Osad

Osad jest zbiór cząsteczek zawieszonych w wodzie , w atmosferze lub lód i która ostatecznie osiąść pod wpływem grawitacji , często w kolejnych warstwach lub warstw . Osad charakteryzuje się swoim charakterem (skład fizykochemiczny), pochodzeniem, granulometrią, zawartym w nim gatunkami i możliwą toksycznością… Konsolidacja osadów jest przyczyną powstawania skalnych warstw osadowych .

Sedymentacji oznacza zbiór procesów prowadzących do powstawania osadu. Powstaje w niskiej temperaturze na powierzchni kuli ziemskiej, albo przez osadzanie się produktów erozji (np. piasek, glina), albo przez opady (np. ewaporaty ), albo przez gromadzenie się na dnie oceanów gruzu. martwe zwierzęta lub rośliny (np. kreda , ziemia okrzemkowa ) lub w wyniku innych zimnych procesów.

Pula

Jako podłoże skalne / ekoton wodny osady stanowią siedlisko skolonizowane przez określone gatunki (zagrzebacze), które odgrywają główną rolę (oczyszczanie, napowietrzanie, fermentacja, bioturbacja ). Ten ekoton działa jak pochłaniacz dwutlenku węgla . Gdy jest drobna i bogata w materię organiczną, zużywa tlen i staje się beztlenowa .
Mimo to może być napowietrzony przez robaki lub ryjące się zwierzęta.

Osad, dawniej stosowany jako nawóz lub dodatek ( muł żyzny Nil...) czasami zawiera gatunki patogenne (zwykle beztlenowe), a dziś zanieczyszczenia mniej lub bardziej toksyczne i trwałe, nie ulegające biodegradacji lub ulegające powolnej biodegradacji , ewentualnie radioaktywne lub mutagenny lub genotoksyczny . Niemniej jednak przyczynia się również do poprawy jakości wód gruntowych , pełniąc rolę buforową lub „  filtrującą  ”, dzięki czemu część zanieczyszczających elementów rzek pozostaje utrwalona w osadach” (z których część może jednak zostać wypłukana w kierunku morza lub innych części zlewni podczas dużych powodzi).

Zagadnienia écoépidémiologiques i zdrowia środowiskowego spowodowane zanieczyszczeniem dzikich zwierząt żyjących w osadach lub resuspensją zanieczyszczonych osadów, w tym zanieczyszczeń przez aktywa w bardzo niskich dawkach, takie jak substancje zaburzające gospodarkę hormonalną . Zanieczyszczenia te komplikują gospodarowanie niektórymi osadami mogą akumulować zanieczyszczenia fizyczne, organiczne lub metaloorganiczne mniej lub bardziej degradowalne, nie ulegające degradacji toksyczne metale i radionuklidy sztuczne i/lub naturalne, nawet w jeziorach górskich zbierające zanieczyszczenia w powietrzu i osadzane przez śnieg, deszcz i suche osady . Od początku okresu przemysłowego zakwaszenie wód meteorytowych oraz niektórych jezior i rzek zmieniło również skład osadów [z jezior górskich, zwiększając zawartość niektórych pierwiastków, takich jak mangan (Mn ), cynk (Zn), ołowiu (Pb) i potasu (K) oraz poprzez zmniejszenie ich zawartości magnezu (Mg).

Sedymentacja w portach jest problemem od czasu ich istnienia. Wraz z postępującą erozją zaoranych i uprawnych lub pustynnych i zasolonych gleb osady zaśmiecają rzeki i estuarium lub porty morskie. Ich zarządzanie kosztuje coraz więcej władz portowych i zarządców kanałów , a także społeczności graniczących z drogami wodnymi. Jednym z wyzwań dla nich jest usprawnienie zarządzania poprzez kanały wyceny.

Rodzaje sedymentacji

Rozróżnia się między osadów morskich (przybrzeżnych i przybrzeżnych, oceanicznych bathyal, abyssal, etc.), laguny sedymentacji (na obszarach oddzielone od morza taśmy przybrzeżne), sedymentację kontynentalnym (wiatr, rzeczny, delta, jeziora, lodowatym itp.).

Pochodzenie i rodzaje osadów

Transport osadów

Rzeka

Gdy płyn, taki jak woda , może zostać naładowany zawieszonymi cząstkami . W spokojnym środowisku pionowa prędkość sedymentacji jest maksymalną prędkością lub granicą opadania cząstki. Jest to podane przez prawo Stokesa  :

w=(ρp-ρfa)solr24,5μ{\ displaystyle w = {\ frac {(\ rho _ {p} - \ rho _ {f}) gr ^ {2}} {4,5 \ mu}}}

gdzie W jest pionowym granicznej prędkości sedymentacji , ρ jest gęstość (indeksy p i f wskazują cząstek i cieczy , odpowiednio ), g oznacza przyspieszenie ziemskie, R jest promieniem cząstki i μ jest lepkością dynamiki płynów.

Jeżeli prędkość przepływu jest większa niż prędkość osadzania, kruszywo płynie dalej. Ponieważ w przepływie zawsze występują różne średnice, większe odkładają się ( osiadają ), jednocześnie mogąc dalej opadać dzięki mechanizmom takim jak saltation (zderzenia cząstek ze ścianami, toczenie się lub ślizganie, których ślady często są zachowywane w postaci stałej skały) i mogą być wykorzystane do oszacowania prędkości prądu.

W strumieniach o bardziej stromych zboczach transportowane mogą być grubsze osady. W górach średnica największych transportowanych cząstek skalnych może sięgać kilkudziesięciu centymetrów. Kiedy ten transport osadów ma miejsce podczas powodzi, dochodzi do naporu.

Zanieczyszczone osady

Poniżej obszarów zamieszkałych, uprawnych i/lub uprzemysłowionych osady rzek, kanałów, stacji wodnych, ujść rzek i wybrzeży, a także niektórych jezior są często silnie zanieczyszczone . Zanieczyszczenia mogą być stare (od średniowiecznych lub starożytnych kopalń metali, na przykład) i / lub niedawno. Czasami mówimy o „zanieczyszczeniu zasobów”, które może (ponownie) stać się „  zanieczyszczeniem przepływowym  ” w okresie powodziowym, w wyniku meandrowania cieku lub po pracach przyczyniających się bezpośrednio lub pośrednio (modyfikacja prądów) do ich ponownego zawieszenia.

Osady mogły również zostać bezpośrednio zanieczyszczone przez celowe lub nieumyślne odprowadzanie odpadów, w szczególności na Morzu Bałtyckim i na wybrzeżu Francji lub w niektórych jeziorach poprzez dobrowolne składowanie amunicji, materiałów wybuchowych i różnych odpadów . Wzdłuż kanałów osady osadów ściekowych mogą czasami stanowić punkty uwalniania zanieczyszczeń.

Wartości wytyczne zostały ustalone w celu umożliwienia bezpieczniejszego zarządzania zanieczyszczonymi osadami.

koryta rzek

Każda cząstka o średnicy w  przybliżeniu większej niż 0,7 mm utworzy widoczne, wyrzeźbione komponenty topograficzne w złożu strumienia.

Środowiska głównego opiekuna

Główne środowiska opiekunów to:

Wybrzeża i płytkie morza

Drugim głównym środowiskiem, w którym osady mogą być zawieszone w płynie, są morza i oceany. Może pochodzić ze strumieni jak poprzednio. Na środku oceanu za akumulację osadów odpowiedzialne są przede wszystkim żywe organizmy, których muszle opadają na dno oceanu po śmierci i skostnieniu . Tworzą warstwy kamienia wapiennego a przez beztlenową fermentację , metanu hydratów . Zakopane przez miliony lat, te organiczne osady są stopniowo przekształcane w paliwa kopalne, takie jak gaz ziemny lub ropa naftowa , w zależności od czasu trwania pochówku i środowiska warstw organicznych.

Kształty dna morskiego

Na kształt dna morskiego ma wpływ przypływ .

Przeciwprądy

Opadanie cząstek w cieczy powoduje przeciwprądy przeciwne do ich opadania. Te przepływy wsteczne spowalniają opadanie cząstek znajdujących się powyżej i spowalniają sedymentację.

Aby zademonstrować to zjawisko, można łatwo przeprowadzić eksperyment z sedymentacją rurową (patrz efekt bojkotu ).

We Francji

Około 6 000 000  m 3 osadów (w tym ok. 1 600 000  m 3 pochodzących z kanałów państwowych, stacji wodnych lub rzek państwowych) jest wydobywane, głównie bezpośrednio w 525 000 km cieków  wodnych (w tym nieco ponad 7 000 km gruntów państwowych) podczas ich rutynowych prac. konserwacja. Te osady są prawie zawsze zanieczyszczone.

Osady portowe, należące do najbardziej zanieczyszczonych, są monitorowane przez dedykowaną sieć. Dane te są wprowadzane do bazy danych Quadrige od 2009 roku, a od 2014 roku pod egidą Dyrekcji Technicznej ds . Wód , Mórz i Rzek Cerema .

Grenelle de la mer i osady

Komitet operacyjny (ComOp) „pogłębianie osadów” Grenelle de la mer , w swoim raporcie przedstawionym wczerwiec 2010zauważa, że ​​prawo może ograniczyć zanurzanie bardzo toksycznych osadów , ale nie całkowicie go zabraniać, „ponieważ zanurzenia osadów przekraczających wartości progowe pozostają możliwe, jeśli jest to rozwiązanie najmniej penalizujące „środowisko” (zasada Konwencji Londyńskiej).

Doszedł do wniosku, że jeśli pogłębianie samo w sobie nie doprowadziło do zanieczyszczenia osadów, to jednak powoduje „ponowną mobilizację cząstek zanieczyszczonych przez przepływy pochodzące ze zlewni”. Dlatego konieczne jest „działanie w górę rzeki w celu uniknięcia przepływów zanieczyszczających u źródła poprzez stosowanie zasady „ zanieczyszczający płaci ” do  wszystkich działań przyczyniających się do zanieczyszczenia osadów oraz zachęcanie do dobrych praktyk w zakresie pogłębiania i czyszczenia .

Katedra Badań Przemysłowych w Osadach

Aktor w krajowych projektach odzyskiwania urobku z urobku w ramach robót drogowych, szkoła inżynierska Mines Douai utworzona wkwiecień 2014krzesło przemysłowe poświęcone odzyskowi osadów, we współpracy z graczami przemysłowymi, portami i biurami inżynierskimi. Celem tej katedry, zatytułowanej ECOSED for cyrkularnej GOSPODARKI SEDiments, jest stworzenie naukowej, technologicznej i partnerskiej dynamiki wokół gospodarowania osadami portowymi i rzecznymi w celu ich recyklingu w technologii drogowej lub w produktach betonowych.

Uwagi i referencje

  1. Guillou N., Chapalain G., Leprêtre A. (2010) Przestrzenna interpolacja rozkładów wielkości cząstek osadów dennych . CETMEF wyd.
  2. Edwards, RW i HLJ Rolley (1965), Zużycie tlenu przez błota rzeczne . J. Ek. 53: 1–19
  3. Grimalt JO, van Drooge BL, Ribes A, Vilanova RM, Fernandez P, Appleby P (2004), Trwałe związki chloroorganiczne w glebach i osadach europejskich jezior wysokogórskich DOI: 10.1016 / j.chemosphere.2003.09.047 Chemosphere; 54; str.1549-1561 ( streszczenie )
  4. Chen G, biały PA. Zagrożenia mutagenne osadów wodnych: przegląd  ; Mutat Res. 2004 listopad; 567 (2-3): 151-225 ( podsumowanie )
  5. Bernard Ferry, (1992) częścią naturalnych i wywołanych przemianami w obrus kredą na północy Francji , dyplom studiów pogłębionych inżynierii lądowej. USTL, 92 września, 11 stron, PDF
  6. Garcia-Reyero N, Pia B; Grimalt JO; Fernández P; Czcionki R; Polvillo O; Martrat B (2005) Aktywność zaburzeń endokrynologicznych w osadach europejskich jezior górskich  ; Nauka o środowisku i technologia; 39; str. 1427-1435 DOI: 10.1021 / es0400685
  7. Grimalt JO, Vvan Drooge BL, RibesA, Fernandez P, Appleby P (2004) Skład wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w glebach i osadach jezior wysokogórskich 10.1016 / j.envpol.2004.02.024;Zanieczyszczenie środowiska; 131; s. 13-24
  8. Jean-Baptiste Mercadiers Bélesta (1788) https://books.google.fr/books?id=zhriB2TsldgC&printsec=frontcover&hl=fr&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=falseRecherche na temat portów morskich dla mężczyzn] i nie tylko. . (e-Book Google)
  9. Ponowne wykorzystanie osadów, NE ABRIAK (Ecole des Mines de Douai) - Dzień Techniczny Francuskiego Komitetu Mechaniki Gleb i Geotechniki dotyczący wyceny gleb słabych, 12.03.2008, ( czytaj online )
  10. Alain Foucault i Jean-François Raoult, Słownik Geologii , Dunod ,2014( czytaj online ) , s.  316.
  11. Regionalny plan główny dla składowisk odpadów, Nord Pas-de-Calais, VNF, 2008, strona 16
  12. Regionalny plan główny dla składowisk odpadów, Nord Pas-de-Calais, VNF, 2008, s. 17
  13. Regionalny plan główny dla składowisk odpadów, Nord Pas-de-Calais, VNF, 2008, s. 19
  14. Clozel B., Leloup i Ph. Freyssinet (2003) „Wytyczne wartości zaangażowane w zarządzanie osadami i metodologia opracowywania tych wartości”, streszczenie bibliograficzne, Paryż
  15. Poradnik metodologiczny Usuwanie osadów , - Szczegółowa ocena ryzyka związanego z gospodarką osadami i operacjami oczyszczania; ludzkie zdrowie ; zasobów wodnych - EDR SEDIMENTS, finansowany przez: - Agencję Wody Artois-Picardie, - Regionalną Dyrekcję Środowiska Nord Pas de Calais (DIREN) - Regionalną Radę Ochrony Środowiska Nord Pas de Calais. Zanieczyszczone osady Temat bieguna kompetencji zanieczyszczonych terenów i gleb, PDF, 148 stron. Zobacz wstęp, s.  9 /148
  16. Sieć monitoringu jakości wody i osadów w portach morskich (Repom)
  17. „  Grenelle de la mer – Raport Komitetu Operacyjnego ds. Osadów Pogłębiarskich  ” [PDF] , na stronie www.ladocumentationfrancaise.fr ,czerwiec 2010(dostęp 25 marca 2018 )
  18. ComOp „  osady  ”
  19. raporcie końcowym ComOp n O  11 Grenelle de mer "osadów" prac podwodnych
  20. Prezentacja wideo krzesła ECOSED , kanał wideo Mines Douaii
  21. Mines Douai tworzy katedrę badań przemysłowych osadów ( strona http://www2.mines-douai.fr , 2/04/2014)
  22. Szkoła górnicza w Douai ustawia krzesło przemysłowe do odzyskiwania osadów, Voix du Nord, artykuł z 3.04.2014
  23. Mines Douai tworzy krzesło do badań przemysłowych osadów Capcampus , artykuł z 04.04.2014

Zobacz również

Powiązane artykuły

Przewodnik dobrych praktyk, rekomendacje

Bibliografia

Oczyszczanie osadów z cieków wodnych

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">