Strong temporal and spatial variation of dissolved Cu isotope composition in acid mine drainage under contrasted hydrological conditions

Autor: B. Dubreuil, Oleg S. Pokrovsky, Philippe Behra, Rémi Freydier, Cyril Zouiten, Jérémy Masbou, Jose Antonio Grande, P. Seyler, Jérôme Viers, M. L. de la Torre
Přispěvatelé: Laboratoire d'Hydrologie et de Géochimie de Strasbourg (LHyGeS), Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre (EOST), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universidad de Huelva, Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Tomsk State University [Tomsk], Chimie Agro-Industrielle (CAI), Ecole nationale supérieure des ingénieurs en arts chimiques et technologiques (ENSIACET), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), his work was supported by the EC2CO program of the INSU/CNRS institution and by the European Union for co-funding SOIL TAKE CARE SOE1/P4/F0023 through the European Regional Development Fund (ERDF), under the Interreg SUDOE Program. This work was also partly supported by the EQUIPEX CRITEX programme (grant no. ANR-11-EQPX-0011, Pls. J. Gaillardet and L. Longuevergne), ANR-11-EQPX-0011,CRITEX,Parc national d'équipements innovants pour l'étude spatiale et temporelle de la Zone Critique des Bassins Versants(2011), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole nationale supérieure des ingénieurs en arts chimiques et technologiques-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Environmental Pollution
Environmental Pollution, 2020, 266 (Part 2), ⟨10.1016/j.envpol.2020.115104⟩
Environmental Pollution, Elsevier, 2020, 266 (Part 2), ⟨10.1016/j.envpol.2020.115104⟩
ISSN: 1873-6424
0269-7491
DOI: 10.1016/j.envpol.2020.115104⟩
Popis: Copper export and mobility in acid mine drainage are difficult to understand with conventional approaches. Within this context, Cu isotopes could be a powerful tool and here we have examined the relative abundance of dissolved (0.22 mu m) and bed sediments samples. Our goals were to 1) assess Cu sources variability at the upstream point under contrasted hydrological conditions and 2) investigate the conservative vs. non conservative Cu behavior along a stream. Average delta Cu-65 values varied from -0.47 to -0.08%0 (n = 9) upstream and from -0.63 to -0.31%0 downstream (n = 7) demonstrating that Cu isotopes are heterogeneous over the diel cycle and along the Meca River. During dry conditions, at the upstream point of the Meca River the Cu isotopic composition was heavier which is in agreement with the preferential release of heavy isotopes during the oxidative dissolution of primary sulfides. The more negative values obtained during high water flow are explained by the contribution of soil and waste deposit weathering. Finally, a comparison of upstream vs. downstream Cu isotope composition is consistent with a conservative behavior of Cu, and isotope mass balance calculations estimate that 87% of dissolved Cu detected downstream originate from the Tharsis mine outlet. These interpretations were supported by thermodynamic modelling and sediment characterization data (X-ray diffraction, Raman Spectroscopy). Overall, based on contrasted hydrological conditions (dry vs flooded), and taking the advantage of isotope insensitivity to dilution, the present work demonstrates the efficiency of using the Cu isotopes approach for tracing sources and processes in the AMD regions.
Databáze: OpenAIRE
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