Geochemistry, speciation and mobility of traces metals (Fe, Ni, Cr and Mn) in lagoon sediments from New Caledonia

Autor: Merrot, Pauline
Přispěvatelé: Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université, Farid Juillot, Guillaume Morin
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Géochimie. Sorbonne Université, 2019. Français. ⟨NNT : 2019SORUS551⟩
Popis: New Caledonia is covered on 33% of ultramafic rocks enriched in trace metals elements (Fe, Ni, Cr, Mn and Co). The erosion of these massifs represents an important source of these trace metals towards the lagoon, partially registered on the World List Heritage by UNESCO for its biodiversity. Understanding the geochemical cycle of these toxic trace metals is essential to evaluate the potential impacts on the biodiversity of this ecosystem. X-ray absorption spectroscopy (XAS) has shown that the contribution of iron sulfides is low, Ni and Fe are bearing by goethite and clays. These latter minerals representing the major phase for the Fe and Ni speciation were identified as chrysotile and green clays: a smectite (nontronite), a mica (glauconite) and a serpentine like a greenalite/berthierine. The clay minerals cycle and the green clay plays a major role in the Fe and Ni cycle, but also in Mn and to a lesser extent in the Cr cycles. The Mn speciation is shared by the clay minerals and the carbonates species whereas Cr is bearing by goethite and chromite inherited of laterite and in lesser extent by clay minerals. Cr is totally present under the reduced form which is the less toxic form. This absence of Cr(VI) is linked to the absence of Mn oxides in sediments avoiding the oxidation of Cr(III) to Cr(VI) and thus limits the impact on the environment. Finally, the chemical extractions of these metals show a relatively low bioavailability of trace metals except for Mn implying an effective long-term trapping for trace metals and thus limiting the environmental impacts even if the concentrations extracted are not negligible and can be threaten the biodiversity of the lagoon.; La Nouvelle-Calédonie est formée sur 33% de son territoire de roches ultrabasiques enrichies en éléments traces métalliques (ETM) (Fe, Ni, Cr, Co et Mn). L’érosion de ces massifs représente une source importante de ces ETM vers le lagon, partiellement inscrit au patrimoine mondial par l’UNESCO pour sa biodiversité. La compréhension des cycles géochimiques de ces éléments toxiques apparaît donc essentielle pour évaluer les impacts possibles sur la biodiversité de cet écosystème. La spectroscopie d’absorption des rayons X a montré que la contribution des sulfures de fer est très faible, Ni et Fe sont portés par la goethite et les argiles. Ces derniers étant la phase majeure de ces deux éléments ont été identifiés comme du chrysotile, et des greens clays : une smectite (nontronite), un mica (glauconite) et une serpentine de type greenalite/berthierine. Le cycle des argiles joue donc un rôle majeur dans le cycle de Fe et de Ni mais aussi de Mn et dans une moindre mesure de Cr. La spéciation de Mn se partage entre les argiles et les carbonates alors que Cr est surtout porté par la goethite et la chromite hérité des massifs et en dernier par les argiles. Il est important de noter que Cr se trouve sous sa forme réduite correspondant à sa forme la moins toxique. L’absence de Cr(VI) est liée à l’absence des oxydes de Mn dans les sédiments, permettant de ne pas oxyder Cr(III) en Cr(VI). Enfin, les extractions chimiques montrent une biodisponibilité relativement faible de ces métaux à l’exception de Mn impliquant un piégeage efficace, limitant ainsi les impacts sur l’environnement même si les concentrations extraites sont loin d’être négligeables pour la biodiversité du lagon.
Databáze: OpenAIRE
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