Usazenina

Sediment je sbírka částic suspendovaných ve vodě , do atmosféry , nebo led , a které nakonec usadit pod vlivem gravitace , často v po sobě následujících vrstvách nebo vrstev . Sediment je charakterizován svou povahou (fyzikálně-chemickým složením), původem, velikostí částic, druhem, který obsahuje, a možnou toxicitou ... Konsolidace sedimentů je původem vzniku kamenitých sedimentárních vrstev .

Sedimentace se rozumí souhrn postupů, které vedou k tvorbě usazenin. Vzniká při nízké teplotě na povrchu zeměkoule, a to buď usazováním produktů eroze (například písku, jílu), nebo srážením (například odpařováním ) nebo akumulací trosek na dně oceánů. Minerály z mrtvá zvířata nebo rostliny (např. křída , křemelina ) nebo jinými studenými procesy.

Sázky

Jako podloží / voda ekotonu se usazeniny tvoří stanoviště kolonizována konkrétních druhů (burrowers), které hrají významnou roli (čištění, větrání, fermentace, bioturbation ). Tento ekoton funguje jako uhlíkový dřez . Když je jemná a bohatá na organickou hmotu, spotřebovává kyslík a stává se anoxickou .
Může být přesto provzdušňován červy nebo hrabajícími se zvířaty.

Sediment, dříve používaný někdy jako hnojivo nebo doplněk ( bahenní úrodný Nil ...), někdy obsahuje patogenní druhy (obvykle anaerobní) a dnes jsou znečišťující látky víceméně toxické a perzistentní, žádné nebo jen málo nebo pomalu biologicky odbouratelné , případně radioaktivní nebo mutagenní nebo genotoxické . Přispívá však také ke kvalitě podzemní vody tím, že hraje nárazníkovou nebo „  filtrační  “ roli „díky níž zůstává část znečišťujících prvků řek pevně uložena v sedimentech“ (část však lze odplavit směrem k moři nebo jiným části povodí během velkých povodní).

Problémy écoépidémiologiques a zdraví životního prostředí vyplývající z kontaminace volně žijících živočichů žijících v sedimentu nebo resuspendování kontaminovaného sedimentu, včetně znečišťujících látek z aktiv ve velmi nízkých dávkách, jako jsou endokrinní disruptory . Tyto znečišťující látky komplikují správu některých sedimentů a mohou akumulovat znečišťující látky fyzické, organické nebo organokovové více či méně rozložitelné, neodbouratelné toxické kovy a radionuklidy umělé a / nebo přírodní, a to i v horských jezerech, kde shromažďují ve vzduchu znečišťující látky a usazují se sněhem, deštěm a suchými usazeninami . Od počátku průmyslového období acidifikace meteoritických vod a některých jezer a řek také změnila složení sedimentů [z horských jezer, čímž se zvýšil obsah určitých prvků, jako je mangan (Mn), zinek (Zn), olovo (Pb) a draslík (K) a snížením jejich obsahu hořčíku (Mg).

Sedimentace v přístavech byla od jejich existence problémem. Se zhoršující se erozí oraných a obdělávaných nebo dezertifikovaných a zasolených půd usazovaly sedimenty řeku a ústí řek nebo námořní přístavy. Jejich správa stojí stále více a více pro přístavní orgány a správce kanálů , stejně jako pro komunity hraničící s vodními cestami. Jednou z výzev pro ně je zlepšit jejich správu prostřednictvím oceňovacích kanálů.

Druhy sedimentace

Rozlišuje se mezi mořské sedimentace (pobřežní nebo pobřežním, oceánské, bathyal, hlubinné, atd), laguny sedimentací (v oblastech, oddělené od moře pobřežním pásu), kontinentální sedimentace (vítr, fluvial, delta, jezero, ledová, atd.).

Původ a druhy sedimentu

Transport sedimentů

Vodní tok

Když tekutina, jako je voda, teče, může se nabít suspendovanými částicemi . V klidném prostředí je vertikální sedimentační rychlost maximální rychlostí nebo limitem pádu částice. Je to dáno Stokesovým zákonem  :

w=(ρp-ρF)Gr24.5μ{\ displaystyle w = {\ frac {(\ rho _ {p} - \ rho _ {f}) gr ^ {2}} {4.5 \ mu}}}

kde w je vertikální mezní rychlost sedimentace , ρ je hustota (indexy p a f označují částice a tekutiny ), g je gravitační zrychlení, r je poloměr částice a μ je dynamika kapaliny viskozity.

Pokud je rychlost proudění větší než rychlost depozice, agregát pokračuje po proudu. Protože v proudu jsou vždy různé průměry, větší se ukládají ( usazují ), zatímco jsou schopny pokračovat v sestupu pomocí mechanismů, jako je solení (srážky stěn částic, válcováním nebo klouzáním, jejichž stopy jsou často zachovány v pevných horniny) a lze je použít k odhadu rychlosti proudu.

V potokech se strmějšími svahy lze přepravovat hrubší sedimenty. V horách může průměr největších transportovaných horninových částic dosáhnout několika desítek centimetrů. Když k tomuto transportu sedimentů dojde během povodně, nastane tahová událost.

Znečištěné sedimenty

Po proudu od obydlených, obdělávaných a / nebo průmyslových oblastí jsou sedimenty řek, kanálů, vodních stanic, ústí řek a pobřeží, stejně jako některá jezera, často velmi znečištěné . Znečištění může být staré (od středověku nebo starobylých kovových dolech, například) a / nebo nedávné. Někdy mluvíme o „zásobním znečištění“, které se může (znovu) stát „  znečištěním toku  “ během povodňového období, nebo po meandrování vodního toku nebo po práci, která přímo či nepřímo (modifikace proudů) přispívá k jejich resuspendování.

Usazeniny mohly být také přímo znečištěny úmyslným nebo nedobrovolným vypouštěním odpadu, zejména v Baltském moři a na francouzském pobřeží nebo v některých jezerech dobrovolným ukládáním munice, výbušnin a různých odpadů . Podél kanálů mohou usazeniny čistírenských kalů někdy představovat místa uvolňování znečištění.

Tyto směrné hodnoty byly stanoveny s cílem umožnit bezpečnější řízení znečištěných sedimentů.

Říční koryta

Jakákoli částice o  průměru přibližně větším než 0,7 mm vytvoří v korytu proudu viditelné vytvarované topografické komponenty.

Primární prostředí správce

Hlavní prostředí správce jsou:

Pobřeží a mělké moře

Druhé hlavní prostředí, kde lze sediment suspendovat v tekutině, je v mořích a oceánech. Může pocházet z proudů jako dříve. Uprostřed oceánu jsou to živé organismy, které jsou primárně odpovědné za hromadění sedimentu, protože jejich skořápky klesají na dno oceánu poté, co tam zemřou a fosilizují . Tvoří vrstvy vápence a prostřednictvím anaerobní fermentace , hydrátů metanu . Pohřbené po miliony let se tyto organické sedimenty postupně mění na fosilní paliva, jako je zemní plyn nebo ropa , v závislosti na délce pohřbu a prostředí organických vrstev.

Tvary mořského dna

Tvar mořského dna je ovlivněn přílivem a odlivem .

Protiproudy

Pád částic v kapalině způsobuje protiproudy na rozdíl od jejich sestupu. Tyto zpětné toky mají za následek zpomalení sestupu částic umístěných nad a zpomalení sedimentace.

K prokázání tohoto jevu lze snadno provést experiment sedimentace trubek (viz bojkotový efekt ).

Ve Francii

Přibližně 6 000 000  m 3 sedimentu (včetně přibližně 1 600 000  m 3 pocházejícího ze státních kanálů, vodních stanic nebo státních řek) je těženo převážně přímo na 525 000 km vodních cest  . Voda (včetně něco přes 7 000 kilometrů státní půdy) během jejich rutiny údržba. Tyto sedimenty jsou téměř vždy znečištěné.

Usazeniny v přístavu, které patří k nejvíce znečištěným, jsou monitorovány vyhrazenou sítí. Tyto údaje se do databáze Quadrige vkládají od roku 2009 a od roku 2014 pod záštitou technického ředitelství pro vodu, moře a řeky Cerema .

Grenelle de la mer a sedimenty

Provozní výbor (ComOp) „bagruje sedimenty“ Grenelle de la mer ve své zprávě předložené včerven 2010, konstatuje, že zákon může omezit ponoření velmi toxických sedimentů , ale úplně jej nezakazovat, „ponoření sedimentů přesahujících prahové hodnoty je nadále možné, pokud se jedná o nejméně penalizující řešení pro„ životní prostředí “ (zásada Londýnské úmluvy).

Došel k závěru, že pokud bagrování samo o sobě nevedlo ke kontaminaci sedimentů, navozuje „remobilizaci částic znečištěných toky přicházejícími z povodí“. Je proto nutné „jednat proti proudu, aby se zabránilo znečišťujícím tokům u zdroje uplatněním zásady„ znečišťovatel platí “ na  všechny činnosti přispívající ke znečištění sedimentů, a podporovat osvědčené postupy při bagrování a čištění .

Průmyslová výzkumná židle v sedimentech

Herec v národních projektech na obnovu vytěžených sedimentů v činnosti veřejných silničních prací, inženýrská škola Mines Douai vytvořila vdubna 2014průmyslové křeslo pro regeneraci sedimentů ve spolupráci s průmyslovými hráči, přístavy a inženýrskými kancelářemi. Cílem tohoto křesla s názvem ECOSED pro kruhovou ECOnomy SEDimentů je vytvořit vědeckou, technologickou a partnerskou dynamiku kolem správy přístavních a říčních sedimentů za účelem jejich recyklace v silniční technologii nebo v konkrétních výrobcích.

Poznámky a odkazy

  1. Guillou N., Chapalain G., Leprêtre A. (2010) Prostorová interpolace distribucí velikosti částic spodních sedimentů . CETMEF vyd.
  2. Edwards, RW & HLJ Rolley (1965), Spotřeba kyslíku v říčních bahnech . J. Ecol. 53: 1–19
  3. Grimalt JO, van Drooge BL, Ribes A, Vilanova RM, Fernandez P, Appleby P (2004), Perzistentní sloučeniny organického chloru v půdách a sedimentech evropských vysokohorských jezer DOI: 10.1016 / j.chemosphere.2003.09.047 Chemosphere; 54; pp1549-1561 ( abstrakt )
  4. Chen G, bílá PA. Mutagenní nebezpečí pro vodní sedimenty: přehled  ; Mutat Res. 2004 listopad; 567 (2-3): 151-225 ( souhrn )
  5. Bernard Ferry, (1992) Součástí přirozených a provokovaných transformací křídového ubrusu severní Francie , diplom hloubkových studií stavebního inženýrství. USTL, září 92, 11 stránek, PDF
  6. Garcia-Reyero N, Pia B; Grimalt JO; Fernandez P; Fonty R; Polvillo O; Martrat B (2005) Endokrinní disrupční aktivita v sedimentech z evropských horských jezer  ; Věda o životním prostředí a technologie; 39; pp 1427-1435 DOI: 10.1021 / es0400685
  7. Grimalt JO, Vvan Drooge BL, RibesA, Fernandez P, Appleby P (2004) Polycyklické aromatické uhlovodíkové složení v půdách a sedimentech vysokohorských jezer 10.1016 / j.envpol.2004.02.024; Znečištění životního prostředí; 131; str. 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=falseRecherches na námořní přístavy a cesty k nim . (EKniha Google)
  9. Opětovné použití sedimentů, NE ABRIAK (Ecole des Mines de Douai) - Technický den francouzského výboru pro mechaniku půdy a geotechniku ​​o hodnocení chudých půd, 3. 12. 2008, ( číst online )
  10. Alain Foucault a Jean-François Raoult, slovník geologie , Dunod ,2014( číst online ) , s.  316.
  11. Regionální hlavní plán pro úložiště, Nord Pas-de-Calais, VNF, 2008, strana 16
  12. Regionální hlavní plán pro úložiště, Nord Pas-de-Calais, VNF, 2008, strana 17
  13. Regionální hlavní plán pro úložiště, Nord Pas-de-Calais, VNF, 2008, strana 19
  14. Clozel B., Leloup a Ph. Freyssinet (2003) „Směrné hodnoty podílející se na řízení sedimentů a metodika pro vývoj těchto hodnot“, bibliografické shrnutí, Paříž
  15. Metodický průvodce Odstranění sedimentu , - Podrobné posouzení rizik spojených se správou a čištění sedimentů; lidské zdraví ; vodní zdroje - EDR SEDIMENTS, financované: - vodní agenturou Artois-Picardie, - regionálním ředitelstvím pro životní prostředí v Nord Pas de Calais (DIREN) - regionální radou pro životní prostředí v Nord Pas de Calais. Byla vytvořena operační pracovní skupinou Znečištěné sedimenty Téma znečištěných lokalit a půd Pole kompetencí, PDF, 148 stran. Viz úvod str.  9 /148
  16. Síť pro sledování kvality vody a sedimentů v námořních přístavech (Repom)
  17. „  Grenelle de la mer - Zpráva provozního výboru bagrovacích sedimentů  “ [PDF] , na www.ladocumentationfrancaise.fr ,červen 2010(zpřístupněno 25. března 2018 )
  18. ComOp „  sedimenty  “
  19. Závěrečná zpráva ComOp n o  11 Grenelle de la mer „Bagrování sedimentů“
  20. Videoprezentace židle ECOSED , video kanálu Mines Douai
  21. Mines Douai vytváří průmyslovou výzkumnou židli na sedimentech ( web http://www2.mines-douai.fr , 2. 4. 2014)
  22. Těžařská škola Douai zřizuje průmyslovou židli pro zpětné získávání sedimentů , článek Voix du Nord, článek ze dne 3. 4. 2014
  23. Mines Douai vytváří průmyslové výzkumné křeslo na sedimentech Capcampus, článek ze dne 4. 4. 2014

Podívejte se také

Související články

Průvodce osvědčenými postupy, doporučení

Bibliografie

Čištění sedimentů z vodních toků

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