3
Contexte environnementalContexte environnemental
Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?
Gestion des boues d’assainissement
Lutte contre les Rejets Urbains de Temps de Pluie (RUTP)
Zone urbaine Réseau unitaire
Eaux usées Station d’épuration
Effluent traité
Milieu naturel
Eaux usées
4
Contexte environnementalContexte environnemental
Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?
Gestion des boues d’assainissement
Lutte contre les Rejets Urbains de Temps de Pluie (RUTP)
Zone urbaine
Eaux usées Station d’épuration
Effluent traité
Milieu naturel
Eaux usées
Réseau unitaire
Eaux pluviales
Eaux pluviales
RUTPRUTP
Desoxygénation du milieuDesoxygénation du milieu
Pollution microbiologiquePollution microbiologique
Pollution chimiquePollution chimique
5
Contexte environnementalContexte environnemental
Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?
Gestion des boues d’assainissement
Lutte contre les Rejets Urbains de Temps de Pluie (RUTP)
Zone urbaine
Eaux usées Station d’épuration
Eaux usées
Eaux pluviales
Eaux pluviales
Réseau unitaire RUTPRUTP
Milieu naturel
Forte contribution des dépôts à la pollution
des RUTP (30 à 80%)
Effluent traité
6
Pourquoi les hydrocarbures et les métaux ?Pourquoi les hydrocarbures et les métaux ?
Impact environnemental
Impact sanitaire
- HAPHAP : Mutagène et cancérigène
- MétauxMétaux : Toxiques à faible dose
Persistants
Bio-accumulation
Contexte environnementalContexte environnemental
Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?Pourquoi s’intéresser à la pollution stockée dans le réseau ?
Formation de films d’hydrocarbures
Impact environnemental
Impact sanitaire
FluoFluo
B[k]FB[k]F
B[b]FB[b]F
AA PyrPyrPP
AcylAcylNN AcenAcen FF
B[a]AB[a]A ChryChry B[a]PB[a]P
D[ah]AD[ah]A BPerBPer IPIP
Liste des 16 HAP de l ’US-EPA
7
2) Les voies d’introduction dans le 2) Les voies d’introduction dans le réseau d’assainissement (VIRA)réseau d’assainissement (VIRA)
Activités de surface1) Les micropolluants dans le réseau 1) Les micropolluants dans le réseau d’assainissementd’assainissement
Réseau d’assainissementRéseau d’assainissement
1) Les micropolluants dans le réseau 1) Les micropolluants dans le réseau d’assainissementd’assainissement
Objectifs de ce doctoratObjectifs de ce doctorat
Stocks
Distributions
Origines
Ruissellements de toitures
Ruissellements de chaussées
Apports directs
2) Les voies d’introduction dans le 2) Les voies d’introduction dans le réseau d’assainissement (VIRA)réseau d’assainissement (VIRA)
Activités de surface
1122
33 33
8
Bassin versant de petite taille
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Etude à des échelles spatiales différentes
Objectif
Etude de la pollution associée aux différents dépôts
Le Marais (42 ha)
9
Eaux usées
3 types de dépôts dans les collecteurs
Bassin versant de petite taille
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Etude à des échelles spatiales différentes
Objectif
Etude de la pollution associée aux différents dépôts
Le Marais (42 ha)
Dépôt grossier : 5-40 cm
Couche organique : 2-15 cm
Biofilm : 1-5 mm
10
Bassin versant de petite taille
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Etude à des échelles spatiales différentes
Objectif
Etude de la pollution associée aux différents dépôts
Le Marais (42 ha)
La totalité du réseau parisien
40 sites de prélèvements répartis sur l’ensemble
du réseau
Objectif
Etude de la variabilité spatiale de la pollution associée au dépôt grossier
11
Etude de la pollution associée aux différents dépôts
Le Marais (42 ha)
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Description du siteDescription du site
Le bassin versant
- Centre de Paris
- 295 hab.ha-1
- Imperméabilisé à 90%
- 3 collecteurs principaux
- Tailles moyennes
Le réseau d’assainissement
Vieille de Temple
St Gilles
Rivoli
12
Etude de la pollution associée aux différents dépôts
Le Marais (42 ha)
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Description du siteDescription du site Vieille de Temple
St Gilles
Rivoli
Types d’échantillonsTypes d’échantillons
Le dépôt grossier
La couche organique
Le biofilm
13
Structure du biofilm en réseau d’assainissement (MEB)
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
ParoiParoi
Matrice Matrice organiqueorganique
Couche Couche cellulairecellulaire
100 µm100 µm
Matrice organique
200 µm200 µm1111
22
100 µm100 µm22
Film cellulaire
11 :: Matrice organique de plusieurs mm d’épaisseur fixée à la paroi
2 : 2 : Film cellulaire cohésif et dense couvre cette matrice organique
14
0
10
20
30
HC ali HAP
µg.g-1
(/10)
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Etude quantitative de la pollution Etude quantitative de la pollution
Les teneurs dans les dépôts : les hydrocarbures
Eaux usées
Dépôts dans les collecteurs
Dépôt grossier (DG)
Couche organique (CO)
Biofilm (Bio)
22
2323200200
30306060 55
Hydrocarbures aliphatiquesHydrocarbures aliphatiques : Bio >> CO > DG
Hydrocarbures aromatiquesHydrocarbures aromatiques : DG >> CO Bio
15
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Etude quantitative de la pollution Etude quantitative de la pollution
Les teneurs dans les dépôts : les métaux
0
1
2
Fe /10 Zn Pb Cu Cd x10
mg.g-1
Eaux usées
Dépôts dans les collecteurs
Dépôt grossier (DG)
Couche organique (CO)
Biofilm (Bio) Pour l’ensemble des métaux : Pour l’ensemble des métaux : dépôts de lit > Bio
Pour la plupart des métaux : Pour la plupart des métaux : DG > CO
16
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Etude quantitative de la pollution Etude quantitative de la pollution
Les teneurs dans les dépôts
Eaux usées
Dépôts dans les collecteurs
Dépôt grossier (DG)
Couche organique (CO)
Biofilm (Bio)
Les stocks dans les dépôts
DG : 87 à 98 % de la pollutionDG : 87 à 98 % de la pollution
CO : 2 à 13 % de la pollutionCO : 2 à 13 % de la pollution
Bio : < 1 % de la pollutionBio : < 1 % de la pollution
0
50
100
HC ali HAP Fe Zn Pb Cu Cd
%
Stocks sur le Marais (Ahyerre / Oms)Stocks sur le Marais (Ahyerre / Oms)
Eaux usées
16500 kg16500 kg
1200 kg1200 kg
22 kg22 kg
17
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Etude quantitative de la pollution Etude quantitative de la pollution
Les teneurs dans les dépôts
Les stocks dans les dépôts
1 1 : remise en suspension du DG 22 : CO totalement remise en suspension
33 : Bio totalement érodé
Contribution des stocks à la pollution de temps de pluie
- Hypothèses de calcul
- Contribution des différents dépôts
18
1 1 : remise en suspension du DG 22 : CO totalement remise en suspension
33 : Bio totalement érodé
1 1 : remise en suspension du DG
33 : Bio totalement érodé
22 : CO totalement remise en suspension
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Etude quantitative de la pollution Etude quantitative de la pollution
Les teneurs dans les dépôts
Les stocks dans les dépôts
Contribution des stocks à la pollution de temps de pluie
- Hypothèses de calcul
- Contribution des différents dépôts
19
< 2 % < 2 %
Contribution négligeableContribution négligeable du Bio à la du Bio à la pollution de temps de pluiepollution de temps de pluie
94 % 94 %
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Etude quantitative de la pollution Etude quantitative de la pollution
Les teneurs dans les dépôts
Les stocks dans les dépôts
Contribution des stocks à la pollution de temps de pluie
- Hypothèses de calcul
- Contribution des différents dépôts
HC aliHC ali HAPHAP MétauxMétaux
6 % 6 % 1 % 1 %
99 % 99 % > 98 % > 98 % Couche organiqueCouche organique
BiofilmBiofilm
20
Etude qualitative de la pollution en hydrocarbures Etude qualitative de la pollution en hydrocarbures
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Signatures aromatiques
- Homogénéité des distributions entre les différents dépôts
- Prédominance du P, Fluo et Pyr (89-100 % des HAP) origine pyrolytiqueorigine pyrolytique
21Profil CO = profil Bio Profil CO = profil Bio témoin d’une témoin d’une contamination biologiquecontamination biologique
Profil DG Profil DG témoin d’une témoin d’une contamination pétrolièrecontamination pétrolière
Etude qualitative de la pollution en hydrocarbures Etude qualitative de la pollution en hydrocarbures
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Signatures aliphatiques
0
5
10
15
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
pris
t
C18
phyt
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27
C28
C29
C30
C31
C32
C33
0
5
10
15
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
pris
t
C18
phyt
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27
C28
C29
C30
C31
C32
C33
DG
CO
Bio
C17-18C17-18
C27C27Origine Origine pétrolièrepétrolière
C17C17
C27C27
C29C29
Origine Origine biologiquebiologique
%
%
22
Bassin versant de petite taille
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Elargissement de l’échelle spatiale
La totalité du réseau parisien
Objectif Etude de la variabilité spatiale de la
pollution associée au dépôt grossier
Le Marais (42 ha)
23
Etude de la pollution associée aux dépôts sur l’ensemble du réseau
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Description des sitesDescription des sites
99 bassins de dessablement (BD)
limiter l’accumulation de dépôts au fond des collecteurs
Eaux Eaux uséesusées
Eaux Eaux uséesusées
Tronçon avec section d’écoulement + profonde piégeage des solides transitant dans le collecteur
Rôle :
Principe de fonctionnement
24
Description des sitesDescription des sites
Etude de la pollution associée aux dépôts sur l’ensemble du réseau
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Procédures d’échantillonnageProcédures d’échantillonnage
40 sites répartis sur le réseau
Surface (10-15 cm)Surface (10-15 cm)
Profondeur (1 m)Profondeur (1 m)
Prélèvement de 6 échantillons
25
Caractérisation physico-chimique des sédiments de BD Caractérisation physico-chimique des sédiments de BD
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Distribution granulométrique
Teneur en matière organique (MO) Teneur médiane = 7,2 %7,2 %
> 0,5 mm 76 %76 %< 0,5 mm 24 %24 %
77%77%
23%23%
0.4 mm
> 0.4 mm
- Granulométrie du DG
Caractéristiques des 3 types dépôts du réseau (Ahyerre / Chebbo)Caractéristiques des 3 types dépôts du réseau (Ahyerre / Chebbo)
Biofilm Biofilm
COCO
DGDG
58 / 7158 / 71
68 / 5868 / 58
9.6 / 49.6 / 4
- MO (%)- MO (%)
DGDG 9.6 / 49.6 / 4
BD remplis par du DG BD remplis par du DG résultats obtenus pour les sédiments de BD extrapolables au DG résultats obtenus pour les sédiments de BD extrapolables au DG
26
Etude de la pollution en hydrocarbures : Etude de la pollution en hydrocarbures : les teneursles teneurs
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Hydrocarbures totaux (indice CH2 en IR)
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
35003500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
µg.g-1
médiane
Valeur adjacenteQ75 + 1,5 x EIQ
Q75
Q25
Valeur adjacenteQ25 - 1,5 x EIQ
Max
EIQ
- fluctuation spatiale importante
- fluctuation au sein de chaque bassin de dessablement
11501150
120120
dd5050 = 530 = 530
dd1010 = 200 = 200
dd9090 = 980 = 980
- - fluctuation spatiale importante
- fluctuation au sein de chaque bassin de dessablement
27-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
35003500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
médiane
Valeur adjacenteQ75 + 1,5 x EIQ
Q75
Q25
Valeur adjacenteQ25 - 1,5 x EIQ
Max
EIQ
Etude de la pollution en hydrocarbures : Etude de la pollution en hydrocarbures : les teneursles teneurs
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Hydrocarbures totaux (indice CH2 en IR)
µg.g-1
- fluctuation spatiale importante
- fluctuation au sein de chaque bassin de dessablement
30 < EIQ < 1080 µg.g-1
EIQ médian = 240 µg.g240 µg.g-1-1
- fluctuation spatiale importante
- fluctuation au sein de chaque bassin de dessablement
Max > valeurs adjacentes dans 20 % des BD
28
médiane
Valeur adjacenteQ75 + 1,5 x EIQ
Q75
Q25
Valeur adjacenteQ25 - 1,5 x EIQ
Max
EIQ
Etude de la pollution en hydrocarbures : Etude de la pollution en hydrocarbures : les teneursles teneurs
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
HAP totaux
- fluctuation spatiale importante
- fluctuation au sein de chaque bassin de dessablementµg.g-1
-50
0
50
100
150
200
-50
0
50
100
150
200
0
50
100
150
200
7979
0,60,6
dd5050 = 18 = 18
dd1010 = 3 = 3
dd9090 = 49 = 49
- - fluctuation spatiale importante
- fluctuation au sein de chaque bassin de dessablement
29
médiane
Valeur adjacenteQ75 + 1,5 x EIQ
Q75
Q25
Valeur adjacenteQ25 - 1,5 x EIQ
Max
EIQ
Etude de la pollution en hydrocarbures : Etude de la pollution en hydrocarbures : les teneursles teneurs
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
HAP totaux
- fluctuation spatiale importante
- fluctuation au sein de chaque bassin de dessablementµg.g-1
-50
0
50
100
150
200
-50
0
50
100
150
200
0
50
100
150
200
- fluctuation spatiale importante
- fluctuation au sein de chaque bassin de dessablement
0,2 < EIQ < 76 µg.g-1
EIQ médian = 13 µg.g13 µg.g-1-1 Max > valeurs adjacentes
dans 35 % des BD
30
Etude de la pollution en hydrocarbures : Etude de la pollution en hydrocarbures : la signature HAPla signature HAP
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
BperBperDahADahAIPIPBaPBaPBbFBbFBkFBkFChryChryBaABaAPyrPyrFluoFluoAAPPFFAcenAcenAcylAcylNN
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 4010 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 401 2 3 4 5 6 7 8 9 101 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0-2,5 % 2,5-5 % 5-7,5 % 7,5-10 % 10-12,5 % > 17,5 %
SitesSites
BperBperDahADahAIPIPBaPBaPBbFBbFBkFBkFChryChryBaABaAPyrPyrFluoFluoAAPPFFAcenAcenAcylAcylNN
Distribution homogèneDistribution homogène prédominance prédominance P, Fluo, PyrP, Fluo, Pyr (37 % HAP totaux) (37 % HAP totaux) présence de présence de BaA, BaP, BbF, ChryBaA, BaP, BbF, Chry (25 % HAP totaux) (25 % HAP totaux)
31
Etude de la pollution en hydrocarbures : Etude de la pollution en hydrocarbures : la signature HAPla signature HAP
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
0
1
2
3
0 1 10 100 1000
3
1
2
1
01000100100
P/A
Flu
o/P
yr
Origine Origine pyrolytiquepyrolytique
Origine Origine pétrolièrepétrolière
Majorité des points : Fluo/Pyr > 1 et P/A < 10
Absence de points : Fluo/Pyr < 1 et P/A > 10
Impact pyrolytique marqué dans les sédiments de bassins de dessablement Impact pyrolytique marqué dans les sédiments de bassins de dessablement
32
Etude de la pollution métallique : Etude de la pollution métallique : Fe, Ni,Fe, Ni, Cd, Pb, Zn, Cu, Cr, HgCd, Pb, Zn, Cu, Cr, Hg
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Eléments contrôlés par les centres de traitement des boues d’assainissement
33
Etude de la pollution métallique : Etude de la pollution métallique : Fe, Ni, Fe, Ni, Cd, Pb, Zn, Cu, Cr, HgCd, Pb, Zn, Cu, Cr, Hg
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Fluctuation spatiale1
2 34
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1718
192021
222324
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
3738
39 40 Fe
Ni
1010
100100
1000010000
10001000
100000100000
FeFe NiNi
d50
d90/d10
16000
2,2
16
2,4
Teneurs métalliques (µg.gTeneurs métalliques (µg.g-1-1))
Faibles variations spatiales des Faibles variations spatiales des teneurs teneurs 2,2 < d90/d10 < 2,4 2,2 < d90/d10 < 2,4
34
Etude de la pollution métallique : Etude de la pollution métallique : Fe, Ni,Fe, Ni, Cd, Pb, Zn Cd, Pb, Zn, Cu, Cr, Hg, Cu, Cr, Hg
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Fluctuation spatiale
Cd Pb ZnCd Pb Zn
d50
d90/d10
1,6
4,4
880
5,9
Teneurs métalliques (µg.gTeneurs métalliques (µg.g-1-1))
12 3
45
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1718
192021
222324
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
3738
39 40 Cd
Pb
Zn
11
1010
10001000
100100
1000010000
370
7,0
Variations spatiales assez Variations spatiales assez prononcées des teneurs prononcées des teneurs
4 < d90/d10 < 7 4 < d90/d10 < 7
35
12 3
45
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1718
192021
222324
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
3738
39 40 Cu
Cr
Hg
11
100100
1010
10001000
Etude de la pollution métallique : Etude de la pollution métallique : Fe, Ni,Fe, Ni, Cd, Pb, Zn, Cd, Pb, Zn, Cu, Cr, HgCu, Cr, Hg
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Fluctuation spatiale
Cu Cr HgCu Cr Hg
d50
d90/d10
36
16
1,8
12,5
Teneurs métalliques (µg.gTeneurs métalliques (µg.g-1-1))
77
12
Fortes variations spatiales des Fortes variations spatiales des teneurs teneurs
12 < d90/d10 < 16 12 < d90/d10 < 16
36
Etude de la pollution métallique : Etude de la pollution métallique : Fe, Ni,Fe, Ni, Cd, Pb, Zn, Cu, Cr, HgCd, Pb, Zn, Cu, Cr, Hg
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Fluctuation spatiale
Pourquoi ces différences de comportement ?
Impact de sources de pollution localesImpact de sources de pollution locales
Voies périphériques
Voies sur berges
Cas du Cuivre Teneurs mesurées à proximité des axes routiers 3 à 6 fois supérieures3 à 6 fois supérieures à celles
des sites situés plus à l’écart
Emission locale de résidus de plaquettes de frein
37
Etude de la pollution métallique : Etude de la pollution métallique : Fe, Ni,Fe, Ni, Cd, Pb, Zn, Cu, Cr, HgCd, Pb, Zn, Cu, Cr, Hg
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Fluctuation spatiale
Impact de sources de pollution localesImpact de sources de pollution locales
Cas du Zn Fortes teneurs observées dans les
quartiers présentant de nombreuses toitures métalliques
Apport important par les eaux de ruissellement de toitures
Le Marais (42 ha)
Pourquoi ces différences de comportement ?
38
Etude de la pollution métallique : Etude de la pollution métallique : Fe, Ni,Fe, Ni, Cd, Pb, Zn, Cu, Cr, HgCd, Pb, Zn, Cu, Cr, Hg
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Fluctuation spatiale
Impact de sources de pollution localesImpact de sources de pollution locales
Nécessité de prendre en compte la Nécessité de prendre en compte la nature des activités et des structures nature des activités et des structures
implantées en surfaceimplantées en surface
Le Marais (42 ha)
Pourquoi ces différences de comportement ?
39
Etude de la pollution métallique : Etude de la pollution métallique : Fe, Ni,Fe, Ni, Cd, Pb, Zn, Cu, Cr, HgCd, Pb, Zn, Cu, Cr, Hg
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Fluctuation spatiale
-20000
-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
-20000
-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
µg.g-1
40
50
60
30
20
10
0
70
Max > valeurs adjacentes dans 40 % des BD
Fluctuation intra-bassin : cas du Hg
médiane
Valeur adjacenteQ75 + 1,5 x EIQ
Q75
Q25
Valeur adjacenteQ25 - 1,5 x EIQ
Max
EIQ
EIQ important
40
2) Les voies d’introduction dans le 2) Les voies d’introduction dans le réseau d’assainissement (VIRA)réseau d’assainissement (VIRA)
1) Les micropolluants dans le réseau 1) Les micropolluants dans le réseau d’assainissementd’assainissement
Réseau d’assainissement
Objectifs de ce doctoratObjectifs de ce doctorat
Stocks
Distributions
Origines
Ruissellements de toitures
Ruissellements de chaussées
Apports directs
1122
33 33 Ruissellements de toitures
Ruissellements de chaussées
Apports directs
Apport atmosphérique
41
Etude des ruissellements de toituresEtude des ruissellements de toitures
Les VIRA : les ruissellements de toituresLes VIRA : les ruissellements de toitures
Collecte des eaux de ruissellements de toitures
- Toitures considérés : tuiles en ardoise / tôles en zinc / combinaison ardoise +zinc
77 %77 % de la surface des toitures sur le quartier du Marais
Typiques de l’architecture des grandes villes européennes
42
Etude des ruissellements de toituresEtude des ruissellements de toitures
Les VIRA : les ruissellements de toituresLes VIRA : les ruissellements de toitures
Collecte des eaux de ruissellements de toitures
- Toitures considérés : tuiles en ardoise / tôles en zinc / combinaison ardoise +zinc
- Systèmes de piquage placés au niveau des gouttières
Bidon de 30 lBidon de 30 l
Durée de collecte = f(pluviométrie) 5 à 42 jours
Prélèvement en continu jusqu’au remplissage total du bidon
Estimation des flux journaliers Estimation des flux journaliers (mg.ha.j(mg.ha.j-1-1) pour chaque période) pour chaque période
Suivi de la pluviométrieSuivi de la pluviométrie Pluviométrie journalière moyenne Pluviométrie journalière moyenne
pour chaque périodepour chaque période
43
Corrélation positive entre flux et pluviométrie journalièreCorrélation positive entre flux et pluviométrie journalière Processus de lessivage dépend de la hauteur d’eau précipitée
Dépôt de temps sec contribue peu à la pollution des eaux ruisselées Processus de lessivage ne dépend pas de la nature de la toiture
Etude des ruissellements de toituresEtude des ruissellements de toitures
Les VIRA : les ruissellements de toituresLes VIRA : les ruissellements de toitures
Collecte des eaux de ruissellements de toitures
Flux journaliers mesurés : les hydrocarburesHC ali
HAP
1500
2000
1000
mg.ha-1.j-1
Pluvio journalière (mm.j-1)
R = 0,89 R = 0,89
500
01 2 3
Pluvio journalière (mm.j-1)
mg.ha-1.j-1
R = 0,94 R = 0,94
24
16
8
01 2 3
44
Corrélation positive entre flux et pluviométrie journalièreCorrélation positive entre flux et pluviométrie journalière Processus de lessivage dépend de la hauteur d’eau précipitée
Dépôt de temps sec contribue peu à la pollution des eaux ruisselées Pour métaux constitutifs des toitures : corrélation dépend de la nature de la toiture corrélation dépend de la nature de la toiture
Etude des ruissellements de toituresEtude des ruissellements de toitures
Les VIRA : les ruissellements de toituresLes VIRA : les ruissellements de toitures
Collecte des eaux de ruissellements de toitures
Flux journaliers mesurés : les métauxMg
Pb
2000
3000
mg.ha-1.j-1
Pluvio journalière (mm.j-1)
R = 0,94 R = 0,94
1000
01 2 3
Pluvio journalière (mm.j-1)
mg.ha-1.j-1
R = 0,99R = 0,99
12000
9000
6000
01 2 3
3000
Ardoise avec Ardoise avec accessoires Pbaccessoires Pb
Zinc et Zinc et Zinc + ardoiseZinc + ardoise
R = 0,92R = 0,92
45
Comparaison apports atmosphériques / ruissellements toituresComparaison apports atmosphériques / ruissellements toitures
Les VIRA : les ruissellements de toituresLes VIRA : les ruissellements de toitures
Toit. ardoiseToit. ardoise Toit. métalliqueToit. métallique
Flux obtenus pour l’hiver 2002 Flux obtenus pour l’hiver 2002
Flux calculés en utilisant la pluviométrie moyenne de l’hiver 2002 : 1,7 mm.j1,7 mm.j-1-1
Comparaison possible
RRAA
RRTT
RRTT
Rôle de la toiture dans le transfert des micropolluants de l’atmosphère au réseau
46
Comparaison apports atmosphériques / ruissellements toituresComparaison apports atmosphériques / ruissellements toitures
Les VIRA : les ruissellements de toituresLes VIRA : les ruissellements de toitures
Toit. ardoiseToit. ardoise Toit. métalliqueToit. métallique
1800 mg.ha-1.j-1
900 mg.ha-1.j-1
Cas des hydrocarbures : les HC aliCas des hydrocarbures : les HC ali
- Pas d’enrichissement en HC ali dans les eaux ruisselées
- Signatures aliphatiques voisines
Apport exclusivement Apport exclusivement atmosphériqueatmosphérique
47
Comparaison apports atmosphériques / ruissellements toituresComparaison apports atmosphériques / ruissellements toitures
Les VIRA : les ruissellements de toituresLes VIRA : les ruissellements de toitures
Toit. ardoiseToit. ardoise Toit. métalliqueToit. métallique
8,6 mg.ha-1.j-1
5,9 mg.ha-1.j-1
Cas des hydrocarbures : les HAPCas des hydrocarbures : les HAP
- Pas d’enrichissement en HAP dans les eaux ruisselées
- Signatures aromatiques voisines
Apport exclusivement Apport exclusivement atmosphériqueatmosphérique
48
Comparaison apports atmosphériques / ruissellements toituresComparaison apports atmosphériques / ruissellements toitures
Les VIRA : les ruissellements de toituresLes VIRA : les ruissellements de toitures
Cas des éléments majeursCas des éléments majeurs
- Pas d’enrichissement en éléments majeurs dans les eaux ruisselées
Apport exclusivement Apport exclusivement atmosphériqueatmosphérique
0
2000
4000
6000
Ca
/10
K
Mg
Na
/10
P
S /1
0
ArdoiseZinc et ardoise
RA
mg.ha-1.j-1
49
Comparaison apports atmosphériques / ruissellements toituresComparaison apports atmosphériques / ruissellements toitures
Les VIRA : les ruissellements de toituresLes VIRA : les ruissellements de toitures
Cas des métaux lourdsCas des métaux lourds
Groupe 1Groupe 1 Ba, Cd, Co, Cr, Mn, Sb, Sr
Apport atmosphériqueApport atmosphérique
ArdoiseZinc et ardoise
RA
0
500
1000
1500
2000
2500
Ba
Cd
*10
0
Co
*10
Cr
*10
Cu
Mn
Ni
Pb
/5 Sb
Sr
Ti V
Zn
/50
mg.ha-1.j-1
Groupe 2Groupe 2 Ti, Ni, V
Emis par toutes les toituresEmis par toutes les toitures
Groupe 3Groupe 3Cu, Pb Zn
ArdoiseArdoise ZincZinc
50
2) Les voies d’introduction dans le 2) Les voies d’introduction dans le réseau d’assainissement (VIRA)réseau d’assainissement (VIRA)
1) Les micropolluants dans le réseau 1) Les micropolluants dans le réseau d’assainissementd’assainissement
Réseau d’assainissement
Objectifs de ce doctoratObjectifs de ce doctorat
Stocks
Distributions
Origines
Ruissellements de toitures
Ruissellements de chaussées
Apports directs
1122
33 33 Ruissellements de toitures
Ruissellements de chaussées
- de temps de pluie
- le lavage de la voirie
Apports directs
51
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
- Situées sous les tunnels des principaux axes routiers
- Récupérer / injecter dans le réseau les eaux ruisselées
Etude des sédiments de station de relevageEtude des sédiments de station de relevage
Description des stations de relevage
11
11
22
22
Piège à sédimentPiège à sédiment
52
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des sédiments de station de relevageEtude des sédiments de station de relevage
Description des stations de relevage
- Collaboration avec la Direction de la Voirie et des Déplacements
- Collecte de sédiments dans 16 et 33 sites répartis sur l’agglomération parisienne
Procédures d’échantillonnage
1122
334455
3030
66
3131
32323333
7788
1010
99
11111212 1313
14141515
1717
1616
2828
1818
2727
2626
24242323
20201919
2121
2222
25252929
1 km1 kmParisParis
11
2244
33
55
66
88
77
1515
13131212
101099
1111
1414
1616
ParisParis1 km1 km
HydrocarburesHydrocarbures MétauxMétaux
53
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des sédiments de station de relevage : Etude des sédiments de station de relevage : les teneursles teneurs
HC aliHC ali HAPHAP
d50d50
d90/d10d90/d10
FeFe ZnZn PbPb CuCu CdCd
Hydrocarbures Hydrocarbures (µg.g(µg.g-1-1))
Métaux Métaux (µg.g(µg.g-1-1))
79 24
8 3
28000 1600 770 790 1,6
3,5
Variabilité
Comparaison des résultats HAPComparaison des résultats HAP
24 µg.g-1 > 1-5 µg.g-1 (rues Marais, 2000)
24 µg.g-1 17 µg.g-1 (autoroutes 1992/2000)Niveau contamination = f (Densité trafic)
Constance
54
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des sédiments de station de relevage : Etude des sédiments de station de relevage : les teneursles teneurs
HC aliHC ali HAPHAP
d50d50
d90/d10d90/d10
FeFe ZnZn PbPb CuCu CdCd
Hydrocarbures Hydrocarbures (µg.g(µg.g-1-1))
Métaux Métaux (µg.g(µg.g-1-1))
79 24
8 3
28000 1600 770 790 1,6
3,5
Constance
Comparaison des résultats métauxComparaison des résultats métaux
Pb : 770 µg.g-1 < 1000-1200 µg.g-1 (1992-94)
Cu : 790 µg.g-1 > 550 µg.g-1
Limitation émission automobile
Utilisation système freinage
55
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
pris
t
C18
phyt
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27
C28
C29
C30
C31
C32
C33
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des sédiments de station de relevage : Etude des sédiments de station de relevage : les signatures HCles signatures HC
0-2 %
2-4 %
4-6 %
6-8 %
8-10 %
> 10 %
SitesSites
nn-alcanes-alcanes
Combinaison apports pétroliers / biologiques
Apport biologique prédominant
Apport pétrolier prédominant
Equilibre
16151413121110987654321
161514131211111098766554321
Apport biologique prédominant
16161514131312111098876543211
Apport pétrolier prédominant
1615141312121110109877654321
Equilibre
56Forte contamination pétrolière
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des sédiments de station de relevage : Etude des sédiments de station de relevage : les signatures HCles signatures HC
Homogénéité des distributions HAPHomogénéité des distributions HAP
- P, Fluo, Pyr (50 % HAP)
- Bper, Chry (6 et 9 % HAP)
N
Ace
n F P A
Flu
o
Pyr
B(a
)A
Ch
ry
B(b
)F
B(k
)F
B(a
)P
D(a
,h)A
Bp
er IP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
0-2 %
2-4 %
4-6 %
6-8 %
8-10 %
> 10 %
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Sit
esS
ites
P/A Fluo/Pyr BaA/ChryP/A Fluo/Pyr BaA/Chry
15 0,65 0,62
0,2 0,46 0,46
71 0,89 1,18
d10
d50
d90
Ratios caractéristiquesRatios caractéristiques
57
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des sédiments de station de relevage : Etude des sédiments de station de relevage : les signatures HCles signatures HC
Homogénéité des distributions HAPHomogénéité des distributions HAP
- P, Fluo, Pyr (50 % HAP)
- Bper, Chry (6 et 9 % HAP)
N
Ace
n F P A
Flu
o
Pyr
B(a
)A
Ch
ry
B(b
)F
B(k
)F
B(a
)P
D(a
,h)A
Bp
er IP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
0-2 %
2-4 %
4-6 %
6-8 %
8-10 %
> 10 %
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Bp
erB
per
Ch
ryC
hry
Flu
oF
luo
Pyr
PyrPP
Sit
esS
ites
P/A Fluo/Pyr BaA/ChryP/A Fluo/Pyr BaA/Chry
15 0,65 0,62
0,2 0,46 0,46
71 0,89 1,18
d10
d50
d90
Ratios caractéristiquesRatios caractéristiques
Forte contamination pétrolière
58Forte contamination pétrolière
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des sédiments de station de relevage : Etude des sédiments de station de relevage : les signatures HCles signatures HC
Homogénéité des distributions HAPHomogénéité des distributions HAP
- P, Fluo, Pyr (50 % HAP)
- Bper, Chry (6 et 9 % HAP)
N
Ace
n F P A
Flu
o
Pyr
B(a
)A
Ch
ry
B(b
)F
B(k
)F
B(a
)P
D(a
,h)A
Bp
er IP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
0-2 %
2-4 %
4-6 %
6-8 %
8-10 %
> 10 %
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Sit
esS
ites
P/A Fluo/Pyr BaA/ChryP/A Fluo/Pyr BaA/Chry
15 0,65 0,62
0,2 0,46 0,46
71 0,89 1,18
d10
d50
d90
Ratios caractéristiquesRatios caractéristiques
59
2) Les voies d’introduction dans le 2) Les voies d’introduction dans le réseau d’assainissement (VIRA)réseau d’assainissement (VIRA)
1) Les micropolluants dans le réseau 1) Les micropolluants dans le réseau d’assainissementd’assainissement
Réseau d’assainissement
Objectifs de ce doctoratObjectifs de ce doctorat
Stocks
Distributions
Origines
Ruissellements de toitures
Ruissellements de chaussées
Apports directs
1122
33 33 Ruissellements de toitures
Ruissellements de chaussées
- de temps de pluie
- le lavage de la voirie
Apports directs
60
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
- Lavage quotidien dans les grandes agglomérations
- Méthodes de lavage : Balayage manuel
Jet sous pression
Aspiration mécanique
- Introduction de polluants dans le réseau d’assainissement
Etude des eaux de lavage de la voirieEtude des eaux de lavage de la voirie
Le lavage en zone urbaine
d10 d50 d90d10 d50 d90
0,8 1,6 3,1
10 14 35 Volume d’eau (l.m-1.j-1)
Matières en suspension (g.m-1.j-1)
Valeurs obtenues sur le quartier du Marais (Gromaire et al., 2000)
11
22
61
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des eaux de lavage de la voirieEtude des eaux de lavage de la voirie
Le lavage en zone urbaine
- Collaboration avec le Service Technique de la Propreté de la ville de Paris
- Procédure d’échantillonnage
Echantillonnage des eaux de lavage
Chaussée
Caniveau
Trottoir
5 mètres
Avaloir
62
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des eaux de lavage de la voirieEtude des eaux de lavage de la voirie
Le lavage en zone urbaine
- Collaboration avec le Service Technique de la Propreté de la ville de Paris
- Procédure d’échantillonnage
Echantillonnage des eaux de lavage
Chaussée
Caniveau
Trottoir
5 mètres
Avaloir
Récupération d’environ 10 litres
63
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des eaux de lavage de la voirieEtude des eaux de lavage de la voirie
Le lavage en zone urbaine
Echantillonnage des eaux de lavage
- Collaboration avec le Service Technique de la Propreté de la ville de Paris
- Procédure d’échantillonnage
- Sites d’échantillonnage
Quartier du Marais Quartier du Marais (4ème arr.)
4 rues : asphalte / trafic modéré
Place d’ItaliePlace d’Italie (13ème arr.)
Avenue : asphalte / trafic important
Place du marché
64
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des eaux de lavage de la voirie : Etude des eaux de lavage de la voirie : les hydrocarburesles hydrocarbures
les signatures hydrocarbures
Proches de sédiments de station de relevage
16
0
12
8
4
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
pris
t
C18
phyt
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27
C28
C29
C30
C31
C32
C33
%Bosse C17-C20
+UCM/R 50
Pétrolier
Bosse C27-C31
Biologique
Marais Place d ’Italie
- Aliphatique : apport pétrolier / biologique
- Aromatique : apport pyrolytique / pétrolier
65
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des eaux de lavage de la voirie : Etude des eaux de lavage de la voirie : les hydrocarburesles hydrocarbures
les signatures hydrocarbures
Proches de sédiments de station de relevage
- Aliphatique : apport pétrolier / biologique
- Aromatique : apport pyrolytique / pétrolier
N Acyl Acen F P A Fluo Pyr B(a)A Chry B(b)F B(k)F
Marais Place d ’Italie
Fluo/Pyr < 1+
Sub/Par = 0,25
Pétrolier50
10
40
30
20
0
%
66
600
200
500
400
300
100
0
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des eaux de lavage de la voirie : Etude des eaux de lavage de la voirie : les hydrocarburesles hydrocarbures
les flux hydrocarbures
HA tota
ux
UCM /1
0
HAP tot.
x10
µg.m-1.j-1
Particulaire
Dissous
Flux essentiellement particulaireFlux essentiellement particulaire
- Aliphatique : > 80 %
- UCM : 100 %
- HAP : 100 %
Bilan massique à l’échelle du MaraisBilan massique à l’échelle du Marais
* quantités apportées par les toitures en ardoise et zinc (77 % de la surface)
Lavage Ruiss. Toit.*Lavage Ruiss. Toit.*
0,40 0,15
5,4 16 HA
HAP
<<>>
(g.j(g.j-1-1))
67
600
200
500
400
300
100
0
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des eaux de lavage de la voirie : Etude des eaux de lavage de la voirie : les hydrocarburesles hydrocarbures
les flux hydrocarbures
HA tota
ux
UCM /1
0
HAP tot.
x10
µg.m-1.j-1
Particulaire
Dissous
Flux essentiellement particulaireFlux essentiellement particulaire
- Aliphatique : > 80 %
- UCM : 100 %
- HAP : 100 %
* quantités apportées par les toitures en ardoise et zinc (77 % de la surface)
Lavage Ruiss. Toit.*Lavage Ruiss. Toit.*
0,40 0,15
5,4 16 HA
HAP
<<>>
Bilan massique à l’échelle du MaraisBilan massique à l’échelle du Marais(g.j(g.j-1-1))
68
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des eaux de lavage de la voirie : Etude des eaux de lavage de la voirie : les métaux lourdsles métaux lourds
les flux de métaux
0
500
1000
1500
2000
2500
Ba Cd Co Cr Cu
Mn
Ni Pb
Sb Sr Ti V
Zn
Particulaire
Dissous
µg.m-1.j-1
Flux essentiellement dissousFlux essentiellement dissous
- excepté Cd, Co et Mn
- Ba, Pb et Zn : 52 à 63 %
- Autres métaux : > 80 %
69
Les VIRA : les ruissellements de chausséesLes VIRA : les ruissellements de chaussées
Etude des eaux de lavage de la voirie : Etude des eaux de lavage de la voirie : les métaux lourdsles métaux lourds
les flux de métauxBilan massique à l’échelle du MaraisBilan massique à l’échelle du Marais
- Apports lavage >> apports toitures
Ba, Cr, Mn, Ni, Sb, V : 4 à 26 fois supérieurs
- Excepté pour Zn, Pb et Ti largement émis par les toitures
0
500
1000
1500
2000
2500
Ba Cd Co Cr Cu
Mn
Ni Pb
Sb Sr Ti V
Zn
Particulaire
Dissous
µg.m-1.j-1
70
2) Les voies d’introduction dans le 2) Les voies d’introduction dans le réseau d’assainissement (VIRA)réseau d’assainissement (VIRA)
1) Les micropolluants dans le réseau 1) Les micropolluants dans le réseau d’assainissementd’assainissement
Réseau d’assainissement
Objectifs de ce doctoratObjectifs de ce doctorat
Stocks
Distributions
Origines
Ruissellements de toitures
Ruissellements de chaussées
Apports directs
1122
33 33
71
Effluents domestiques et de restauration
Effluents domestiques et rejets garage
Les VIRA : les apports directsLes VIRA : les apports directs
Démarche expérimentaleDémarche expérimentale
HabitationHabitation
GARAGEGARAGE
HabitationHabitation
RESTAURANTRESTAURANT
HabitationHabitation
Réseau d’assainissement
Effluents domestiques
Procédures d’échantillonnage Procédures d’échantillonnage
- Collaboration avec la Section de l’Assainissement de Paris
- Ech. journalier moyen
Procédures analytiquesProcédures analytiques
- Hydrocarbures aliphatique et aromatiques
- Particulaires / dissoutes
72
Effluents domestiques et rejets garage
Effluents domestiques et de restauration
Les VIRA : les apports directsLes VIRA : les apports directs
Démarche expérimentaleDémarche expérimentale
HabitationHabitation
GARAGEGARAGE
HabitationHabitation
RESTAURANTRESTAURANT
HabitationHabitation
Réseau d’assainissement
Effluents domestiques
Procédures d’échantillonnage Procédures d’échantillonnage
- Collaboration avec la Section de l’Assainissement de Paris
- Ech. journalier moyen
Procédures analytiquesProcédures analytiques
- Hydrocarbures aliphatiques et aromatiques
- Particulaires / dissoutes
73
Les VIRA : les apports directsLes VIRA : les apports directs
Résultats : approche qualitativeRésultats : approche qualitative
les signatures HAP
- Grande variabilité des distributions
- Pas de signatures caractéristiques
74
Equilibre entre les bosses C17-C19 et C27-C31 présence d’HC d’origine pétrolièreorigine pétrolière
Les VIRA : les apports directsLes VIRA : les apports directs
Résultats : approche qualitativeRésultats : approche qualitative
les signatures aliphatiques
Domestique
Domestique et restauration
Domestique et garage
18
12
6
0
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
pri
st
C18
ph
yt
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27
C28
C29
C30
C31
C32
C33
%
Prédominance C27-C31 origine biologiqueorigine biologique
C29C29
Origine Origine biologiquebiologique
Prédominance C27-C31 origine biologiqueorigine biologique
C18C18
Origine Origine pétrolièrepétrolière
Origine Origine biologiquebiologique
C29C29
Equilibre entre les bosses C17-C19 et C27-C31 présence d’HC d’origine pétrolièreorigine pétrolière
UCM/RUCM/R
3-4
7
75
Les VIRA : les apports directsLes VIRA : les apports directs
Résultats : approche quantitativeRésultats : approche quantitative
les flux à l’échelle du bassin versant du Marais
- HAP : grande variabilité des teneurs (0 à 51 µg.g-1) Impossible d’évaluer des flux
- HC aliphatiques : constance des teneurs évaluation des flux en s’appuyant sur les résultats obtenus pour les effluents domestiques
Réseau d’assainissement
UCM : UCM : 1230 g.j1230 g.j-1-1
380380
HC ali : HC ali : 840 g.j840 g.j-1-1
460460380380
76
Les VIRA : les apports directsLes VIRA : les apports directs
Résultats : approche quantitativeRésultats : approche quantitative
les flux à l’échelle du bassin versant du Marais
- HAP : grande variabilité des teneurs (0 à 51 µg.g-1) Impossible d’évaluer des flux
- HC aliphatiques : constance des teneurs évaluation des flux en s’appuyant sur les résultats obtenus pour les effluents domestiques
Réseau d’assainissement
UCM : UCM : 1230 g.j1230 g.j-1-1
380380
HC ali : HC ali : 840 g.j840 g.j-1-1
460460380380
HC ali : HC ali : 5,4 g.j5,4 g.j-1-1
Lavage voirieLavage voirie
HC ali : HC ali : 16 g.j16 g.j-1-1
Ruiss. toituresRuiss. toitures
77
Les VIRA : les apports directsLes VIRA : les apports directs
Résultats : approche quantitativeRésultats : approche quantitative
les flux à l’échelle du bassin versant du Marais
- HAP : grande variabilité des teneurs (0 à 51 µg.g-1) Impossible d’évaluer des flux
- HC aliphatiques : constance des teneurs évaluation des flux en s’appuyant sur les résultats obtenus pour les effluents domestiques
Réseau d’assainissement
UCM : UCM : 1230 g.j1230 g.j-1-1
380380
HC ali : HC ali : 840 g.j840 g.j-1-1
460460380380
UCM : UCM : 120 g.j120 g.j-1-1
Lavage voirieLavage voirie
UCM : UCM : 50-150 g.j50-150 g.j-1-1
Ruiss. toituresRuiss. toitures
78
ConclusionsConclusions
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Eaux usées
DGDG
COCO
BioBio
87-98 %
2-13 %
< 1 %
StockStock Temps de Temps de pluiepluie
94-99 %
1-6 %
SignaturesSignatures
HAPHAP AliAli
Pyrolytique
Pyrolytique et pétrolier
Biologique
Pétrolier
Pyrolytique Biologique
79
ConclusionsConclusions
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Eaux usées
DGDG
COCO
BioBio
87-98 %
2-13 %
< 1 %
StockStock Temps de Temps de pluiepluie
94-99 %
1-6 %
SignaturesSignatures
HAPHAP AliAli
Pyrolytique
Pyrolytique et pétrolier
Biologique
Pétrolier
Pyrolytique Biologique
80
ConclusionsConclusions
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Eaux usées
DGDG
COCO
BioBio
87-98 %
2-13 %
< 1 %
StockStock Temps de Temps de pluiepluie
94-99 %
1-6 %
SignaturesSignatures
HAPHAP AliAli
Pyrolytique
Pyrolytique et pétrolier
Biologique
Pétrolier
Pyrolytique Biologique
81
Etude à l’échelle du réseau Etude à l’échelle du réseau d ’assainissementd ’assainissement
HCHC
MétauxMétaux
Teneurs fluctuantes
Signature HAP typique (pyrolytique et pétrolier)
Fluctuation (impact sources locales)
ConclusionsConclusions
Les micropolluants dans le réseau d’assainissementLes micropolluants dans le réseau d’assainissement
Eaux usées
DGDG
COCO
BioBio
87-98 %
2-13 %
< 1 %
StockStock Temps de Temps de pluiepluie
94-99 %
1-6 %
SignaturesSignatures
HAPHAP AliAli
Pyrolytique
Pyrolytique et pétrolier
Biologique
Pétrolier
Pyrolytique Biologique
82
ConclusionsConclusions
Les Voies d’Introduction dans le Réseau d’AssainissementLes Voies d’Introduction dans le Réseau d’Assainissement
Réseau d’assainissement
Ruissellements toituresRuissellements toitures
Apport atmosphérique Apport atmosphérique des HC et des métauxdes HC et des métaux
Excepté Cu, Ni, Pb, Ti, Excepté Cu, Ni, Pb, Ti, V et Zn V et Zn
Signatures SR / lavage Signatures SR / lavage
Ali : biologique / pétrolierAli : biologique / pétrolier
HAP : pyrolytique / pétrolierHAP : pyrolytique / pétrolier
Métaux : Métaux : Pb, Pb, Cu Cu
Ruissellements chausséesRuissellements chaussées
Signatures effluentsSignatures effluents
Apports directsApports directs
Ali : biologique Ali : biologique
HAP : fluctuanteHAP : fluctuante
Apports directsApports directs
Apports HC ali / UCM Apports HC ali / UCM très importantstrès importants
83
ConclusionsConclusions
Les Voies d’Introduction dans le Réseau d’AssainissementLes Voies d’Introduction dans le Réseau d’Assainissement
Réseau d’assainissement
Ruissellements toituresRuissellements toitures
Apport atmosphérique Apport atmosphérique des HC et des métauxdes HC et des métaux
Excepté Cu, Ni, Pb, Ti, Excepté Cu, Ni, Pb, Ti, V et Zn V et Zn
Signatures effluentsSignatures effluents
Apports directsApports directs
Ali : biologique Ali : biologique
HAP : fluctuanteHAP : fluctuante
Apports directsApports directs
Apports HC ali / UCM Apports HC ali / UCM très importantstrès importants
Signatures SR / lavage Signatures SR / lavage
Ali : biologique / pétrolierAli : biologique / pétrolier
HAP : pyrolytique / pétrolierHAP : pyrolytique / pétrolier
Métaux : Métaux : Pb, Pb, Cu Cu
Ruissellements chausséesRuissellements chaussées
84
ConclusionsConclusions
Les Voies d’Introduction dans le Réseau d’AssainissementLes Voies d’Introduction dans le Réseau d’Assainissement
Réseau d’assainissement
Ruissellements toituresRuissellements toitures
Apport atmosphérique Apport atmosphérique des HC et des métauxdes HC et des métaux
Excepté Cu, Ni, Pb, Ti, Excepté Cu, Ni, Pb, Ti, V et Zn V et Zn
Signatures effluentsSignatures effluents
Apports directsApports directs
Ali : biologique Ali : biologique
HAP : fluctuanteHAP : fluctuante
Apports directsApports directs
Apports HC ali / UCM Apports HC ali / UCM très importantstrès importants
Signatures SR / lavage Signatures SR / lavage
Ali : biologique / pétrolierAli : biologique / pétrolier
HAP : pyrolytique / pétrolierHAP : pyrolytique / pétrolier
Métaux : Métaux : Pb, Pb, Cu Cu
Ruissellements chausséesRuissellements chaussées
85
ConclusionsConclusions
Les Voies d’Introduction dans le Réseau d’AssainissementLes Voies d’Introduction dans le Réseau d’Assainissement
Réseau d’assainissement
Ruissellements toituresRuissellements toitures
Apport atmosphérique Apport atmosphérique des HC et des métauxdes HC et des métaux
Excepté Cu, Ni, Pb, Ti, Excepté Cu, Ni, Pb, Ti, V et Zn V et Zn
Signatures effluentsSignatures effluents
Apports directsApports directs
Ali : biologique Ali : biologique
HAP : fluctuanteHAP : fluctuante
Apports directsApports directs
Apports HC ali / UCM Apports HC ali / UCM très importantstrès importants
Signatures SR / lavage Signatures SR / lavage
Ali : biologique / pétrolierAli : biologique / pétrolier
HAP : pyrolytique / pétrolierHAP : pyrolytique / pétrolier
Métaux : Métaux : Pb, Pb, Cu Cu
Ruissellements chausséesRuissellements chaussées
86
PerspectivesPerspectives
Se placer en amont des VIRASe placer en amont des VIRA
Echantillonnage des principales sources urbaines
- Pyrolytiques : trafic automobile, UIOM, chauffage urbain, etc.
- Pétrolières : huiles lubrifiantes, pneumatiques, carburants, etc.
- Biologiques : feuilles, matière fécale, etc.
Caractérisation des signatures et des flux
Elargir le spectre des molécules analyséesElargir le spectre des molécules analysées
Polymères de l’isoprène (carotène, squalène, etc.)
Benzènes substitués
Etude de la pollution de temps de pluie Etude de la pollution de temps de pluie
Observatoire de la Pollution URbaine (OPUR, initié en 2003)
Utilisation de notre connaissance du temps sec
87
PerspectivesPerspectives
Se placer en amont des VIRASe placer en amont des VIRA
Echantillonnage des principales sources urbaines
- Pyrolytiques : trafic automobile, UIOM, chauffage urbain, etc.
- Pétrolières : huiles lubrifiantes, pneumatiques, carburants, etc.
- Biologiques : feuilles, matière fécale, etc.
Caractérisation des signatures et des flux
Elargir le spectre des molécules analyséesElargir le spectre des molécules analysées
Polymères de l’isoprène (carotène, squalène, etc.)
Benzènes substitués
Etude de la pollution de temps de pluie Etude de la pollution de temps de pluie
Observatoire de la Pollution URbaine (OPUR, initié en 2003)
Utilisation de notre connaissance du temps sec
88
PerspectivesPerspectives
Se placer en amont des VIRASe placer en amont des VIRA
Echantillonnage des principales sources urbaines
- Pyrolytiques : trafic automobile, UIOM, chauffage urbain, etc.
- Pétrolières : huiles lubrifiantes, pneumatiques, carburants, etc.
- Biologiques : feuilles, matière fécale, etc.
Caractérisation des signatures et des flux
Elargir le spectre des molécules analyséesElargir le spectre des molécules analysées
Polymères de l’isoprène (carotène, squalène, etc.)
Benzènes substitués
Etude de la pollution de temps de pluie Etude de la pollution de temps de pluie
Observatoire de la Pollution URbaine (OPUR, initié en 2003)
Utilisation de notre connaissance du temps sec
90
Boîte de prélèvement
Echantillonnage Echantillonnage
Pelle à sédimentPelle à sédiment Boîte de prélèvement de la COBoîte de prélèvement de la CO
91
Structure du biofilmStructure du biofilm
ParoiParoi
Matrice Matrice organiqueorganique
Couche Couche cellulairecellulaire
200 µm200 µm
11
5 µm5 µm
33
40 µm40 µm
22
100 µm100 µm
Matrice organique
Film cellulaire
92
0
5
10
15
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
pris
t
C18
phyt
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27
C28
C29
C30
C31
C32
C33
Etude qualitative de la pollution en hydrocarbures Etude qualitative de la pollution en hydrocarbures
Etude de la dynamiqueEtude de la dynamique
Signatures aliphatiques
0
5
10
15
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
pris
t
C18
phyt
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27
C28
C29
C30
C31
C32
C33
MES
CO
Bio
%
%
C27C27C29C29
C27C27C29C29
MES = composants majoritaires de la CO et du BioMES = composants majoritaires de la CO et du Bio
93
Etude qualitative de la pollution en hydrocarbures Etude qualitative de la pollution en hydrocarbures
Signatures aliphatiques
Eaux usées
Biofilm
MES
Dépôt grossier
Couche organique
nn-C18/Phyt-C18/Phyt
6,8 6,8
3,9 3,9
3,5 3,5
2,2 2,2
Degré de Degré de dégradationdégradation
Temps de résidence dans le réseau d’assainissement : Temps de résidence dans le réseau d’assainissement : DG > CO DG > CO Bio > MES Bio > MES
Etude de la dynamiqueEtude de la dynamique
94
Les retombées atmosphériquesLes retombées atmosphériques
CoulommiersCréteil
Paris
« Ile-de-France »
Réseau de collecte
Etude des retombées atmosphériquesEtude des retombées atmosphériques
- 2 sites urbains / 1 site semi-urbain
- Collecteurs métaux / hydrocarbures
ParisParis
CréteilCréteil
CoulommiersCoulommiers
95
Etude des retombées atmosphériquesEtude des retombées atmosphériques
Réseau de collecte
- 2 sites urbains / 1 site semi-urbain
- Collecteurs métaux / hydrocarbures
Collecteur inox (50 x 50 cm) 20 à 30 l
Collecteur téflon ( de 12 cm )
1 l
Les retombées atmosphériquesLes retombées atmosphériques
96
Etude des retombées atmosphériquesEtude des retombées atmosphériques
Réseau de collecte
Résultats obtenus sur le site parisien : les hydrocarbures
1200
1800
600
hiver printemps été automne0
HC aliHC ali HAP (x10)HAP (x10)
mg.ha-1.j-1
Période froide Période chaude
(600-1800 mg.ha.j-1) (100-400 mg.ha.j-1)>>
HC aliphatiqueHC aliphatique
Période froide Période chaude
(5-6 mg.ha.j-1) (2-4 mg.ha.j-1)>>
HAPHAP
Contribution du chauffage résidentiel estimée à 41 %
Les retombées atmosphériquesLes retombées atmosphériques
97
- 13 éléments mesurés : Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Sr, V, Ti et Zn
- Constance des flux au cours de l’année (2300-2800 mg.ha.j-1)
Métaux lourdsMétaux lourds
12000
9000
3000
6000
hiver printemps été automne0
Etude des retombées atmosphériquesEtude des retombées atmosphériques
Réseau de collecte
Résultats obtenus sur le site parisien : les métaux
métaux métaux lourdslourds
Eléments Eléments majeurs majeurs
(/10)(/10)
mg.ha-1.j-1
Eléments majeursEléments majeurs
- 6 éléments mesurés : Ca, K, Mg, Na, P et S
- Légère augmentation durant la période froide (21 %)
Les retombées atmosphériquesLes retombées atmosphériques
98
Prédominance bosse C27-C29-C31 témoin d ’une contamination biologique
Présence marquée de C18-C20 en hiver témoin d ’une contamination pétrolière
Etude des retombées atmosphériquesEtude des retombées atmosphériques
Réseau de collecte
Résultats obtenus sur le site parisien : les hydrocarbures
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
pri
st
C18
ph
yt
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27
C28
C29
C30
C31
C32
C33
25
10
20
15
5
0
%
UCM/RUCM/R 1010 22 7733
hiverhiver printempsprintemps étéété automneautomne
Les retombées atmosphériquesLes retombées atmosphériques
99
Etude des retombées atmosphériquesEtude des retombées atmosphériques
Réseau de collecte
Résultats obtenus sur le site parisien : les hydrocarbures
hiverhiver printempsprintemps étéété automneautomne
P A Fluo Pyr B(a)A ChryN Acyl Acen F BkbF BaP
50
20
40
30
10
0
% Prédominance P, Fluo, Pyr (76-98 %) > A, B(a)A, Chry témoin d’une contamination pyrolytique
Les retombées atmosphériquesLes retombées atmosphériques
100
PJmm.j-1
Etude des ruissellements de toituresEtude des ruissellements de toitures
Les ruissellements de toituresLes ruissellements de toitures
Flux journaliers mesurés : les hydrocarbures
2
3
1
0
1200
1600
800
400
0
20
25
15
10
0
5
2
3
1
0
HC ali
HAP
mg.ha-1.j-1 mg.ha-1.j-1PJmm.j-1
Toit 1 Toit 2 Toit 3 Toit 1 Toit 2 Toit 3
Flux semblent corrélés à la pluviométrie journalière (PJ) : PJ PJ flux journaliers flux journaliers
101
Perspectives : étude des sources de micropolluantsPerspectives : étude des sources de micropolluants
Tunnel dust (n=4)
Leave (n=4)
Unburned and burned oils (n=5)
Gasoline (n=3)
Tires (n=4)
Car exhaust (n=2)
Tunnel aerosol (n=7)
Waste incinerator (n=8)
Sludge incinerator (n=6)
Power plant (n=2)
102
Perspectives : étude des sources de micropolluantsPerspectives : étude des sources de micropolluants
LM
W/H
MW
UC
M/R
CPI
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
LeaveTire
Waste Incinerator
Tunnel Aerosol
Exhaust 1
Tunnel Dust
Power Plant
Exhaust 2
Oil
Sludge Incinerator
Gasoline
Types d’échantillonsTypes d’échantillons
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