Etude de la mobilité des métaux (Pb, Zn, Cd) et des métalloïdes (As, Sb) dans les sols carbonatés contaminés par les rejets miniers

Cette thèse porte sur plusieurs réponses sur l'écodynamisme et la phytodisponibilité des éléments potentiellement toxiques (EPT) dans des sols agricoles fortement contaminés par des rejets miniers développés sur un substrat carbonatés de la Tunisie septentrionale (Jebel Ressas (JRS), Jebel Hallouf (JH1) et Sidi Bouaoune (SB) dans un climat semi-aride. Les principaux contaminants en cause sont Zn, Pb, Cd, As et Sb pouvant atteindre respectivement 185037 mg.kg-1 à JRS, 28 000 mg.kg-1 à (JH1), 1021 mg.kg-1 à JRS, 1 355 mg.kg-1 et 338 mg.kg-1 à (JH1).Ces sols sont essentiellement formés d'argiles (kaolinite, illite, et montmorillonite), de carbonates (calcite, dolomite et hydrozincite), de silicates (quartz et hémimorphite), et de sulfates (barytine et anglésite). L'effet rhizosphérique sur la mobilité des EPT a été étudié par un test cinétique avec des acides à faible poids moléculaire (LMWAOs). Les résultats ont montré une augmentation du pH de la solution initiale (2,8) jusqu'à des valeurs proches de la neutralité, résultant de la dissolution des carbonates. Nos résultats suggèrent que les éléments les plus extractibles sont le Cd et le Zn et dans une moindre mesure le Pb. La mobilité des métalloïdes (As et Sb), était relativement faible à l'exception des sols de Jebel Hallouf et Sidi Bouaouane, ou un pourcentage d'extraction ne dépassant pas 1% pour Sb et 0,1% pour As, respectivement a été observé.Pour la détermination des formes des EPT dans les sols, deux méthodes d'extractions séquentielles ont été appliquées (BCR et Maiz). En parallèle, la concentration totale dissoute dans les eaux porales, la fraction labile (sondes DGT) et l'absorption par les plantes (orge et petit pois) ont été déterminées afin d'étudier la spéciation, la mobilité et la phytodisponibilité de sols agricoles autour de deux sites post-minier (Jebel Hallouf - Sidi Bouaouane et Jebel Ressas). Nos résultats ont montré que les fractions mobile et mobilisable (schéma de Maiz) des sols sont faibles par rapport à leurs concentrations totales. Le schéma de BCR a quant lui révélé que la majeure partie des EPT est liée à la fraction résiduelle à l'exception du Zn à JRS qui est beaucoup plus concentré dans la fraction échangeable. Une exception a été observée aussi pour le Pb dans les sols de Jebel Hallouf où il est distribué de façon similaire dans les fractions échangeable, oxydable et résiduelle dont le pourcentage varie entre 23 % et 32 %. La réponse des plantes vis-à-vis de ces contaminants montre que le petit pois et l'orge ont accumulés des teneurs en EPT dépassant les teneurs absorbées par les plantes dans les sols témoins. Les concentrations des EPT dans les eaux interstitielles ainsi que celles mesurées par DGT ne montrent pas de corrélation avec le contenu foliaire des plantes. Ce résultat s'explique par le fait que les concentrations des EPT accumulées dans les plantes sont supérieurs à celles disponibles dans les eaux interstitielles et que le réapprovisionnement de la phase solide est pratiquement négligeable. Le risque de transfert des EPT vers l'eau souterraine a été étudié par percolation en condition saturée dans des colonnes de sol reproduisant le profil de surface. Une diminution progressive du potentiel redox liée à la concentration en carbone organique dans le sol a induit un accroissement de la mobilité de l'arsenic probablement liée à la réduction microbienne des oxydes de fer.