Initiative communautaire interreg III communautair initiatief interreg III



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  1. ACTIONS CONCRETES REALISEES
    GEREALISEERDE CONCRETE ACTIES

Reprendre le même canevas que ce que vous avez indiqué dans le point 5.4 de la fiche de description de votre projet annexée à votre convention. Il convient de rappeler, pour chaque action, de manière synthétique, ce qui a été fait depuis le début de votre projet et de détailler les réalisations du dernier semestre auquel se rapporte le présent rapport.


Hanteer hierbij hetzelfde schema als hetgeen u aangegeven hebt bij punt 5.4 van de fiche met de projectbeschrijving, in bijlage gevoegd bij uw overeenkomst. Voor elke actie moet op een beknopte wijze aangegeven worden wat al sinds het begin van het project gerealiseerd werd. De realisaties van het laatste semester waarop dit rapport betrekking heeft, moeten in detail worden beschreven.
Dans le développement qui suit, nous avons regroupé les résultats obtenus dans le cadre de l’action 1 / In de uiteenzetting die volgt, hebben wij de resultaten verkregen in acties 1 en 2 gebundeld.
Action / Actie 1 (1er juillet 2005 – 31 décembre 2007 / 1 juli 2005 – 31 december 2007)

Action / Actie 2 (1er juillet 2006 – 31 décembre 2007 / 1 juli 2006 – 31 december 2007)


  1. Rappel synthétique  / Beknopte beschrijving:

Le programme a pour but de développer une nouvelle méthodologie en vue de prévoir les risques encourus lors de modification volontaire ou fortuite de l’environnement des sédiments. Les polluants ne sont pas piégés définitivement et les sédiments constituent une véritable "bombe à retardement".


L'action 1 consiste principalement en un transfert de technologies performantes entre les différents participants, chacun apportant son expérience et sa compétence sur des techniques spécifiques et complémentaires. Un effet de synergie est attendu.

Het programma heeft tot doel een nieuwe technologie te ontwikkelen om de risico's te voorspellen die het gevolg kunnen zijn van gewenste of toevallige wijzigingen in het sediment milieu. De verontreinigde stoffen blijven niet geblokkeerd zodoende dat de sedimenten een echte "tijdbom" vormen.
Actie 1 bestaat voornamelijk in de kennisoverdracht van krachtige technologieën tussen de verschillende partners, waarbij elkeen zijn ervaring en expertise over de specifieke en complementaire technieken inbrengt. Een synergetisch effect wordt verwacht.



  1. Résultats attendus spécifiques à la seconde phase proposée. / Te verwachten resultaten die specifiek zijn voor de tweede voorgestelde fase.:




  • Une extension des technologies mènera à des séries de données, de qualité supérieure et plus complètes, sur les teneurs de polluants dans les sédiments, ce qui conduira à une meilleure connaissance et compréhension de leur comportement dans les sédiments, en outre lors de conditions environnementales modifiées. Ces technologies concernent : 1) nouvelles micro-électrodes ; 2) techniques adaptées : micro-drill, MEB-EDS ou encore LA-ICPMS afin de pouvoir obtenir des profils de haute résolution dans la phase solide ; 3) méthodes DET/DGT adaptées pour des polluants spécifiques difficiles à déterminer./ Een uitbreiding van de technolgieën zal leiden tot nog betere en volledigere datasets over de aanwezigheid van contaminanten in sedimenten. Deze verschaffen ons ook een betere kennis en inzicht in hun gedrag, ook onder gewijzigde omgevingscondities, in de sedimenten.Deze technologieën hebben betrekking op: 1) nieuwe micro-elektrodes; 2) aangepaste technieken zoals micro-drill of MEB-EDS of LA-ICPMS om eveneens hoge resolutieprofielen in de vaste fase te bepalen; 3)aangepaste DET/DGT methodes voor specifieke moeilijk te bepalen contaminanten

  • Les données relatives aux polluants tels que PACs, PCBs et dioxines dans les rivières transfrontalières sont encore peu nombreuses. En utilisant des techniques performantes, y inclus des technologies de « screening », nous allons déterminer leurs teneurs et évaluer leur persistance (dans la mesure du possible). / Over bepaalde polluenten zoals PAKs, PCBs en dioxines weten we nog weinig in deze grensoverschrijdende rivieren. Met performante technieken inbegrepen screeningstechnologieën gaan we die stoffen evenals hun persistentie (tot op zekere hoogte) bepalen.

  • Informations supplémentaires grâce à la réalisation d’expériences en microcosmes et/ou mésocosmes / bijkomende informatie verkregen bij microcosm en mesocosm studies

  • Une bonne vue d’ensemble sur les dangers encourus par l’écosystème et l’homme en raison de sédiments fortement contaminés dans la zone d’étude retenue. Recommandations pour limiter les risques ; / Een goed algemeen inzicht in het gevaar voor het ecosysteem en de mens van zwaar gecontamineerede sedimenten in de uitgekozen regio; aanbeveling tot het beperken van dat gevaar.

  • Autoriser l’accès à la base de données par l’intermédiaire du site web, regroupant les résultats obtenus lors de ce projet, ce qui permettra aux différents acteurs (responsables politiques, chercheurs, écologistes) d’obtenir des informations. / Het toegankelijk maken van een database via de website van de resultaten bekomen tijdens dit project waardoor verschillende actoren (beleidsverantwoordelijken, onderzoekers, milieuverenigingen) informatie kunnen bekomen.

  • La mise en place d’un réseau de recherche franco-belge sur l’environnement. / Het opbouwen van een frans-belgisch onderzoeksnetwerk inzake milieu

c) Réalisations du semestre  / Realisaties van het semester:



Action / Actie 1 Affinement et adaptation de nouvelles technologies (01 juillet 2005-31 décembre 2007) / Verfijning en aanpassing van nieuwe technologieën (01 juli 2005-31 december 2007)
Action/Actie 2 Applications des nouvelles technologies sur sites transfrontaliers / Toepassingen van nieuwe technologieën op grensoverschrijdende sites (1er juillet 2006 – 31 décembre 2007 / 1 juli 2006 – 31 december 2007)

1- Mise au point d’une méthode d’analyse des polychlorobiphényles (PCB) / Ontwikkeling van de analysemethode van de polychloorbifenylen (PCB)
1.1- Introduction / Inleiding
Les polychlorobiphényles sont des composés aromatiques chlorés synthétisés par l’homme et constitués de deux cycles phényles sur lesquels peuvent se substituer un à dix atomes de chlore. Il existe 209 PCB différents, appelés congénères, et qui se différencient par le nombre et la position des atomes de chlore sur les cycles phényles. De part leurs propriétés isolantes et leur stabilité thermique, ces molécules ont été utilisées dans la fabrication des transformateurs électriques, des fluides caloporteurs et comme additifs dans les peintures et plastiques. / De PCB’s zijn aromatische gechloreerde samenstellingen synthetisch geproduceerd door de mens, bestaande uit 2 fenylcycli waarop ze de plaats kunnen innemen van 1 tot 10 chlooratomen. Er bestaan 209 verschillende PCB’s, congeneren genoemd, die zich onderscheiden door het aantal en de positie van de chlooratomen op de fenylcycli. Door hun isolerende eigenschappen en hun warmtestabiliteit werden deze moleculen gebruikt in de fabricatie van elektrische transformatoren, warmtegeleidende vloeistoffen en als toevoegingen in verven en plastieken.
La production et l’utilisation des PCB sont interdites depuis de nombreuses années dans la plupart des pays mais ces composés, toxiques, persistants et bioaccumulables, se retrouvent toujours à des concentrations préoccupantes dans l’environnement. / De productie en het gebruik van de PCB’s is sinds vele jaren verboden in het merendeel van de landen, maar deze giftige, hardnekkige en bioaccumuleerbare samenstellingen komen nog steeds in verontrustende concentraties voor in het milieu.
La toxicité des PCB augmente généralement avec le nombre d’atomes de chlore mais elle dépend surtout de la géométrie de la molécule. Ainsi, les congénères ne possédant pas d’atomes de chlore en position ortho présentent une structure plane du même type que les dioxines. La toxicité de ces PCB dits « planaires », exprimée en équivalent dioxine, peut ainsi être supérieure d’un facteur 1000 à la toxicité d’un PCB ayant le même nombre d’atomes de chlore mais dans des positions différentes./ De giftigheid van de PCB’s stijgt over het algemeen met het aantal chlooratomen, maar hangt vooral af van de geometrie van de molecule. De congeneren die geen chlooratomen bezitten in de orthopositie vertonen een vlakke structuur van dezelfde soort als deze van dioxines. De giftigheid van die zogenaamde ‘planaire’ PCB’s die in een dioxine equivalent wordt uitgedrukt, kan aldus hoger zijn van een factor 1000 dan de giftigheid van een PCB die eenzelfde aantal chlooratomen heeft maar in verschillende posities.
1.2- Analyse des PCB par chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse à trappe d’ion / Analyse van PCB’s door chromatografie in gasvormige fase gekoppeld aan een ionenmassaspectrometer.
L’analyse des PCB dans des échantillons environnementaux s’effectue le plus souvent par chromatographie en phase gazeuse couplée à un détecteur à capture d’électrons (GC-ECD) ou à un détecteur par spectrométrie de masse (GC-MS). Cependant, l’identification et la quantification des PCB planaires est rendue compliquée par la présence d’autres congénères présents à des concentrations beaucoup plus importantes. Le détecteur permettant d’obtenir la meilleure sensibilité est le spectromètre de masse à ionisation chimique négative (GC-NCI) (tableau 1.1) mais cette technique est plus difficile à mettre en œuvre et l’équipement plus onéreux. / De analyse van de PCB’s in milieustaalnamen vindt meestal plaats door chromatografie in gasvormige fase gekoppeld aan een opnamedetector van elektronen (GC-ECD) of aan een detector door massaspectrometer (GC-MS). Niettemin wordt de identificatie en de kwalificatie van de planaire PCB bemoeilijkt door de aanwezigheid van andere congeneren die in grotere concentraties aanwezig zijn. De detector die het mogelijk maakt om de beste gevoeligheid te bekomen, is de massaspectrometer met negatieve chemische ionisatie (GC-NCI) (tabel 1.1) maar deze techniek is moeilijker om in te zetten en het is een duurdere uitrusting.
Le laboratoire dispose par contre d’un chromatographe en phase gazeuse Varian 3900 couplé à un détecteur par spectrométrie de masse à trappe d’ion (GC-ITMS) Saturn 2000. Dans de précédentes études, ce type de détecteur a permis, en mode MS-MS, d’obtenir une bonne sensibilité et sélectivité pour la détermination des PCB planaires dans des échantillons environnementaux (tableau 1.1). / Het laboratorium beschikt daarintegen over chromatografie in gasvormige fase Varian 3900 gekoppeld aan een detector door ionenspectrometrie (GC-ITMS) Saturn 2000. In voorgaande studies heeft dit type detector – in MS-MS methode - ervoor gezorgd dat een goede gevoeligheid en selectiviteit werd bekomen door de determinatie van planaire PCB’s in de milieustaalnamen. (tabel 1.1)











Limites de détection (fg)




CB 77

CB 126

CB 169













GC-ECD

200

100

100

GC-NCI

70

35

35

GC-ITMS (mode MS)

2000

2000

2000

GC-ITMS (mode MS-MS)

60

300

200














Tableau / Tabel 1.1 : Limites de détection obtenues pour trois PCB planaires (en fg) en utilisant différents modes de détection (Leonards et al, 1996. Chemosphere, 32, 12, 2381-2387)./ Opsporingsgrenzen verkregen voor de 3 planaire PCB’s door het gebruik van verschillende opsporingsmethoden.
L’analyseur à trappe d’ion est constitué d’une électrode annulaire encadrée par deux électrodes hyperboliques qui forment les calottes inférieures et supérieures de la trappe et sont reliées entre elles électriquement. L’ionisation et la fragmentation des molécules s’effectuent par ionisation électrique directement dans la trappe, à l’aide d’un filament de tungstène. Les ions formés sont piégés dans la trappe à l’aide d’une radio fréquence puis progressivement expulsés de la trappe vers le détecteur en fonction de leurs masses, grâce à un balayage de l’amplitude de cette radio fréquence. Le détecteur, ou multiplicateur d’électron, transforme les ions en électrons puis amplifie le signal électronique. / De ionenanalysator bestaat uit een ringvormige elektrode omrand door 2 hyperbolische elektroden die lagere en hogere ionenmassa’s vormen aan een massaspectrometer en die onderling elektrisch verbonden zijn. De ionisatie en de fragmentatie van de moleculen vinden direct plaats door elektrische ionisatie door behulp van een Wolfram gloeidraad. De gevormde ionen worden opgevangen met behulp van een radiofrequentie, vervolgens geleidelijk naar de detector uitgestoten in functie van het gewicht, dankzij een amplitude scanning van deze radiofrequentie. De detector of de multiplicator van het elektron verandert de ionen in elektronen, zodoende wordt het elektronische signaal sterker.
Il existe plusieurs modes d'acquisition des spectres de masse./ Er bestaan meerdere methoden tot verwerving van de massaspectra.
En mode SCAN, l'obtention du signal se fait par un balayage continu et répété d'une gamme de masse spécifique. Ce mode d’acquisition a été utilisé dans un premier temps pour optimiser les conditions chromatographiques : programmation de température du four, mode d’injection de l’échantillon. Le choix de la colonne chromatographique s’est porté sur une nouvelle colonne Optima XLB fournie par Macherey-Nagel (30 m de longueur, 0.25 mm de diamètre intérieur, 0.25 µm d’épaisseur de phase stationnaire). Cette phase apolaire présente une stabilité thermique jusqu’à 340°C ainsi qu’un très faible bleeding (volatilisation de la phase stationnaire), permettant une diminution du bruit de fond. De plus, nous avons pu observer une meilleure séparation des congénères 28 et 31 qui coéluent généralement avec les autres colonnes (voir figure 1.1). La résolution de ces congénères est supérieure à 1, ce qui est suffisant pour permettre une analyse quantitative (Tranchant, 1982)./ De SCAN methode, het verkrijgen van een signaal gebeurt door een onafgebroken herhaalde scanning van een gamma van specifieke massa. Deze verwerkingsmethode werd aanvankelijk gebruikt om de chromatografische omstandigheden te verbeteren : programmering van de oventemperatuur, injecteringsmethoden van het staal. De keuze van de chromatografische kolom heeft betrekking op een nieuwe optimakolom XLB aangeleverd door Macherey-Nagel (30 m lengte, binnendiameter van 0.25 mm, 0.25µm dikte van de stationaire fase). Deze apolaire fase vertoont een thermische stabiliteit tot aan 340° C alsook een zeer geringe bleeding (verdamping van de stationaire fase), die een vermindering van het achtergrondgeluid toelaat. Bovendien hebben wij een betere scheiding van de congeneren 28 en 31 kunnen vaststellen, die over het algemeen co-eluren met de andere kolommen (zie figuur 1.1). De resolutie van de congeneren is hoger dan 1, wat voldoende is om een kwantitatieve analyse toe te laten.



Figure / Figuur 1.1 : zoom sur le chromatogramme d’une solution étalon Astasol Mix 3, facteur de résolution obtenu pour les congénères 28 et 31 (R = (2*d) / (w31 + w28))./ zoom op de chromatogram van een etalon oplossing Astasol Mix 3, resolutiefactor bekomen voor de congeneren 28 en 31 (R=(2*d)/ (W31 + W28)).
L'identification des pics chromatographiques s’est faite en mode SCAN à l'aide des temps de rétention et d'une bibliothèque de spectres de masses. L’élution des composés se fait par ordre de chloration croissant (et donc de polarité croissante) mais la géométrie de la molécule intervient également. Ainsi, le temps de rétention des PCB non-ortho ou mono-ortho subsitués est plus long que pour les autres homologues. Les PCB coplanaires peuvent donc coéluer avec des PCB possédant un atome de chlore supplémentaire, ce qui pose problème lorsqu’un détecteur moins spécifique comme l’ECD est utilisé. La GC-MS est alors intéressante car les molécules présentent des spectres de masse différents. / De identificatie van de chromatografische pieken gebeurt door een SCAN methode met behulp van retentietijden en van een waaier aan massaspectra. De elutie van de samenstellingen gebeurt in volgorde van een groeiende chloratie (en dus een groeiende polariteit) maar de geometrie van de molecule komt er ook volledig intussen. Evenals de retentietijd van de niet-ortho of mono-ortho vervangers is langer dan voor de andere homologe verbindingen. De co-planaire PCB’s kunnen dus co-eluren met de PCB’s die een aanvullend chlooratoom bevatten, wat een probleem vormt wanneer een minder specifieke detector zoals de ECD gebruikt wordt. De GC-MS is dus interessant omdat de moleculen andere massaspectra vertonen.
L’étude des spectres de masse en mode SCAN a également permis de déterminer les ions majoritaires pour chaque molécule, qui sont ensuite recherchés dans le mode SIS (Single Ion Storage). / De studie van de massaspectra in SCAN methode heeft het eveneens mogelijk gemaakt om de belangrijkste ionen voor elke molecule te bepalen, die vervolgens worden gezocht in de SIS methode.
Les premiers essais de calibration, réalisés à partir d’une solution contenant 19 PCB sur une gamme allant de 10 à 6000 pg injectés, montrent une bonne linéarité de la réponse du détecteur avec des coefficients de détermination de 0.999 en moyenne (voir les droites de calibration des congénères 31 et 66 en figure 1.2 ). Des injections successives de la même solution ont également montré une bonne reproductibilité des résultats. / De eerste ijkingsproeven, uitgevoerd vanaf een oplossing die 19 PCB bevat op een gamma gaande van 10 tot 6000 pg injecties, tonen een goede linieariteit van de reactie van de detector met de determinatiecoëfficiënten van gemiddeld 0.999 (zie de rechte lijnen van de calibratie van de congeneren 31 en 66 in figuur 1.2). De opeenvolgende injecties van dezelfde oplossing hebben eveneens een goede reproduceerbaarheid van de resultaten aangetoond.



Figure / Figuur 1.2 : droites de calibration obtenue sur une gamme de 10 à 6000 pg injecté et rapport signal / bruit pour 10 pg injecté, pour les congénères 31 et 153. / : de rechte lijnen van de calibratie bekomen op een gamma van 10 tot 6000 geïnjecteerde pg en verhouding signaal/geluid voor 10 geïnjecteerde pg voor de congeneren 31 en 153.
Le mode SIS, beaucoup plus sélectif, permet également de réduire le bruit de fond en éliminant les ions matriciels indésirables. Ainsi, les rapports signal / bruit des PCB 31 et 153 sont respectivement de 104 et 288 (Figure 1.2 , 10 pg injecté) en mode SIS. / De veel selectievere SIS methode maakt het eveneens mogelijk om het achtergrondgeluid te verminderen door de ongewenste matriciële ionen uit te schakelen. Zodus zijn de verhoudingen signaal/geluid van de PCB’s 31 en 153 respectievelijk 104 en 288 (Figuur 1.2, 10 pg geïnjecteerd) in SIS methode.
Le mode SIS est donc assez sélectif mais ne suffirait pas à l’analyse des PCB, notamment planaires, présents à l’état de traces dans des échantillons environnementaux (colonne d’eau, sédiment). Pour améliorer la sensibilité, il est nécessaire d’utiliser le spectromètre de masse en mode MS-MS / De SIS methode is dus vrij selectief, maar zou niet voldoen aan de analyse van de PCB’s, met name de planaire, aanwezig in de sporen van de milieustaalnamen (waterkolom/ sediment). Om de gevoeligheid te verbeteren is het nodig om een massaspectrometer te gebruiken in MS-MS methode.
L’analyse par spectrométrie de masse en tandem (ou MS-MS) comporte plusieurs étapes successives :

- les composés sont ionisés par impact électronique

- les ions matriciels sont éjectés

- les ions « parents » sont isolés puis dissociés par collision avec le gaz vecteur (Collision Induced Dissociation). Les précédentes analyses en mode SCAN ont montré qu’il faut sélectionner les ions de l’ensemble du massif isotopique car les PCB peuvent contenir les isotopes 35 et 37 du chlore.

- les ions « fils » produits sont analysés par un balayage de la radiofréquence
De analyse via de massaspectrometer in combinatie (of MS-MS) bevat verschillende opeenvolgende stappen :


  • de samenstellingen zijn geïoniseerd door elektrische impact

  • de matricïele ionen worden uitgestoten

  • de ‘moeder’ ionen worden geïsoleerd, vervolgens gescheiden door een botsing met de gasvector (Collision Induced Dissociation). De voorgaande analyses in SCAN methode hebben aangetoond dat men de ionen van het geheel van het isotopische massief moet selecteren want de PCB’s kunnen de isotopen 35 en 37 van chloor bevatten.

  • de geproduceerde ‘dochter’ ionen worden geanalyseerd door het afzoeken van de radiofrequentie.

Pour chacune de ces étapes, de nombreux paramètres restent à optimiser comme par exemple l’amplitude du voltage utilisé pour la CID en mode résonnant ou non résonnant. / Voor elke van deze stappen, blijven talrijke parameters te optimaliseren, bijvoorbeeld de wijdte van de voltage gebruikt voor de CID in de resonante of niet-resonante methode.



2- Application de techniques, mises au point au cours du programme, à l’étude de sols agricoles (INRA, Arras) / Toepassing van de technieken, die tijdens het programma werden ontwikkeld, op de studie van landbouwgrond.
L’étude des sols agricoles non pollués et pollués est une des spécialités de l’Institut National de Recherches Agronomiques (INRA) d’Arras (Directeur Henri Ciesielski). Les recherches se focalisent en particulier sur l’évaluation de la biodisponibilité des éléments traces métalliques (ETM) dans les sols par utilisation de méthodes diverses d’extraction (« solutions de sols ») et en particulier par utilisation du chlorure de calcium CaCl2. L’objet du travail présenté ici est d’apporter des précisions sur le mode d’action de quelques réactifs d’extraction courants pour en faciliter la sélection. Les échantillons de sols non pollués et pollués en Cd, Pb, Zn et Cu ont été préalablement traités avec des doses croissantes de carbonate de calcium (simulation amendement) afin de mettre en avant l’influence prépondérante du pH sur les quantités extraites. L’influence de l’amendement sur le pH du sol est mise en évidence sur la figure 2.1. / De studie van de niet-verontreinigde en verontreinigde landbouwgronden is één van de specialiteiten van het Nationaal Instituut voor Landbouwonderzoek (INRA) van Arras (directeur Henri Ciesielski). De onderzoeken richten zich op de evaluatie van de biodisponibiliteit van de metalen spoorelementen (ETM) in de bodem door het gebruik van diverse extractiemethoden (bodemoplossingen) en in het bijzonder door het gebruik van calciumchloride CaCI2. Het onderwerp van de hier voorgestelde studie is een toelichting te geven over de verdere gegevens met betrekking tot de actiemethode van enkele lopende extractie reactieven om de selectie te vergemakkelijken. De niet-verontreinigde en verontreinigde bodemstalen in Cd, Pb, Zn en Cu werden voorafgaand behandeld met verhoogde dosissen van Calcium carbonaat (simulatie meststof) teneinde de grote invloed van pH van de op de geëxtraheerde hoeveelheden vooraan te plaatsen.

In figuur 2.1 wordt de aandacht gevestigd op de invloed van de meststof op de pH van de bodem.

Figure/ Figuur 2.1 : Changes in the water pH values according to the quantities of CaCO3 added (in t.ha-1) / veranderingen in het water pH waarden volgens de hoeveelheden van toegevoegde CaCO3 (in t.ha-1)

Compte tenu des travaux déjà réalisés dans le cadre du programme INTERREG III « STARDUST » et en particulier des méthodes de prélèvement in situ mises au point, l’idée d’utiliser la méthode DGT (Diffusive Gradient in Thin films) pour évaluer la biodisponibilité des ETM a été appliquée et comparée à la méthode classique d’extraction par utilisation de solution de chlorure de calcium (H. Ciesieski, publication en cours de préparation). Pour l’extraction en présence de CaCl2, nous avons choisi comme variable, la grandeur R(R1= Q/T) qui correspond à la fraction extraite Q rapportée aux quantités totales T et pour la technique DGT, nous avons utilisé la grandeur R2 qui correspond à la fraction diffusée ramenée à la quantité totale (R2=F/T, F ayant la dimension d’un flux). Les variations de R1 et de R2 sont tout à fait concordantes (figure 2) ce qui valide, entre autre, la méthode d’extraction par le chlorure de calcium, les gels DGT étant censés simuler le comportement racinaire. / Rekening houdend met de reeds gerealiseerde werkzaamheden in het kader van het Interreg III Stardust – programma en in het bijzonder met de ontwikkelde afnamemethoden in situ, werd het idee om de DGT methode (Diffusive Gradient in Thin films) om de biodisponibiliteit van de ETM te evalueren, toegepast en vergeleken met de klassieke extractiemethode door het gebruik van Calcium chloride oplossing (H. Ciesieski, publicatie in voorbereiding). Voor de extractie en de aanwezigheid van CaCi2, hebben we als variabele gekozen, de grootte R1 (R1=q/T) die overeenkomt met de geëxtraheerde fractie Q overeenstemmend met de totale hoeveelheden T en voor de DGT techniek, hebben wij de grootte R2 gebruikt die overeenstemt met de totale hoeveelheid (R2= F/T, F zijnde de dimensie van stroom). De variaties van R1 en R2 zijn volkomen in overeenstemming wat o.a de extractiemethode door Calciumchloride bevestigd, de DGT gels worden geacht het racinaire gedrag te simuleren.
Les gels DGT présentent les intérêts suivants :

- ils constituent un moyen original permettant de s’approcher au plus près de la solution au contact du sol en évitant les préoccupations récurrentes de l’influence d’un rapport d’extraction élevé et de la présence possible de phases colloïdales dans les solutions analysées.

- ils présentent l’avantage d’aboutir à un milieu final relativement simple.

- sous réserve d’une préparation appropriée des sites de prélèvement, ils pourraient s’utiliser en milieu naturel en évitant, dans une certaine mesure, les distorsions induites par le prélèvement, le transport et le pré-traitement des échantillons.



- ils permettent le développement de modèles mathématiques susceptibles de rendre compte de manière plus réaliste des phénomènes de transfert du sol vers la plante. /

De DGT gels hebben volgende voordelen :

  • Zij vormen een origineel middel dat het mogelijk maakt om de oplossing zo dicht mogelijk in contact te laten komen met de bodem door de recurrente preoccupaties van een verhouding van een verhoogde extractie en de mogelijke aanwezigheid van colloïdale fases in de geanalyseerde oplossingen te vermijden.

  • Zij hebben het voordeel dat ze op een betrekkelijk eenvoudige manier in het milieu opgenomen worden

  • Onder het voorbehoud van een aangewezen voorbereiding van de staalnameplaatsen, zouden ze kunnen aangewend worden in een natuurlijk milieu door, tot op zekere hoogte, de geïnduceerde vervormingen door de staalname, het transport en de voorbehandeling van de stalen te vermijden

  • Ze zorgen voor de ontwikkeling van mathematische modellen geschikt om rekening te houden met een meer realistische manier van transport verschijnselen van de bodem tot aan de plant.




Figure/ Figuur 2.2 : Changes of the logarithm of extracted fractions with CaCl2 (R1 en mg.mg-1) and diffused fractions in DGT (R2 en mg.cm-1.h-1) according to the changes of pH for soil NP138. / g 2 : Veranderingen van het logaritme van de geëxtraheerde fracties met CaCI2 (R1 in mg.mg-1) en verspreide fracties in DGT (R2 in mg.cm-1.h-1) in verhouding tot de veranderingen van de pH van de bodem NP138.

Les observations faites sur les ETM peuvent s’appliquer à des éléments comme le manganèse, le fer ou l’aluminium au contraire du potassium ou du magnésium. Ce constat ne fait que renforcer la présomption d’une homogénéité dans les comportements des éléments métalliques (exception peut être du cuivre) et l’existence de mécanismes communs bien que circonscrits à certains domaines déterminés par le statut acido-basique des sols. / De gemaakte waarnemingen over de ETM kunnen toegepast worden op elementen zoals mangaan, ijzer en aluminium in tegenstelling tot kalium of magnesium. Deze constatering kan alleen maar het vermoeden versterken van een homogeniteit in de onderdelen van de metalen elementen (koper kan een uitzondering zijn) en van het bestaan van gemeenschappelijke mechanismen hoewel voorzien van verschillende domeinen bepaald door het fundamentele statuut van de bodems.
Une des conséquences de ce travail est de laisser entrevoir la possibilité de déduire le comportement de différents éléments à partir de celui de l’un d’entre eux./ Een van de gevolgen van dit werk is de mogelijkheid voorzien het gedrag van de verschillende elementen af te leiden vanuit die van tussen hen.

3- Gestion de la base de données / STARDUST Data Management
Les données de tous les paramèters, les coordonnées des stations d'échantillons et la description complète des méthodes d'analyse des expéditions précédentes ont été introduites dans la base de données de STARDUST. Maintenant le VLIZ est donc prêt pour recharger/introduire les valeurs mesurées. L'Interface de web de la base de données a été modernisée. Sous peu il sera possible d'introduire les dates à distance et si nécessaire d'adapter via un accès en ligne à la base de données. D'une manière ou d'une autre l'importation des dates sera suivie par le VLIZ. / De gegevens van alle parameters, coordinaten van de staalnamestations en de volledige beschrijving van de analysemethodes van vorige expedities zijn nu ingevoerd in de STARDUST databank. Op dit moment staat dus alles klaar om de eigenlijk meetwaarden op te laden. De webinterface van de databank is verder gemoderniseerd. In de nabije toekomst zal het mogelijk zijn om de data vanop afstand in te voeren en indien nodig aan te passen via een online toegang tot de databank. Hoedanook, datainvoer zal ook verder opgevolgd worden door het VLIZ.


4- Flux métallique à l’interface eau – sédiment / Metalen flux aan het water-sediment oppervlak (L. Lesven, Martine Leermakers, Gabriel Billon).

Introduction / Inleiding
Dans les écosystèmes fluviaux, les métaux sont présents dans tous les compartiments : la colonne d'eau, les sédiments et les organismes aquatiques, dans lesquels ils peuvent être bio-accumulés en concentrations parfois très élevées. La plupart des études menées in situ révèlent le rôle primordial des sédiments dans le cycle biogéochimique des métaux : ils constituent des sites privilégiés pour l'accumulation de ces éléments. Sous l’effet de modification des conditions physico-chimiques du milieu (pH, conditions rédox, force ionique, dioxygène…) les sédiments peuvent aussi se comporter comme des sources endogènes (ou bombe à retardement) de contamination, avec des évolutions de la spéciation des métaux et de leurs toxicités, modifiant ainsi leur biodisponibilité vis-à-vis de la faune et de la flore. Afin d’appréhender au mieux le devenir de certains contaminants métalliques provenant du sédiment, qu’il soit naturel ou dû à des remises en suspension d’origine humaine, de nombreuses études ont été menées. Néanmoins, il existe encore peu d’information sur la diffusion naturelle de certains métaux provenant du compartiment sédimentaire. / In de rivierecosystemen zijn metalen in alle compartimenten aanwezig : de waterkolom, de sedimenten en de aquatische organismen, in degene ze kunnen gebioaccumuleerd worden in soms zeer hoge concentraties. Het merendeel van de studies die in situ uitgevoerd worden, wordt de aandacht gevestigd op de primordiale rol van de sedimenten in de biogeochemische cyclus van de metalen : ze vormen bevoorrechte plaatsen voor de accumulatie van deze elementen. Onder invloed van de modificatie van fysico-chemische toestand van het milieu (pH, redox toestand, ionische kracht, dioxygeen, ….) kunnen de sedimenten zich ook als endogene bronnen van besmetting (of tijdbom) voordoen, met deze evoluties van de vorming van nieuwe soorten metalen en hun giftigheden, die aldus hun biodisponibiliteit tegenover de fauna en de flora wijzigen. Er werden verschillende studies uitgevoerd om het ontstaan van bepaalde metalen contaminenten afkomstig uit sediment , hetzij natuurlijk of te wijten aan uitstoten van menselijke oorsprong, zo goed mogelijk te begrijpen. Niettemin bestaat er nog steeds weinig informatie over de natuurlijke diffusie van bepaalde metalen afkomstig uit het compartiment sediment.
Les études préliminaires menées dans ce cadre par l’USTL et le VUB ont donc pour objectif d’étudier ces flux diffusifs à l’interface eau sédiment. Le site retenu, Helkijn, appartient à la zone transfrontalière définie par le projet STARDUST INTERREG III. / De vooronderzoeken die in dit kader door USTL en VUB werden uitgevoerd, hebben als doelstelling deze diffusieve flux te onderzoeken op het water-sediment oppervlak. De gekozen site Helkijn behoort tot de grensoverschrijdende zone die door het project STARDUST INTERRREG III werd bepaald.


Figure / Figuur 4.1 : Schéma des principaux flux métalliques à l’interface eau – sédiment / Schema van de belangrijkste metalen flux op het water-sediment oppervlak.


Prélèvement et incubation / Afname en incubatie
L’ensemble des prélèvements a été effectué par plongée. Quatre carottes sédimentaires (50 cm de long / 15 cm de diamètre) comportant 40 cm de sédiment et 10 cm d’eau surnageante ainsi que 50 litres d’eau de surface ont été prélevé pour l’expérimentation. Lors de chaque incubation, plusieurs paramètres ont été mesurés :


    • Métaux dissous : eau surnageante et nourrice par ICP-MS HR

    • Anions : eau surnageante et nourrice par Technicon

    • Ammonium : eau surnageante et nourrice par colorimétrie / UV-visible

    • Oxygène : eau surnageante et nourrice par ampérométrie / microélectrode O2


Het geheel van de afnamen werd via het duiken uitgevoerd. 4 sedimentaire staalnamen ( lengte 50 cm, diameter 15 cm) met 40 cm sediment en 10 cm resterend water en 50 liter oppervlaktewater werd afgenomen voor dit experiment.

Bij elke incubatie, werden meerdere parameters gemeten :

  • ontbonden metalen : resterend water en gevoed door ICP-MS HR

  • Anionen : resterend water en gevoed door Technicon

  • Ammonium : resterend water en gevoed door colorimetrie/UV-zichtbaar

  • Zuurstof resterend water en gevoed door ampèrometrie / microelectrode O2

Pour chaque intervalle de temps T, 60 mL d’eau ont été échantillonnées dans chaque carotte puis filtrées à 0.45µm et traitées selon le paramètre analysé. Le schéma (figure 4.2) suivant explique le système d’incubation : / Voor elk tijdsinterval T werd 60mL water bemonsterd in elke staalname, vervolgens gefilterd aan 0.45µm en behandeld volgens de geanalyseerd parameter. Het volgende schema (figuur 4.2) geeft het incubatiesysteem weer :





Figure / Figuur 4.2 : Schéma de principe du système d’incubation / schema van de voornaamste

van het incubatiesysteem.
Calculs des flux benthiques / Berekeningen van de benthische flux.
Le calcul total des flux est basé sur les variations des concentrations métalliques dans l’eau surnageante de chaque carotte. Chaque concentration obtenue est corrigée de la dilution due à l’eau de la nourrice. Une régression linéaire est tracée pour chaque métal en fonction de la concentration à chaque intervalle de temps. Si la régression est significative, un flux métallique peut être alors calculé : / De totale berekening van de flux is gebaseerd op de variaties van de metalen concentraties in het resterende water van elke staalname. Elke verkregen concentratie wordt aangepast aan de dilutie te wijten aan het gevoede water. Een lineaire regressie wordt vastgesteld voor elk metaal in functie van de concentratie op elk tijdsinterval. Als de regressie significant is, kan een metalen flux als volgt berekend worden.


avec / Met,



: : Pente de la régression linéaire en µmol.dm-3.h-1 /helling van de lineaire regressie in µmol.dm-3.h-1


h  : Hauteur de la colonne d’eau dans la carotte en m / hoogte van de waterkolom in de staalname in m
R  : Rayon de la carotte en m / straal van de staalname in m
Premiers résultats / Eerste resultaten
Une première expérience de flux benthique a été réalisée en décembre 2006 sur le site d’Helkjin. Trois carottes ont été prélevées et placées en chambre d’incubation à température ambiante de 5°C. Les échantillonnages ont été effectués directement après ajout de l’eau de nourrice après 15min, 30min, 1h et toutes les heures jusqu’à 8h. La figure 4.3 présente certains des résultats obtenus. / Een eerste experiment van benthische flux werd in december 2006 uitgevoerd op de site van de Helkijn. 3 stalen werden afgenomen en geplaatst in een incubatiekamer aan een kamertemperatuur van 5 °C. De steekproeven werden direct genomen na toevoeging van gevoed water, na 15 minuten, 30 minuten, 1 uur en elk uur tot aan 8 uur. Figuur 4.3 geeft sommige van de verkregen resultaten weer.



Figure / Figuur 4.3 : Graphique des régressions linéaires après 8h d’incubation pour le Mn, Fe, Co et Ni. / grafiek van de lineaire regressies na 8 uur incubatie voor Mn, Fe, Co en Ni.


 

unités

Mn

Fe

Co

Ni

pente

nmol/L/h

307

18

0.22

0.41

Flux

nmol/m²/h

18

1.0

12.8

23.8


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