Üledék

Az üledék a vízben , a légkörben vagy a jégben szuszpendált részecskék összessége , amelyek végül a gravitáció hatására telepednek le , gyakran egymást követő rétegekben vagy rétegekben . A üledék jellemzi annak jellegét (fiziko-kémiai összetétel), annak eredetét, annak granulometriai, a faj tartalmaz, és annak esetleges toxicitás ... A konszolidáció a üledék az eredete a kialakulását sziklás üledékes rétegek .

Az ülepedés az üledékképződéshez vezető folyamatok együttesét jelenti. Alacsony hőmérsékleten alakul ki a földgömb felszínén, vagy eróziós termékek (például homok, agyag) lerakódásával, vagy csapadékképződéssel (például evaporitok ), vagy az óceánok fenekén felhalmozódó törmelékkel. elhullott állatok vagy növények (pl. kréta , kovaföld ) vagy más hideg folyamatok.

Tét

Alapkőzet / víz ökotónként az üledékek olyan élőhelyet képeznek, amelyet egyes fajok (ásók) gyarmatosítanak, amelyek fő szerepet játszanak (tisztítás, levegőztetés, fermentáció, bioturbáció ). Ez az ökotone szénelnyelőként működik . Ha finom és szerves anyagokban gazdag, oxigént fogyaszt és anoxikussá válik .
Mindazonáltal férgek vagy odadugó állatok képesek levegőztetni.

A korábban műtrágyaként vagy módosító anyagként használt üledék (az iszap termékeny Nílus ...) néha patogén fajokat (általában anaerob) tartalmaz, és ma a szennyező anyagok többé-kevésbé mérgezőek és perzisztensek, biológiailag nem lebonthatók , adott esetben alig, vagy csak lassan lebonthatók , esetleg radioaktívak vagy mutagén vagy genotoxikus . Mindazonáltal hozzájárul a talajvíz minőségéhez azáltal, hogy puffert vagy "  szűrő  " szerepet játszik ", amelynek köszönhetően a folyók szennyező elemeinek egy része rögzített marad az üledékekben" (amelyek egy részét azonban el lehet mosni a tenger vagy más területek felé. a vízválasztó részei nagyobb áradások idején).

Az üledékben élő vadon élő állatok szennyeződése vagy a szennyezett üledék újraszuszpendálása, ideértve az igen alacsony dózisú eszközök, például az endokrin rendszert károsító anyagok által okozott szennyeződéseket, az écoépidémiologiques és a környezeti egészség kérdései . Ezek a szennyeződések bonyolítják egyes üledékek kezelését, fizikai, szerves vagy fémorganikus szennyeződéseket felhalmozhatnak , többé-kevésbé lebontható, nem lebontható mérgező fémek és mesterséges és / vagy természetes radionuklidok , még a hegyi tavakban is, amelyek levegőben lévő szennyező anyagokat gyűjtenek és hóban, esőben és száraz lerakódásokon keresztül lerakódnak. . Az ipari periódus kezdete óta a meteoritvizek, valamint egyes tavak és folyók megsavanyodása szintén módosította a [hegyi tavakból származó üledékek összetételét, növelve bizonyos elemek, például mangán (Mn), cink (Zn), ólom (Pb) és kálium (K), valamint magnéziumtartalmuk (Mg) csökkentésével.

A kikötőkben az üledékképzés létezésük óta probléma. A felszántott és megművelt vagy elsivatagosodott és szikesített talajok eróziójának súlyosbodásával az üledékek rendetlenséget okoznak a folyó- és torkolati vagy tengeri kikötők. Kezelésük egyre többe kerül a kikötői hatóságoknak és a csatornaüzemeltetőknek , valamint a vízi utakkal határos közösségeknek. Számukra az egyik kihívás a menedzsment fejlesztése értékelési csatornákon keresztül.

Az ülepedés típusai

Megkülönböztetik a tengeri üledéket (parti vagy parti, óceáni, fürdő, mélység stb.), A lagúna ülepedését (a tengertől parti sávval elválasztott területeken), a kontinentális üledéket (szél, folyó, delta, tó, jég, stb.).

Az üledék eredete és típusai

Az üledék szállítása

Vízfolyás

Amikor egy folyadék, például víz áramlik, szuszpendált részecskékkel töltődhet fel . Nyugodt környezetben az ülepedés függőleges sebessége a részecske leesésének maximális sebessége vagy korlátja. A Stokes-törvény megadja  :

w=(ρo-ρf)gr24.5μ{\ displaystyle w = {\ frac {(\ rho _ {p} - \ rho _ {f}) gr ^ {2}} {4.5 \ mu}}}

ahol w az ülepedés függőleges határsebessége , ρ a sűrűség (a p és f indexek a részecskét és a folyadékot jelzik ), g a gravitáció miatti gyorsulás, r a részecske sugara és μ a viszkozitásfolyadék dinamikája.

Ha az áramlási sebesség nagyobb, mint a lerakódás sebessége, az aggregátum folytatódik a folyamirányban. Mivel az átfolyásban mindig különböző átmérők vannak, a nagyobbak lerakódnak ( ülepednek ), miközben tovább tudnak ereszkedni olyan mechanizmusokkal, mint a sózás (részecske-fal ütközések, gördülés vagy csúsztatás, amelyek nyomai gyakran szilárdan megőrződnek) kőzetek) és felhasználhatók az aktuális sebesség becslésére.

A meredekebb lejtésű patakokban durvább üledékek szállíthatók. A hegyekben a legnagyobb szállított kőzetrészecskék átmérője több tíz centimétert is elérhet. Amikor ez az üledéktranszport áradás idején történik, lökésesemény következik be.

Szennyezett üledékek

A lakott, megművelt és / vagy iparosított területekről lefelé a folyók, csatornák, vízi állomások, torkolatok és partvidékek, valamint egyes tavak üledékei gyakran erősen szennyezettek . A szennyezés lehet régi (például középkori vagy ősi fémbányákból származó) és / vagy újabb. Időnként „állományszennyezésről” beszélünk, amely  árvíz időszakában (újra) „ áramlási szennyezéssé ” válhat , a vízfolyás kanyargását követően, vagy közvetlenül vagy közvetetten (az áramok módosulása) hozzájáruló munkák nyomán (  szivárgások módosulása) az újraszuszpendálásukhoz.

Az üledékeket közvetlenül is szennyezhette a szándékos vagy önkéntelen hulladékkibocsátás, különösen a Balti-tengeren és a francia tengerparton vagy egyes tavakban a lőszerek, robbanóanyagok és különféle hulladékok önkéntes lerakásával . A csatornák mentén a szennyvíziszap lerakódásai néha szennyezéskibocsátási pontokat jelenthetnek.

Az irányértékeket a szennyezett üledékek biztonságosabb kezelésének lehetővé tétele érdekében hozták létre.

Folyómedrek

Bármely körülbelül 0,7 mm  átmérőnél nagyobb részecske látható, faragott topográfiai alkatrészeket képez a patak medrében.

Elsődleges letétkezelő környezetek

A fő letétkezelő környezetek:

Partok és sekély tengerek

A második fő környezet, ahol az üledék folyadékban szuszpendálható, a tengerekben és az óceánokban található. Patakokból származhat, mint korábban. Az óceán közepén az élő szervezetek felelősek elsősorban az üledék felhalmozódásáért, mivel héjuk meghalásuk után az óceán fenekére süllyed és ott megkövül . Ők alkotják rétegek mészkő és keresztül anaerob fermentációval , metán-hidrát . Évmilliókig eltemetve ezek a szerves üledékek fokozatosan fosszilis tüzelőanyagokká alakulnak át , például földgázzá vagy olajká , a temetés időtartamától és a szerves rétegek környezetétől függően.

Tengerfenék alakzatok

A tengerfenék alakját az árapály befolyásolja .

Ellenáramlás

A részecskék folyadékba esése ellenáramlást okoz, ellentétben a leszármazásukkal. Ezek a visszafolyások lassítják a fent elhelyezkedő részecskék süllyedését és lelassítják az ülepedést.

Ennek a jelenségnek a bemutatására könnyen elvégezhető a csőüledimentációs kísérlet (lásd a Boycott-hatást ).

Franciaországban

Körülbelül 6 000 000  m 3 üledéket (köztük körülbelül 1 600 000  m 3 állami csatornákból, vízi állomásokból vagy állami folyókból származnak) bocsátanak ki, főként közvetlenül az 525 000 km vízi utakon  . Vizet (köztük valamivel több mint 7000 km állami földet) rutinjuk során karbantartás. Ezek az üledékek szinte mindig szennyezettek.

A leginkább szennyezett kikötői üledékeket egy erre kijelölt hálózat figyeli. Ezeket az adatokat 2009 óta, 2014 óta pedig a Cerema vízügyi, tengeri és folyami műszaki osztályának égisze alatt vezetik be a Quadrige adatbázisba .

Grenelle de la mer és üledékek

Az operatív bizottság (ComOp) a Grenelle de la mer üledékeinek kotrása , a2010. június, megjegyzi, hogy a törvény korlátozhatja a nagyon mérgező üledékek elmerülését , de nem tiltja meg teljesen ", mivel a küszöbértéket meghaladó üledékek merülése továbbra is lehetséges, ha ez a legkevésbé büntető megoldás a" környezetre " (a Londoni Egyezmény elve).

Arra a következtetésre jutott, hogy ha az kotrás önmagában nem vezetett az üledékek szennyeződéséhez , ez mégis "a vízgyűjtőből érkező áramlások által szennyezett részecskék újrarobilizálódását idézi elő". Ezért szükséges az "upstream" fellépés a forrás szennyező áramlásának elkerülése érdekében, a " szennyező fizet " elv alkalmazásával az  üledékek szennyezéséhez hozzájáruló minden tevékenységre, és ösztönözni kell a kotrási és takarítási bevált gyakorlatokat .

Ipari kutatási elnök üledékekben

Actor nemzeti projektek behajtására irányuló kikotort üledék aktivitásának közúti munkálatok, a mérnöki iskola Mines Douai létre2014. áprilisipari szék az üledékek visszanyeréséről, ipari szereplőkkel, kikötőkkel és mérnöki irodákkal együttműködve. Ennek az ECOSED-nek a SEDimentek körkörös ECOnomy néven elnevezett székének célja tudományos, technológiai és partnerségi dinamika megteremtése a kikötői és folyami üledékek kezelése körül annak érdekében, hogy újrafeldolgozzák őket az úttechnikában vagy a konkrét termékekben.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. Guillou N., Chapalain G., Leprêtre A. (2010) Az alsó üledékek részecskeméret-eloszlásainak térbeli interpolációja . CETMEF szerk.
  2. Edwards, RW & HLJ Rolley (1965), A folyami iszap oxigénfogyasztása . J. Ecol. 53: 1–19
  3. Grimalt JO, van Drooge BL, Ribes A, Vilanova RM, Fernandez P, Appleby P (2004), Perzisztens szerves klórvegyületek az európai magas hegyi tavak talajaiban és üledékeiben DOI: 10.1016 / j.chemosphere.2003.09.047 Chemosphere; 54; pp1549-1561 ( absztrakt )
  4. Chen G, Fehér PA. A vízi üledékek mutagén veszélyei: áttekintés  ; Mutat Res. 2004. nov. 567 (2-3): 151-225 ( összefoglaló )
  5. Bernard Ferry, (1992) Az észak-franciaországi krétaterítő természetes és kiváltott átalakulásainak egy része, az építőmérnöki tanulmányok mélyreható oklevele. USTL, 92. szeptember, 11 oldal, PDF
  6. Garcia-Reyero N, Pia B; Grimalt JO; Fernandez P; Betűtípusok R; Polvillo O; Martrat B (2005) Endokrin rendszert károsító tevékenység az európai hegyi tavak üledékeiben  ; Környezettudomány és technológia; 39; 1427-1435 pp. DOI: 10.1021 / es0400685
  7. Grimalt JO, Vvan Drooge BL, RibesA, Fernandez P, Appleby P (2004) Policiklusos aromás szénhidrogén összetétel nagy magasságú tavak talajaiban és üledékeiben 10.1016 / j.envpol.2004.02.024; Környezeti szennyezés; 131; 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 az ensablemens seaports-on .. . (Google e-könyv)
  9. Az üledékek újrafelhasználása, NE ABRIAK (Ecole des Mines de Douai) - A Francia Talajmechanikai és Geotechnikai Bizottság technikai napja a szegényes talajok értékeléséről, 2008.12.03. ( Online olvasható )
  10. Alain Foucault és Jean-François Raoult, a geológiai szótár , Dunod ,2014( online olvasható ) , p.  316.
  11. hulladéklerakók regionális alapterve, Nord Pas-de-Calais, VNF, 2008, 16. oldal
  12. Regionális tervének lerakóhelyek, Nord Pas-de-Calais, VNF, 2008, 17. oldal
  13. Regionális tervének lerakóhelyek, Nord Pas-de-Calais, VNF, 2008, 19. oldal
  14. Clozel B., Leloup és Ph. Freyssinet (2003) "Útmutató értékek az üledékek kezelésében és módszertan ezeknek az értékeknek a fejlesztésére", bibliográfiai összefoglaló, Párizs
  15. Módszertani útmutató Az üledék eltávolítása , - Az üledék kezelésével és tisztításával kapcsolatos kockázatok részletes értékelése; emberi egészség ; vízkészletek - EDR SEDIMENTS, finanszírozó: - Artois-Picardie Vízügynökség, - Nord Pas de Calais Regionális Környezetvédelmi Igazgatóság (DIREN) - Nord Pas de Calais Regionális Környezetvédelmi Tanács Az operatív munkacsoport a szennyezett helyek és talajok szennyezett üledékek témája a kompetencia-pólus, PDF, 148 oldal. Lásd a bevezető oldalt.  9- / 148
  16. Víz- és üledékminőség-ellenőrző hálózat a tengeri kikötőkben (Repom)
  17. "  Grenelle de la mer - Az kotrási üledékek Operatív Bizottság jelentése  " [PDF] , a www.ladocumentationfrancaise.fr oldalon ,2010. június(megtekintve 2018. március 25. )
  18. ComOp "  üledékek  "
  19.  a Grenelle de la mer " Ürítési kotrások" című ComOp n o 11 zárójelentése
  20. Az ECOSED szék videó bemutatója, a Mines Douai videocsatorna
  21. Mines Douai ipari kutatószéket hoz létre az üledékekkel kapcsolatban ( webhely http://www2.mines-douai.fr , 2014.04.02.)
  22. A douai bányásziskola ipari széket állít fel az üledékek visszanyerésére, Voix du Nord, 2014. március 3-i cikk
  23. Mines Douai ipari kutatószéket hoz létre a Capcampus üledékeken , cikk 2014.04.04

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Útmutató a bevált gyakorlatokhoz, ajánlások

Bibliográfia

Az üledékek tisztítása a vízfolyásoktól

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