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Développements Métrologiques et Chimie des Milieux (DMCM)


Développement de modèles


Devenir des pesticides dans les eaux de surface

 

Nous avons développé des compétences pour modéliser la réactivité et les transferts des substances anthropogéniques dans les eaux de surface, et nous avons validé deux modèles pour simuler le devenir des pesticides de la riziculture en Camargue. Le premier modèle appelé « PADDY light » [1] est un modèle simplifié qui simule les pesticides à l’échelle d’une exploitation agricole, tandis que le deuxième appelé « HIC Pest » [2] simule les pesticides à l’échelle du système lagunaire en Camargue. Les deux modèles sont des feuilles de travail MAPLE (vs.9) et sont disponibles sur demande. Nous avons aussi appliqué un modèle photochimique pour simuler les temps de demi-vies des 4 herbicides les plus pertinents en Camargue [3].

 

 

Transport des composés volatils à travers la zone non-saturée

 

Nous avons contribué à la validation d’un modèle semi-analytique développé par O. Atteia à Bordeaux qui simule le transport des polluants volatils à partir d’une nappe phréatique pollué à travers le sol vers l’atmosphère [4]. Ce modèle est distribué librement en forme d’une feuille EXCEL (sur demande).

 

 

Panaches de polluants en zone saturée

 

Le modèle semi-analytique R-Flow développé à l’EGID de l’Université Bordeaux et distribué en CD avec un livre [5] a été validé et valorisé en co-opération avec O. Atteia [6-7]. Il permet de simuler entre autre les chloroéthènes dans les nappes phréatiques.

 

 

 

 

 

Simulation des ratios d’isotopes stables dans les gaz et vapeurs de polluants en zone non-saturée

 

Des modèles analytiques ont été développés qui simulent les ratios isotopiques des éléments carbone, hydrogène et oxygène dans des polluants qui migrent en forme de vapeur à travers les sols [8, 9, 10], en collaboration avec l’Université de Neuchâtel en Suisse. Ces modèles tournent en feuilles de travaille MAPLE vs. 9 et sont disponibles sur demande.

 

 

Isotopes stables dans les polluants organiques lors du transport réactif dans les aquifères

 

Des modèles analytiques ont été conçues pour décrire les ratios isotopiques dans des polluants organiques dans les panaches de pollutions à source constante. Il s’agit des modèles trois-dimensionnelles incorporant différents cinétiques de dégradation et calculées sur MAPLE vs.9 (une feuille de travaille MAPLE est distribuée librement sur le site de publication [11]). Pour des contaminants qui subissent une dégradation en chaine (par exemple les chloroéthènes), un fichier Excel vs. 2010 qui prédit l’évolution des ratios isotopiques de deux isotopes différents a été publié et est distribué sur le site de la publication [12].
Dans le projet ANR ISOTO-POL actuellement en cours, la modélisation des effets isotopiques (2H & 13C) mesurés par RMN quantitative au cours du suivi de la contamination d’un sol par un polluant issu de carburants est développée. Un modèle type a été conçu préalablement pour un composé d’intérêt alimentaire, la vanilline [13].

 

 

 

Références


[1] Comoretto, L., Arfib, B., Talva, R., Chauvelon, P., Pichaud, M., Chiron, S. et Höhener, P., 2008. Environmental Pollution, 151, 486-493.
[2] Höhener, P.,Comoretto, L., Alhousari, F., Chauvelon, P., Pichaud, M., Chérain, Y. et Chiron, S., 2010. Environmental Modelling and Software, 25: 1837-44
[3] Al Housari, F., Höhener, P.,etChiron, S. 2011. Sci.Total Environ., 1, 582-587.
[4] Atteia, O. et Höhener, P., 2010. Semi-analytical model predicting transfer of volatile pollutants from groundwater to soil surface.Environ. Sci. Technol., 44: 6228–6232.
[5] Atteia, O. (2011) Modélisation du devenir des composés organiques dans les aquifères (avec CD du logiciel Rflow 2D et applications). Edition Lavoisier, Paris.
[6]Atteia, O., et Höhener, P. (2012). Fast semi-analytical approach to calculate approximate concentration plumes of dissolved redox-reactive groundwater pollutants. 1. BTEX. Advances in Water Resources, 46, 63-73.
[7] Atteia, O., et Höhener, P., 2012. 2. Chloroethenes. Advances in Water Resources 46, 74-83.
[8] Bouchard, D., Hunkeler, D., Gaganis, P., Aravena, R., Höhener, P. et Kjeldsen, P., 2008. Environmental Science & Technology, 42, 596-601.
[9] Höhener, P., Bouchard, D., et Hunkeler, D. (2010) Stable isotope fractionation of gaseous compounds in the unsaturated zone (Chapter 9). In Environmental Isotopes in Biodegradation and Bioremediation. Aelion, C.M., Höhener, P., Hunkeler, D., and Aravena, R. (eds). Boca Raton: CRC Press (Taylor and Francis), pp. 293-324.
[10] Bouchard, D., Höhener, P., Cornaton, P. et Hunkeler, D., 2011. J. Contam. Hydrol., 119, 44-54.
[11]Höhener, P. et Atteia, O., 2010. Multidimensional analytical models for isotope ratios in groundwater pollutant plumes of organic contaminants undergoing different biodegradation kinetics. Advances in Water Resources, 33, 740-751.
[12]Höhener, P. et Atteia, O., 2013. Rayleigh equation for evolution of stable isotope ratios in contaminant decay chains. Geochim. Cosmochim. Acta, in press.
[13] Höhener, P., V. Silvestre, A. Le François, D. Loquet, E.P. Botosoa, R.J. Robins et G.S. Remaud, 2012. Chemosphere, 87, 445–452.