Les zones humides source ou piège d’arsenic ?
Résumé
L’As est à l’origine d’un large éventail de problèmes de santé chez les
êtres humains tels que des lésions de la peau et des cancers. La population
exposée à des niveaux dangereux a augmenté depuis ces dernières
décennies de plus de 100 millions. Les sources de contamination sont
les eaux souterraines. L’As y est libéré par bioréduction d’oxydes de Fe
porteurs d’As. Une autre hypothèse plus récente suggère que l’As est libéré
via les zones humides. Des sédiments riches oxydes Fe (III) riches
en As sont déposés lors des inondations puis réduits, libérant l’As qui
est ensuite transporté dans les aquifères. Toutefois, la biogéochimie de
l’As dans ces zones humides reste mal connue.
Nous nous sont donc intéressé aux mécanismes de control de la spéciation
de l’As, dans les zones humides en période d’oxydation et de
réduction. Une première cible a été l’étude des mécanismes de libération
de l’As en période de réduction. Pour cela, nous avons développé
un outil d’étude de l’évolution d’oxydes de Fe dopés en As directement
dans un sol. Cet outil permet de quantifier et d’identifier les modifications
morphologiques, chimiques et biologiques des oxydes de Fe .
Les analyses génomiques ont montré une succession des communautés
bactérienne impliquées dans la libération du Fe et de l’As. La matière
organique (MO) est un acteur majeur. Elle sert à la fois de source de
C aux microorganismes mais elle augmente aussi la solubilisation des
oxydes et de l’As en maintenant le Fe(II) en solution.
Nous nous sommes ensuite intéressés au devenir cette solution réduite
en période de reoxydation. Nous avons donc mis au point un système
de récolte des sous-produits solides de la reoxydation. Ces solides sont
très riches en As (>250 ppm). Des analyses NanoSIMS ont montrés que
l’As y été reparti avec le Fe. Des spots enrichis en As, en MO, en S mais
appauvries en Fe apparaissent aussi et sont en cours d’études.
Ces travaux ont montrés que les zones humides étaient capables de solubiliser
fortement l’As en période de réduction et que cette solubilisation
était augmentée par la présence de MO. Cependant, une grande partie de
cet As est à nouveau piégé en période de reoxydation par précipitation
de solides riches en Fe et en MO. Même si il est bien connu que l’As a
une forte affinité pour les oxydes de Fe, la présence de spot riches en As
et MO est nouvelle et reste à élucider.