Chimie et pollutions des eaux souterraines

Auteur(s) :

Atteia, Olivier Découvrir l'auteur

Résumé

Après une partie sur la connaissance des milieux naturels (sols et aquifères) et de leurs cycles géochimiques, les différents polluants (nitrates, pesticides, métaux, polluants organiques) et leurs effets sont détaillés. La législation, les modes de prélèvement, les techniques de réhabilitation et les modèles géochimiques sont présentés. ©Electre 2015

Éditeur(s)
- Lavoisier-Tec & doc
Date
- DL 2015
Notes
- Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XV-429 p.) : ill. ; 24 cm
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-7430-2009-5
Indice
- 573.6 Pollution des eaux continentales et marines
Quatrième de couverture
- Chimie et Pollutions des eaux souterraines
  Nouvelle version actualisée
  Les ressources souterraines sont soumises à de nombreuses pollutions. Cet ouvrage présente un état des connaissances actuelles indispensables pour comprendre leurs mécanismes et les milieux étudiés.
  Il rassemble les bases théoriques permettant d'appréhender le comportement de polluants tant d'origine agricole (nitrates et pesticides) qu'organique (virus et bactéries) ou industrielle. Il présente diverses méthodes pour les identifier, évaluer leur concentration, leur origine ou leur devenir. Les processus géochimiques à l'oeuvre dans chaque milieu naturel (sols et aquifères) sont décrits, ainsi que l'influence de la morphologie des sédiments et des écoulements sur ces processus.
  Enfin, l'ouvrage présente en détail les outils nécessaires aux professionnels : bases de la législation, modes de prélèvement, techniques de réhabilitation, réactions chimiques advenant dans le milieu rural. Le dernier chapitre est consacré aux logiciels de modélisation des réactions chimiques dans le contexte des pollutions, outils modernes en fort développement.
  Chimie et pollutions des eaux souterraines est un guide pratique :
  
  il offre une sélection de faits majeurs favorisant l'acquisition ries notions les plus complexes et leur application sur le terrain
  
  les nombreuses illustrations présentent des exemples réels ou des vues synthétiques des processus en jeu
  
  chaque chapitre, consacré à un milieu défini ou à une pollution type, peut être abordé de façon autonome pour répondre à une question précise.
  
  L'actualisation de cette nouvelle version porte sur la législation, avec une mise à jour des données issues du Code de l'environnement, et sur la procédure réglementaire de traitement des sites et sols pollués qui a évolué do façon significative en France depuis 2007
  Le livre est destiné aux ingénieurs de bureaux d'études, gestionnaires de sites pollués, spécialistes en géologie et en hydrologie, mais aussi aux étudiants et enseignants en sciences de l'environnement.
Tables des matières
- - Chimie et pollutions des eaux souterraines
  - Olvier Atteia
  - Lavoisier
  - Introductionix
  - Première partie
    Chimie des milieux
  - Chapitre 1
    Les grands processus
  - 1. Cycle de l'eau3
  - 2. Pourquoi l'eau de pluie est-elle acide... ?5
  - 3. ...et la mer est-elle salée ?10
  - 3.1. Solubilité11
  - 3.2. Utilisations du produit de solubilité12
  - 4. Énergie et vivant14
  - 5. Pollutions, quantités et vecteurs15
  - Chapitre 2
    Le sol, interface majeure de l'environnement
  - 1. Le matériau de base : les roches et les minéraux en grain20
  - 1.1. Granites et gneiss20
  - 1.2. Basaltes et roches basiques21
  - 1.3. Roches carbonatées21
  - 1.4. Évaporites22
  - 1.5. Molasse, brèches et conglomérats22
  - 1.6. Oxydes et hydroxydes22
  - 2. Grands types de sols22
  - 2.1. Rendzines, ranker, andosols et sols peu développés24
  - 2.2. Sols bruns24
  - 2.3. Podzols25
  - 2.4. Gleys et pseudo gleys25
  - 2.5. Sols calcaires et calciques26
  - 2.6. Tourbières26
  - 2.7. Toposéquences27
  - 3. Couleur, texture et structure27
  - 3.1. Couleur27
  - 3.2. Texture27
  - 3.3 Structure28
  - 4. Constituants des sols29
  - 4.1. Argiles29
  - 4.1.1. Briques de base30
  - 4.1.2. Calcul des charges dans les argiles30
  - 4.1.3. Gibbsite et brucite31
  - 4.1.4. Kaolinite et structures similaires31
  - 4.1.5. Minéraux 2 : 1 : illites, smectites et vermiculites32
  - 4.1.6. Chlorite et interstratifiés32
  - 4.1.7. Sépiolite et palygorskite (attapulgite)34
  - 4.2. Carbone et matière organique34
  - 4.2.1. Origine34
  - 4.2.2. Composition et difficultés d'analyse35
  - 5. Altération et acidification des sols37
  - 5.1. Diagrammes d'équilibre37
  - 5.1.1. Construction des diagrammes d'équilibre38
  - 5.1.2. Utilisation des diagrammes d'équilibre39
  - 5.2. Échange d'ions40
  - 5.3. Acidification et évolution des sols44
  - 6. Activité biologique des sols47
  - 6.1. Distribution des êtres vivants47
  - 6.2. Flux de matière recyclés par la végétation48
  - Références bibliographiques50
  - Chapitre 3
    Aquifères karstiques
  - 1. Relief karstique53
  - 2. Chimie des eaux55
  - 3. Dissolution des carbonates55
  - 3.1. Système ouvert56
  - 3.2. Système fermé57
  - 3.3. Comparaison des deux systèmes58
  - 4. Précipitations des carbonates, stalactites, stalagmites et sources incrustantes59
  - 5. Réseau karstique et écoulement60
  - 6. Variation de la composition chimique des eaux62
  - 7. Traçage63
  - 8. Comportement lors des crues64
  - 9. Transport de polluants et vulnérabilité65
  - Références bibliographiques68
  - Chapitre 4
    Aquifères poreux superficiels
  - 1. Écoulement et transport dans les nappes71
  - 1.1. Loi de Darcy71
  - 1.2. Transport74
  - 1.3. Résolution des équations76
  - 1.4. Phase solide et facteur de retard81
  - 1.5. Modèles numériques82
  - 2. Réactions chimiques majeures dans les nappes85
  - 2.1. Les échanges avec les sols85
  - 2.2. Réactions d'oxydoréduction86
  - 2.3. Séquence redox86
  - 2.4. Oxygène87
  - 2.5. Azote88
  - 2.6. Fer89
  - 2.7. Soufre90
  - 2.8. Carbone91
  - 2.9. Hydrogène93
  - 2.10. Séquence redox et concept de PFAE94
  - 2.11. Relations entre réactions redox et acide-base95
  - Références bibliographiques97
  - Chapitre 5
    Aquifères profonds - Des temps de résidence de milliers d'années
  - 1. Hydrodynamique des nappes profondes99
  - 1.1. Confinement et compressibilité100
  - 1.2. Systèmes aquifères multicouches des bassins sédimentaires101
  - 1.3. Des structures géologiques parfois complexes102
  - 1.4. Paléohydrogéologie103
  - 2. Des compositions d'eaux très variées104
  - 3. Processus physicochimiques modifiant la composition de l'eau106
  - 3.1. Mélange d'eaux106
  - 3.2. Diffusion107
  - 3.3. Échange avec les épontes108
  - 3.4. Osmose109
  - 3.5. Équilibres eau-roche110
  - 3.5.1. Indice de saturation110
  - 3.5.2. Minéraux très solubles112
  - 3.5.3. Réactions redox113
  - 3.5.4. Équilibre des carbonates114
  - 3.5.5. Silicates115
  - 3.5.6. Équilibres multiples116
  - 3.5.7. Calcite et dolomite117
  - 3.6. Échange d'ions118
  - 3.7. Éléments traces119
  - 4. Utilisation des isotopes120
  - 4.1. Origines des isotopes120
  - 4.2. Datation122
  - 4.3. Isotopes stables d'éléments majeurs123
  - 4.4. Éléments traces et gaz rares124
  - 4.5. Séries radioactives de l'uranium125
  - 5. Application de la géochimie à la gestion des nappes profondes125
  - 5.1. Origine de la salinité125
  - 5.2. Évolution progressive des teneurs126
  - 5.3. Modélisation127
  - 6. Eaux thermales et géothermomètres129
  - Références bibliographiques131
  - Deuxième partie
    Pollutions diffuses
  - Chapitre 6
    Les polluants - Modes d'apport et de transfert
  - 1. Classer les pollutions137
  - 2. Apports atmosphériques140
  - 2.1. Les eaux de pluies à l'intérieur des terres140
  - 2.2. Activités anthropiques141
  - 2.3. Dépôts secs et humides142
  - 2.4. Pluies acides144
  - 3. Notions d'écoulements dans la zone non saturée146
  - 3.1. Dynamique générale de l'eau dans les sols146
  - 3.2. Quelques bases théoriques148
  - 3.2.1. Remontée capillaire148
  - 3.2.2. Relation entre potentiel et teneur en eau149
  - 3.2.3. Conductivité hydraulique et loi d'écoulement151
  - 3.3. Processus à l'échelle d'une parcelle152
  - 3.3.1. Méthodes de mesure152
  - 3.3.2. Infiltration et ressuyage155
  - 3.3.3. Évapotranspiration156
  - 3.3.4. Ruissellement158
  - 4. Modèles numériques160
  - Références bibliographiques162
  - Chapitre 7
    Nitrates et cycle de l'azote
  - 1. Rôle des nutriments165
  - 2. Cycle de l'azote166
  - 2.1. Nitrification167
  - 2.2. Dénitrification168
  - 2.3. Minéralisation et réorganisation170
  - 3. Stocks et flux d'azote sur les parcelles agricoles173
  - 4. Approche à plus grande échelle178
  - 5. Modèles numériques180
  - Références bibliographiques182
  - Chapitre 8
    Pesticides
  - 1. Substances, quantités épandues et contaminations des eaux185
  - 2. Toxicité et valeurs limites187
  - 3. Un transport facilité vers les eaux de surface et l'atmosphère190
  - 3.1. Ruissellement190
  - 3.2. Exemple régional192
  - 3.3. Volatilisation et « spray-drift »193
  - 3.4. Modes d'action194
  - 4. Devenir dans les sols195
  - 4.1. Sorption195
  - 4.2. Écoulement préferentiel dans les sols196
  - 4.3. Dégradation dans le sol197
  - 4.4. Modélisation200
  - 5. Estimer le risque pour les eaux souterraines203
  - 5.1. Substances phares203
  - 5.2. Quantités de pesticides et paramètres majeurs203
  - 5.3. Indice global204
  - 5.4. Transport dans les nappes207
  - Références bibliographiques208
  - Troisième partie
    Pollutions ponctuelle
  - Chapitre 9
    Sites pollués - De la toxicité au calcul de risque
  - 1. Toxicité213
  - 1.1. Toxicité aiguë214
  - 1.2. Toxicité des substances cancérigènes215
  - 1.3. Exposition et dose reçue216
  - 1.4. Calcul du risque218
  - 1.5. Toxicités spécifiques219
  - 1.6. Différences entre toxicité et valeurs limites220
  - 2. Sites pollués220
  - 3. Différentes approches du risque221
  - 4. Règlementation française223
  - 4.1. Rappel sur l'ancien (ESR EDR) et retour d'expérience223
  - 4.2. Connexion avec la règlementation existante224
  - 4.3. Grands principes224
  - 4.3.1. Mesures d'urgence224
  - 4.3.2. Schéma conceptuel224
  - 5. IEM225
  - 6. Plan de Gestion227
  - 7. SSL (Soil Screening Levels)228
  - 8. EQRS et ARR230
  - Références bibliographiques232
  - Chapitre 10
    Polluants métalliques et éléments traces
  - 1. Introduction235
  - 2. Groupes d'éléments et concentrations moyennes236
  - 3. Origine des métaux239
  - 3.1. Apports atmosphériques239
  - 3.2. Apports provenant de l'épandage agricole240
  - 3.3. Apports d'origine industrielle241
  - 3.4. Modification des cycles biogéochimiques242
  - 3.5. Boues d'épuration242
  - 4. Comportement physicochimique244
  - 4.1. Diagrammes pe-pH247
  - 4.1.1. Intérêt et limites des diagrammes247
  - 4.1.2. Construction des diagrammes pe-pH248
  - 5. Sorption252
  - 6. Complexation256
  - 7. Spécificité de certains métaux257
  - 7.1. Arsenic257
  - 7.2. Chrome259
  - 7.3. Plomb261
  - 7.4. Cuivre262
  - 7.5. Cadmium et zinc263
  - 8. Nappes contaminées264
  - 8.1. Arsenic et chrome264
  - 8.2. Métaux lourds et matière organique265
  - 8.3. Mines acides266
  - Références bibliographiques269
  - Chapitre 11
    Pollutions organiques
  - 1. Classification273
  - 1.1. Dérivés pétroliers et BTEX275
  - 1.2. Solvants chlorés276
  - 1.3. Phénols et autres substances organiques276
  - 1.4. HAP, PCB, furanes et dioxines276
  - 2. Propriétés physiques277
  - 2.1. Densité277
  - 2.2. Solubilité278
  - 2.3. Volatilisation et diffusion280
  - 2.4. Hydrophobicité et sorption282
  - 2.5. Distribution entre phases284
  - 3. Développement des panaches de pollution285
  - 3.1. Zone source285
  - 3.2. Forme des panaches, traceurs et retard287
  - 4. Zonage redox289
  - 4.1. Modélisation des réactions redox au sein d'un panache291
  - 4.2. Bilan d'électrons293
  - 4.3. Évolution temporelle294
  - 4.4. Méthode d'investigation294
  - Références bibliographiques296
  - Quatrième partie
    Approfondissement et applications
  - Chapitre 12
    Législation, prélèvement et analyses
  - 1. La législation française concernant les qualités des eaux301
  - 1.1. Comment est structurée la loi301
  - 1.2. Les domaines d'intervention des différentes lois302
  - 1.3. La loi sur l'eau302
  - 1.3.1. Forages et captages303
  - 1.3.2. Rejets303
  - 1.3.3. Distribution304
  - 1.3.4. Analyse et prélèvement304
  - 1.3.5. Information et actions304
  - 1.4. La loi sur les ICPE304
  - 1.4.1. Infrastructures305
  - 1.4.2. Contrôle des émissions305
  - 1.4.3. Surveillance306
  - 1.5. Lois sur les déchets306
  - 1.6.Épandage des boues308
  - 1.7. Contrôle des émissions d'origine agricole308
  - 1.8. Organismes de contrôle309
  - 1.9. Situation vis-à-vis des sols pollués311
  - 2. Un prélèvement des eaux adapté312
  - 2.1. Quand et où prélever ?312
  - 2.2. Mesures dans les sols315
  - 2.3. Mesures à effectuer sur site316
  - 2.4. Potentiel redox318
  - 2.5. Particules et filtration319
  - 2.6. Prétraitement des échantillons avant analyse320
  - 3. Qualité analytique321
  - 3.1. Introduction321
  - 3.2. Types d'analyses, préparation321
  - 3.3. Qualité d'une analyse322
  - 3.3.1. Limite de détection d'un appareil322
  - 3.3.2. Reproductibilité323
  - 3.3.3. Exactitude324
  - 3.3.4. Standards324
  - 3.3.5. Interférences324
  - 3.3.6. Matrice325
  - 3.3.7. Polluants organiques325
  - Références bibliographiques325
  - Chapitre 13
    Réhabilitation des sites pollués
  - 1. Classification des techniques de réhabilitation327
  - 2. Excavation et confinement328
  - 3. Techniques physiques329
  - 4. Traitement sur site333
  - 5. Réactions chimiques in situ334
  - 5.1. Injection de réactifs334
  - 5.2. Barrière réactive336
  - 6. Techniques spécifiques aux métaux338
  - 7. Biodégradation in situ et atténuation naturelle340
  - 7.1. Principe340
  - 7.2. Dégradation des BTEX340
  - 7.3. Dégradation des solvants chlorés341
  - 7.4. Zonage et cinétique mesurées in situ342
  - 7.5. Modélisation344
  - 7.6. Ajouts de réactifs, l'atténuation naturelle « influencée »345
  - 7.7. Limites de la méthode345
  - 7.8. Une méthodologie d'approche de l'atténuation naturelle346
  - 8. Conclusion347
  - Références bibliographiques348
  - Chapitre 14
    Compléments de chimie
  - 1. Thermodynamique d'une réaction chimique351
  - 1.1. Combinaison des réactions353
  - 1.2. Relations entre activité et concentration354
  - 2. Échanges entre phases355
  - 2.1. Dissolution et précipitation355
  - 2.2. Équilibre gaz-solution357
  - 2.3. Équilibres avec une phase organique358
  - 3. Acides et bases359
  - 3.1. pH360
  - 3.2. pKa360
  - 3.3. Courbes de titrage360
  - 3.4. Calculer le pH de solutions types362
  - 3.5. Carbonates364
  - 3.5.1. Système gaz-liquide365
  - 3.5.2. Équilibres en phase liquide365
  - 3.5.3. Équilibres liquide-solide366
  - 3.5.4. Système ouvert-système fermé367
  - 3.6. Composition de l'eau en système ouvert367
  - 3.6.1. En l'absence de calcite367
  - 3.6.2. En présence de calcite368
  - 3.7. Composition de l'eau en système fermé369
  - 4. Complexation370
  - 5. Réactions d'oxydoréduction373
  - 5.1. Nombre d'oxydation et écriture des réactions373
  - 5.2. Énergie des réactions et potentiel redox375
  - 5.3. Échelle des potentiels376
  - 5.4. pe379
  - 6. Notions de cinétique des réactions380
  - 7. Réactions de surface382
  - 7.1. Complexation382
  - 7.2. Adsorption et pH_zpc382
  - 7.3. Types de surfaces384
  - 7.4. Rôle du pH385
  - 7.5 Isothermes386
  - Références bibliographiques387
  - Chapitre 15
    Modèles géochimiques
  - 1. Hypothèses de base389
  - 2. Résolution des équations390
  - 3. Méthode de travail392
  - 4. Exemples393
  - 4.1. Complexes393
  - 4.2. Précipitation de calcite, entartrage-incrustation394
  - 4.3. Équilibres multiples et température398
  - 4.4. Géothermomètres400
  - 4.5. Échange d'ions et adsorption401
  - 4.6. Matière organique et séquence redox405
  - 4.7. Dégradation des BTEX407
  - 4.8. Dégradation séquentielle des solvants chlorés407
  - 4.9. Diagrammes pe-pH et modèle géochimique410
  - 4.10. Transport réactif : le cas d'une mine acide412
  - 4.11. Autres potentialités des modèles414
  - Références bibliographiques414
  - Annexes
  - Annexe 1418
  - Annexe 2420
  - Index421
Origine de la notice:
- FR-751131015