La contamination naturelle (géogénique) par l’arsenic des eaux souterraines est un problème d’importance mondiale, avec des occurrences notables dans de grandes parties des aquifères alluviaux et deltaïques en Asie du Sud et du Sud-Est. Pour résoudre ce problème, d’énormes efforts de recherche ont été consacrés au cours des deux dernières décennies pour mieux comprendre les sources et la distribution des eaux souterraines polluées par l’arsenic. Aujourd’hui, une équipe australienne de scientifiques de l’Université Flinders, du CSIRO et de l’Université d’Australie-Occidentale, ainsi que leurs collègues de l’Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques (Eawag), ont utilisé la modélisation informatique pour intégrer une grande partie de ce qui a été appris. les années passées dans des simulations informatiques qui imitent les interactions complexes entre l’écoulement des eaux souterraines, le transport des solutés et les mécanismes de réaction géochimique. Ces modèles sont importants pour analyser les observations sur le terrain, pour déterminer quels processus chimiques et physiques jouent un rôle et pour prédire le comportement de l’arsenic dans les aquifères – où et quand la pollution peut se produire à l’avenir. Les résultats de leur étude ont maintenant été publiés dans le dernier numéro de Nature Geoscience.



Reconstruire le passé pour prédire le comportement futur de l’arsenic

L’équipe de recherche a sélectionné un site fortement pollué par l’arsenic près de Hanoi (Vietnam) pour développer et tester leur modèle informatique. Dans un premier temps, ils ont utilisé les minuscules concentrations de tritium qui avaient pénétré dans le système des eaux souterraines de l’atmosphère au cours des essais de bombes nucléaires, et son produit de désintégration, l’hélium, un gaz noble, pour reconstruire la vitesse et l’endroit où les eaux souterraines se déplaçaient sur le 5 dernières décennies. Une fois que les simulations du modèle ont pu correspondre aux concentrations mesurées, une complexité supplémentaire a été ajoutée au modèle afin de simuler la façon dont l’arsenic a été mobilisé et transporté dans l’aquifère de l’Holocène.



L’interface rivière-nappe phréatique agit comme point chaud de réaction

Sur le site d’étude, des changements dans l’écoulement des eaux souterraines se sont produits au cours des 50 dernières années depuis que la ville de Hanoi a considérablement augmenté l’extraction des eaux souterraines pour satisfaire sa demande en eau en constante augmentation; cela s’est avéré être le principal déclencheur de la pollution par l’arsenic dans l’aquifère. La modélisation informatique a permis aux chercheurs de localiser la source d’arsenic jusqu’aux boues de rivière qui sont régulièrement déposées dans les zones à débit plus lent de la rivière Rouge. La matière organique contenue dans ces boues a alimenté une réaction biogéochimique qui a conduit à la libération d’arsenic et à son transport sur une distance d’un kilomètre dans l’aquifère sous-jacent au village de Van Phuc, un processus qui se poursuit encore aujourd’hui. En utilisant leur modèle informatique développé en mode prédictif, les chercheurs ont pu illustrer l’interaction de quatre facteurs clés sur l’évolution et la longévité de la libération d’arsenic aux interfaces eau de surface / eau souterraine, (i) l’abondance de matière organique réactive; (ii) l’abondance des oxydes de fer; (iii) l’ampleur de l’écoulement des eaux souterraines; et (iv) le taux de dépôt de boue fluviale.

faire la différence : opportunité sponsorisée

Référence du journal :

  1. Ilka Wallis, Henning Prommer, Michael Berg, Adam J.Siade, Jing Sun, Rolf Kipfer. L’interface rivière-nappe phréatique en tant que point chaud pour la libération d’arsenic. Nature Geoscience, 2020; DOI : 10.1038 / s41561-020-0557-6

Citez cette page :

Université Flinders. « Point chaud rivière-eau souterraine pour l’arsenic : la modélisation informatique déchiffre l’interface complexe. 7 avril 2020.

Université Flinders. (2020, 7 avril). Point chaud rivière-eau souterraine pour l’arsenic : la modélisation informatique déchiffre l’interface complexe. Consulté le 8 avril 2020 sur www.com/releases/2020/04/200407164953.htm

Université Flinders. « Point chaud rivière-eau souterraine pour l’arsenic : la modélisation informatique déchiffre l’interface complexe. www.com/releases/2020/04/200407164953.htm (consulté le 8 avril 2020).