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Publiez vos documents !Pédogenèse d'un Luvisol et spéciation du zinc
Résumé du mémoire
La redistribution de Zn au cours de la pédogenèse a été étudiée au travers de sa spéciation dans un Luvisol forestier développé sur anomalie géochimique naturelle et présentant des teneurs élevées en Fe, Mn, P et Zn.
Ce travail repose sur une analyse de l'évolution de la composition chimique multi-élémentaire à l'échelle du solum et d'une localisation de Zn, par fractionnement granulométrique et chimique, dans les différents horizons. La nature du ou des matériau(x) parental(aux) et des processus pédologiques à l'origine de la différenciation de ce solum sont discutés.
Ainsi, les profils des éléments majeurs, traces et des terres rares dans la fraction totale montrent que le Luvisol est issu de l'altération en place de deux calcaires Sinémuriens micritiques superposés, la discontinuité géologique entre les deux étant marquée par la présence d'un lit de nodules phosphatés à la base du Lotharingien qui se retrouve de façon héritée dans le profil.
Ce solum, aujourd'hui décarbonaté, présente une forte concentration en plombs de chasse résultant de la reconcentration de Fe et Mn. Les horizons de surface sont eux appauvris en lutum, Fe et Mn.
Les extractions séquentielles montrent que la majorité de Zn est liée aux oxy-hydroxydes de fer et au résidu. Des fractionnements physiques ont montré que les nodules phosphatés et les plombs de chasse, et plus spécialement les oxy-hydroxydes de Fe et de Mn, sont les phases qui concentrent le plus Zn. La dégradation en cours des horizons de surface, et des plombs de chasse qu'ils contiennent, les ont appauvris en Zn. Un horizon profond d'Argile, au contact du calcaire sous-jacent, se caractérise par sa teneur exceptionnellement élevée en Zn, principalement sous forme d'oxy-hydroxydes de Mn et de Fe mal cristallisés. L'origine de cette concentration n'a pu être tranchée de façon définitive.
Sommaire du mémoire
- Matériel et méthodes
- Le site d'étude : géologie et pédologie
- Fractionnements physiques
- Extractions chimiques séquentielles
- Caractérisations minéralogiques
- Traitement de données
- Résultats
- Evolution chimique et minéralogique le long du profil
- Localisation du zinc dans les différentes phases du solum
- Discussion
- Nature du matériau parental et stock initiaux d'éléments
- Evolution pédogénétique
- Processus de redistribution du zinc dans les différents compartiments du sol au cours de la pédogenèse
Extraits du mémoire
[...] Les solutions d'extraction et de rinçage sont centrifugées et filtrées à 0,2 µm sur une membrane en acétate de cellulose. Si besoin est, les filtrats sont acidifiés à avec HNO Chem-Lab), puis conservés séparément à avant analyse de Fe, Mn et Zn par spectroscopie d'absorption atomique flamme Caractérisations minéralogiques La composition minéralogique des fractions totales, du lutum, des plombs de chasse, des nodules phosphatés, de la fraction dense de SM et des résidus d'extractions a été déterminée par diffraction des rayons X (DRX). [...]
[...] Il est situé sur une plateforme calcaire à gryphées arquées du Sinémurien. Cette formation, de 5 à 10 m d'épaisseur, est composée de bancs calcaires cristallins gris bleuté durs et compacts (85 à 95% de CaCO3, Tab. irrégulièrement intercalés entre de minces interlits marneux plus tendres. Au dessus, se développe un niveau de 1 à 3 m d'épaisseur, attribué au Lotharingien (partie supérieure du Sinémurien) et contenant à sa base des nodules phosphatés, correspondant généralement à des fossiles (Baize et Chrétien, 1994). [...]
[...] Par contre, les ET se rencontrent aussi naturellement dans les sols suite à l'altération des matériaux parentaux les contenant (Baize, 1997). Certains sols développés sur anomalies géochimiques naturelles présentent des concentrations en ET comparables à celles de sols pollués (Baize, 1997). Lors de l'altération des phases minérales primaires, les ET sont libérés en solution avec les éléments majeurs et se répartissent alors plus ou moins temporairement parmi l'ensemble des phases réactives du sol. Leur spéciation est ainsi modifiée et de fait leur devenir dans l'environnement (Alloway ; McBride, 1994). [...]
[...] Cette analyse permet ainsi de différencier les groupes d'éléments qui présentent un profil de concentration proche au sein du solum. L'ACP a été réalisée sur les concentrations dans la fraction totale, avec les 10 éléments majeurs comme variables actives, les ET comme variables passives et les 11 horizons comme individus. Facteurs d'enrichissement De façon à comparer les différentes fractions d'un même horizon, des facteurs d'enrichissement ont été calculés, i.e. la concentration de l'élément j dans la fraction k divisée par la concentration de j dans la fraction totale de l'horizon. [...]
[...] Pour ce, la connaissance de la nature du matériau parental et la détermination de la spéciation solide du zinc dans le solum sont primordiales. La spéciation du zinc n'est pas envisagée ici au sens strict de détermination de l'environnement atomique du zinc, qui est fournie par des méthodes spectroscopiques (EXAFS, XANES) rares et encore difficiles à mettre en ?uvre dans une matrice aussi complexe que le sol. La spéciation est ici plutôt envisagée au sens large de localisation et de répartition du zinc dans les différentes phases constitutives du sol : elle fait appel à des méthodes de fractionnement physiques (granulométrie, densimétrie) et chimiques (extractions séquentielles), qui ne sont pas totalement sélectives d'une phase minérale donnée (Das et al., 1995), mais plus simples à appliquer et néanmoins riches en enseignements (Cornu et Clozel, 2000). [...]
À propos de l'auteur
Cédric L.Doctorant- Niveau
- Expert
- Etude suivie
- écologie et...
- Ecole, université
- école...
Descriptif du mémoire
- Date de publication
- 2006-01-03
- Date de mise à jour
- 2006-01-03
- Langue
- français
- Format
- Word
- Type
- mémoire
- Nombre de pages
- 32 pages
- Niveau
- expert
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- Validé par
- le comité de lecture
