Pollutions diffuses : du bassin versant au littoral
Dénitrification autotrophe
Évidences de dénitrification
Une eau qui n'a jamais été polluée par l'activité agricole contribue donc
partiellement à la chute des teneurs en nitrate. Néanmoins, l'absence
de cet ion dans des échantillons dont les teneurs en chlorures et en tritium attestent de la présence d’une composante récente prouve que le
nitrate a été extrait de l'eau souterraine. Par ailleurs, l' etude de la composition chimique et isotopique a permis de mettre en évidence des éléments prouvant l’existence du processus de dénitrification des eaux,
c’est-à-dire de la transformation du nitrate en diazote N2 :
- les isotopes de l’azote montrent un enrichissement du ô
l5, N des
échantillons appauvris en nitrate, ce qui est typique du processus de
dénitrification (Mariotti d al., 1988);
- les échantillons prélevés dans le schiste sont marqués par un excès de
diazote. La concentration en diazote d’origine atmosphérique est calculée à partir cles teneurs en argon. Un excès par rapport à cette valeur
calculée prouve que du diazote est produit dans l'aquifère (Wilson et
al., 1990).
L'abaissement des teneurs en nitrate des eaux souterraines par dénitrification peut être estimé, soit à partir cle l'excès de diazote constaté, soit
par un calcul cle mélange entre une eau récente riche en nitrate et chlorures et une eau ancienne dépourvue de nitrate (tab. 1).
Tableau 1 - Estimation par deux méthodes de la diminution des teneurs
en nitrate de l’eau souterraine par dénitrification.
Échantillon
Estimation des teneurs
Estimation des teneurs
(profondeur captét en m)
en nitrate réduites
en nitrate réduites
d’après l’excès
d’après les teneurs
de diazote (mg.L
1 )
en tritium (mg.L
1 )
Stimocs DNS3 (7-16)
38
71
Stimoës DNS2 ( 10-2 1 )
+ 2
50
Stimoës F1 (32-82)
26
38
Ces résultats, bien que du même ordre cle grandeur, présentent quelques
divergences qui peuvent s’expliquer par le fait que la dénitrification n’est
pas forcément complète, c est-à-dire qu’elle peut être stoppée avant la
production de diazote, par exemple à la production de d’oxyde nitreux
(N2O). Néanmoins, ils montrent surtout que les quantités de nitrate
extraites de l'eau souterraine sont importantes. L’absence de nitrite
(NO 2) et d'ammonium (NH 4) dans l’eau confirme que cette disparition du nitrate est due à cle la dénitrification.
La présence de pyrite (FeS2) dans le schiste suggère que ce minéral est
le donneur d’électrons nécessaire à la dénitrification, dont la réaction
s’ècrit alors :
5FeS 2 + 1 4NO3 • I H+
> 7 \ • 10SO4
2- + 5 Fe
2+ +2H 2 O
(1)
202
Dénitrification autotrophe
Évidences de dénitrification
Une eau qui n'a jamais été polluée par l'activité agricole contribue donc
partiellement à la chute des teneurs en nitrate. Néanmoins, l'absence
de cet ion dans des échantillons dont les teneurs en chlorures et en tritium attestent de la présence d’une composante récente prouve que le
nitrate a été extrait de l'eau souterraine. Par ailleurs, l' etude de la composition chimique et isotopique a permis de mettre en évidence des éléments prouvant l’existence du processus de dénitrification des eaux,
c’est-à-dire de la transformation du nitrate en diazote N2 :
- les isotopes de l’azote montrent un enrichissement du ô
l5, N des
échantillons appauvris en nitrate, ce qui est typique du processus de
dénitrification (Mariotti d al., 1988);
- les échantillons prélevés dans le schiste sont marqués par un excès de
diazote. La concentration en diazote d’origine atmosphérique est calculée à partir cles teneurs en argon. Un excès par rapport à cette valeur
calculée prouve que du diazote est produit dans l'aquifère (Wilson et
al., 1990).
L'abaissement des teneurs en nitrate des eaux souterraines par dénitrification peut être estimé, soit à partir cle l'excès de diazote constaté, soit
par un calcul cle mélange entre une eau récente riche en nitrate et chlorures et une eau ancienne dépourvue de nitrate (tab. 1).
Tableau 1 - Estimation par deux méthodes de la diminution des teneurs
en nitrate de l’eau souterraine par dénitrification.
Échantillon
Estimation des teneurs
Estimation des teneurs
(profondeur captét en m)
en nitrate réduites
en nitrate réduites
d’après l’excès
d’après les teneurs
de diazote (mg.L
1 )
en tritium (mg.L
1 )
Stimocs DNS3 (7-16)
38
71
Stimoës DNS2 ( 10-2 1 )
+ 2
50
Stimoës F1 (32-82)
26
38
Ces résultats, bien que du même ordre cle grandeur, présentent quelques
divergences qui peuvent s’expliquer par le fait que la dénitrification n’est
pas forcément complète, c est-à-dire qu’elle peut être stoppée avant la
production de diazote, par exemple à la production de d’oxyde nitreux
(N2O). Néanmoins, ils montrent surtout que les quantités de nitrate
extraites de l'eau souterraine sont importantes. L’absence de nitrite
(NO 2) et d'ammonium (NH 4) dans l’eau confirme que cette disparition du nitrate est due à cle la dénitrification.
La présence de pyrite (FeS2) dans le schiste suggère que ce minéral est
le donneur d’électrons nécessaire à la dénitrification, dont la réaction
s’ècrit alors :
5FeS 2 + 1 4NO3 • I H+
> 7 \ • 10SO4
2- + 5 Fe
2+ +2H 2 O
(1)
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