24
Journée du DEA - 2002 Étude de la pollution en Étude de la pollution en hydrocarbures du dépôt grossier hydrocarbures du dépôt grossier sur l’ensemble du réseau sur l’ensemble du réseau d’assainissement parisien d’assainissement parisien Journée du DEA Créteil - 2002 V. Rocher, S. Garnaud, R. Moilleron, G. Chebbo

Journée du DEA - 2002 Étude de la pollution en hydrocarbures du dépôt grossier sur lensemble du réseau dassainissement parisien Journée du DEA Créteil

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Journée du DEA - 2002

Étude de la pollution en hydrocarbures Étude de la pollution en hydrocarbures

du dépôt grossier sur l’ensemble du du dépôt grossier sur l’ensemble du

réseau d’assainissement parisien réseau d’assainissement parisien

Journée du DEACréteil - 2002

V. Rocher, S. Garnaud, R. Moilleron, G. Chebbo

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Journée du DEA - 2002

1) Les dépôts au sein du réseau

Plan de la présentation

Journée du DEA - 2002

2) Description du travail

3) Principaux résultats

4) Conclusions

1)1) Les dépôts au sein du réseauLes dépôts au sein du réseau

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Journée du DEA - 2002

Les dépôts au sein du réseau

Dépôt grossier (DG)Dépôt grossier (DG) Gris / noir

Minérale (MO = 8%)

Epaisseur de 5 à 40 cm

Couche Organique (CO)Couche Organique (CO) Marron

Organique (MO = 52%)

Epaisseur de 2 à 15 cm

Biofilm:Biofilm: Marron

Organique (MO = 60%)

Epaisseur de 1 à 5 mm

Eaux usées

Collecteur

3 types de dépôts3 types de dépôts

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Journée du DEA - 2002

Les dépôts au sein du réseau 3 types de dépôts3 types de dépôts

Cas du biofilm (MEB)Cas du biofilm (MEB)

ParoiParoi

Matrice Matrice organiqueorganique

Couche Couche cellulairecellulaire

40 µm200 µm

11 22

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Journée du DEA - 2002

1) Les dépôts au sein du réseau

Plan de la présentation

Journée du DEA - 2002

3) Principaux résultats

4) Conclusions

2.1) Objectifs2.1) Objectifs

2.2) Dispositif expérimental2.2) Dispositif expérimental

2) Description du travail2) Description du travail

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Journée du DEA - 2002

Mesure des hydrocarbures associés au dépôt grossierMesure des hydrocarbures associés au dépôt grossier

ObjectifsObjectifs

HHydrocarbures totaux ydrocarbures totaux (IR)(IR)

HydrocarburesHydrocarbures Aromatiques Polycycliques Aromatiques Polycycliques (HPLC / fluorimétrie)(HPLC / fluorimétrie)

Mesure de l’indice Mesure de l’indice CHCH22

Impact environnemental : formation de films Impact environnemental : formation de films

Film d’HCFilm d’HC

Molécules aromatiques ( 2 à 6 cycles)Molécules aromatiques ( 2 à 6 cycles)

Impact sanitaire : cancérigène Impact sanitaire : cancérigène 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

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Journée du DEA - 2002

Mesure des hydrocarbures associés au dépôt grossierMesure des hydrocarbures associés au dépôt grossier

ObjectifsObjectifs

2 Axes de recherche2 Axes de recherche

1) Etude de la fluctuation spatialefluctuation spatiale

de la pollution en HC sur

l’ensemble du réseau parisien

1) Etude de la fluctuation spatialefluctuation spatiale

de la pollution en HC sur

l’ensemble du réseau parisien

TeneursTeneurs SignaturesSignatures

2) Détermination de l’origine des l’origine des

HCHC associés au dépôt grossier

(étude des signatures HAP)

2) Détermination de l’origine des l’origine des

HCHC associés au dépôt grossier

(étude des signatures HAP)

Sources Sources pétrolièrespétrolières

Sources Sources pyrolytiquespyrolytiques

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Journée du DEA - 2002

Utilisation du réseau de bassins de déssablementUtilisation du réseau de bassins de déssablement

Eaux Eaux uséesusées

de la hauteur de la section de la cunette décantation de MES transitant dans le collecteur

de la hauteur de la section de la cunette décantation de MES transitant dans le collecteur

Rôle : limiter l’accumulation de dépôts au fond des collecteurs

Principe de fonctionnement :

ObjectifsObjectifs

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Journée du DEA - 2002

> 0.5 mm > 0.5 mm 76 %76 %

< 0.5 mm < 0.5 mm 24 %24 % > 0.5 mm > 0.5 mm 76 %76 %

< 0.5 mm < 0.5 mm 24 %24 %

Utilisation du réseau de bassins de déssablement

63%

22%10%

2%3%

0.05 mm

0.05 0.5 mm

0.5 8 mm

8 20 mm

> 20 mm

Distribution granulométrique

Type des sédiments accumulés (n=240)Type des sédiments accumulés (n=240)

76%

24%

ObjectifsObjectifs

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Journée du DEA - 2002

> 0.5 mm > 0.5 mm 76 %76 %

< 0.5 mm < 0.5 mm 24 %24 % > 0.5 mm > 0.5 mm 76 %76 %

< 0.5 mm < 0.5 mm 24 %24 %

Teneur en MO Teneur médiane Teneur médiane 7.2 %7.2 % Teneur médiane Teneur médiane 7.2 %7.2 %

Distribution granulométrique

Utilisation du réseau de bassins de déssablement

Type des sédiments accumulés (n=240)Type des sédiments accumulés (n=240)

ObjectifsObjectifs

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Journée du DEA - 2002

> 0.5 mm > 0.5 mm 76 %76 %

< 0.5 mm < 0.5 mm 24 %24 % > 0.5 mm > 0.5 mm 76 %76 %

< 0.5 mm < 0.5 mm 24 %24 % Distribution granulométrique

Teneur en MO Teneur médiane Teneur médiane 7.2 %7.2 % Teneur médiane Teneur médiane 7.2 %7.2 %

Utilisation du réseau de bassins de déssablement

Type des sédiments accumulés (n=240)Type des sédiments accumulés (n=240)

77%77%

23%23%

0.4 mm

> 0.4 mm

Granulométrie du DGGranulométrie du DG

Caractéristiques des 3 types dépôts du réseau (Ahyerre / Chebbo)

BiofilmBiofilm

COCO

DGDG

58 / 7158 / 71

68 / 5868 / 58

9.6 / 49.6 / 4

MO (%)MO (%)

DG DG 9.6 / 49.6 / 4

Dépôt Dépôt grossiergrossier

ObjectifsObjectifs

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Journée du DEA - 2002

Sites et procédures d’échantillonnageSites et procédures d’échantillonnage

Dispositif expérimentalDispositif expérimental

40 sites répartis sur le réseau

Prélèvement de 6 échantillons

1 m de profondeur1 m de profondeur

Surface (5-10 cm)Surface (5-10 cm)

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Journée du DEA - 2002

1) Les dépôts au sein du réseau

Plan de la présentation

Journée du DEA - 2002

2) Description du travail

4) Conclusions

3) Principaux résultats 3) Principaux résultats

3.1) Fluctuation spatiale de la pollution en HC3.1) Fluctuation spatiale de la pollution en HC

3.2) Détermination de l’origine de la pollution

Fluctuation des teneursFluctuation des teneurs

Fluctuation des signaturesFluctuation des signatures

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Journée du DEA - 2002

Teneurs en Teneurs en hydrocarbures totaux (mg/kg)hydrocarbures totaux (mg/kg)

Fluctuation spatiale des teneursFluctuation spatiale des teneurs

200< TH < 1300 mg/kg 200< TH < 1300 mg/kg (CV = 49 %)(CV = 49 %)

Valeur moyenne : Valeur moyenne : 625 mg/kg625 mg/kg

Homogéneité des teneurs Homogéneité des teneurs sur le réseau parisiensur le réseau parisien

Marais (4ème arr)Marais (4ème arr)

DGDG

500 mg/kg500 mg/kg

COCO

2000 mg/kg2000 mg/kg

Gonzalez, 2001Gonzalez, 2001

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Journée du DEA - 2002

Teneurs en Teneurs en HAP totaux (mg/kg)HAP totaux (mg/kg)

Fluctuation spatiale des teneursFluctuation spatiale des teneurs

2 < HAP < 90 mg/kg 2 < HAP < 90 mg/kg (CV = 79 %)(CV = 79 %)

Valeur moyenne : Valeur moyenne : 21 mg/kg21 mg/kg

Faible fluctuation spatiale des Faible fluctuation spatiale des teneurs sur le réseau parisienteneurs sur le réseau parisien

Marais (4ème arr)Marais (4ème arr)

DGDG

22 mg/kg22 mg/kg

COCO

14 mg/kg14 mg/kg

Rocher, 2002Rocher, 2002

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Journée du DEA - 2002

Répartition massiqueRépartition massique des HAP (R = 2-3 cycles / 4-6 cycles) des HAP (R = 2-3 cycles / 4-6 cycles)

Fluctuation spatiale des signaturesFluctuation spatiale des signatures

R < 1R < 1 pourpour 95 %95 % des sites des sites

R : 0.5 R : 0.5 avec unavec un CV = 59 % CV = 59 %

Prédominance des HAP lourds Prédominance des HAP lourds sur l’ensemble du réseausur l’ensemble du réseau

--

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Journée du DEA - 2002

70%70%

(+/- 10%)(+/- 10%)

HAP majoritairesHAP majoritaires

Fluctuation spatiale des signaturesFluctuation spatiale des signatures

HAP majoritaires identiques HAP majoritaires identiques sur l’ensemble du réseausur l’ensemble du réseau

PhénanthrènePhénanthrène

FluoranthèneFluoranthène

PyrènePyrène

Benzo(k,b)FluoranthèneBenzo(k,b)Fluoranthène

ChrysèneChrysène

Benzo(a)AnthracèneBenzo(a)Anthracène

Benzo(a)PyrèneBenzo(a)Pyrène

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Journée du DEA - 2002

46%46%

(+/- 10%)(+/- 10%)

PhénanthrènePhénanthrène

FluoranthèneFluoranthène

PyrènePyrène

Benzo(k,b)FluoranthèneBenzo(k,b)Fluoranthène

ChrysèneChrysène

Benzo(a)AnthracèneBenzo(a)Anthracène

Benzo(a)PyrèneBenzo(a)Pyrène

HAP majoritairesHAP majoritaires

Fluctuation spatiale des signaturesFluctuation spatiale des signatures

HAP majoritaires identiques HAP majoritaires identiques sur l’ensemble du réseausur l’ensemble du réseau

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Journée du DEA - 2002

1) Les dépôts au sein du réseau

Plan de la présentation

Journée du DEA - 2002

2) Description du travail

4) Conclusions

3) Principaux résultats 3) Principaux résultats

3.1) Fluctuation spatiale de la pollution en HC

3.2) Détermination de l’origine de la pollution3.2) Détermination de l’origine de la pollution

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Journée du DEA - 2002

Forte contribution des sources pyrolytiquesForte contribution des sources pyrolytiques

Origine de la pollutionOrigine de la pollution

Prédominance des HAP lourds Prédominance des HAP lourds (LMW/HMW = 0.5)(LMW/HMW = 0.5)

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Journée du DEA - 2002

Forte contribution des sources pyrolytiquesForte contribution des sources pyrolytiques

Origine de la pollutionOrigine de la pollution

Prédominance des HAP lourds Prédominance des HAP lourds (LMW/HMW = 0.5)(LMW/HMW = 0.5)

Présence de composés caractéristiquesPrésence de composés caractéristiques

0

5

10

15

20

25

P Fluo B(k,b)F Pyr B(a)A Chry B(a)P

%%1515

101011111111

7.57.5 6.56.58.58.5

Principaux HAP présents dans le dépôts Principaux HAP présents dans le dépôts grossier (n=240)grossier (n=240)

FluoFluo PyrPyr ChryChryB(a) AB(a) A

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Journée du DEA - 2002

Forte contribution des sources pyrolytiquesForte contribution des sources pyrolytiques

Origine de la pollutionOrigine de la pollution

Prédominance des HAP lourds Prédominance des HAP lourds (LMW/HMW = 0.5)(LMW/HMW = 0.5)

Présence de composés caractéristiquesPrésence de composés caractéristiques

0

1

2

3

0 1 10 100 1000

Ratios caractéristiquesRatios caractéristiques

P / AP / A

Flu

o/P

yrF

luo

/Pyr

Sources Sources pyrolytiquespyrolytiques

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Journée du DEA - 2002

Forte contribution des sources pyrolytiquesForte contribution des sources pyrolytiques

Origine de la pollutionOrigine de la pollution

Trace de sources pétrolièresTrace de sources pétrolières

0

5

10

15

20

25

P Fluo B(k,b)F Pyr B(a)A Chry B(a)P

%%1515

101011111111

7.57.5 6.56.58.58.5

Principaux HAP présents dans le dépôts Principaux HAP présents dans le dépôts grossier (n=240)grossier (n=240)

PP

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Journée du DEA - 2002

ConclusionsConclusions

Relative homogénéité des teneurs dans le dépôt grossier Relative homogénéité des teneurs dans le dépôt grossier

Hydrocarbures totauxHydrocarbures totaux : 625 mg/kg : 625 mg/kg (CV = 49 %) (CV = 49 %)

HAP totauxHAP totaux : 21 mg/kg : 21 mg/kg (CV = 79 %) (CV = 79 %)

Contribution marquée des sources pyrolytiquesContribution marquée des sources pyrolytiques

Existence d’une pollution de fond homogèneExistence d’une pollution de fond homogène

HAP à hauts PMHAP à hauts PM

4 HAP prédominants4 HAP prédominants