Libération d'ions aluminium par des sols limousins. Influence de la nature, de l'âge de la plantation et de quelques facteurs physico-chimiques. Conséquences sur la pollution des eaux naturelles

Releasing of aluminium by limousin soils. Influence of tree species, plantation age and some physico-chemicals parameters. Impact upon natural water pollution by aluminium

Laboratoire des Sciences de l'Eau et de l'Environnement - Faculté des Sciences 123, avenue Albert-Thomas - 87060 Limoges Cedex

Résumé

Afin d'étudier l'impact de la sylviculture intensive sur la pollution des eaux du Limousin (France) par les ions aluminium, les horizons A, B et C, d'un sol brun acide typique de la région, planté de trois forêts différentes (Châtaigniers, jeunes Douglas et Douglas âgés) ont été sélectionnés et caractérisés. La culture de Douglas entraîne une modification importante des caractères pédologiques du sol surtout au niveau des horizons supérieurs (A et B ou Bsup). Une méthode de dosage sélective des formes monomères toxiques de l'aluminium a été utilisée et le risque de contamination des eaux limousines par l'aluminium a été évalué à partir d'expériences en colonnes. Les expériences dans l'eau distillée montrent que les quantités d'aluminium libéré, pour un même sol, diminuent avec la profondeur de l'horizon, que les horizons supérieurs des sols de Douglas peuvent libérer des quantités plus importantes d'aluminium que le sols de Châtaigniers, cette faculté augmentant avec l'âge de la plantation de conifères. La modification de facteurs physico-chimiques (ajout de Matière Organique Dissoute, diminution du pH et augmentation Force Ionique) entraîne une augmentation des concentrations d'aluminium libéré, au niveau de l'horizon A de Douglas âgés. Les phénomènes impliqués semblent provenir d'une dissolution supplémentaire de l'aluminium par la MOD et les protons et d'une réaction d'échange entre le cation qui impose en partie la FI et l'aluminium du sol. Le vieillissement des résineux et l'augmentation des surfaces cultivées représenteraient un danger d'acidification et de pollution par les ions aluminium des eaux de surface peu minéralisées du Limousin.

Abstract

In order to evaluate the influence of an intensive coniferous forestry on the pollution of the Limousin natural waters by aluminium, the A, B and C horizons of an acidic brown earth soil planted with three different forests (Chestnuts, young and old Douglas) were selected. A selective method of aluminium monomer form analysis was used. The Douglas cultivation involves an important modification of pédologie soil characteristics for the upper horizons. Laboratory column experiments were carried out to estimate the risk of aluminium contamination for Limousin natural water. Experiments in distilled water shew that the amount of released aluminium was decreasing with horizon depth for a same soil, the concentration of released aluminium was more important for the Douglas soil upper horizon (A, B upper, and B); these properties of Douglas soils was enhanced by the age of the plantation. The physico-chemical parameters (Dissolved Organic Mater addition, pH decrease, Ionic Strength increase) can involve an increase of aluminium concentration released by an enhancement of dissolution mechanism by Dissolved Organic Matter, pH and ionic exchanges between the cation of the ionic strength and soil aluminium. The ageing of coniferous forest and the increase of cultivated surfaces may cause damage (acidification, increase of aluminium concentration) to the surface waters.