METADOUR 2

Name: METADOUR 2
Start: 2007-04-07
End: 2007-04-13
Location: Golfe de Gascogne

Type	Campagne océanographique
Navire	Côtes De La Manche
Propriétaire navire	CNRS jusqu'en 2019 - IFREMER depuis 2020
Dates	07/04/2007 - 13/04/2007
Chef(s) de mission	AMOUROUX David
	INSTITUT DES SCIENCES ANALYTIQUES ET DE PHYSICO-CHIMIE POUR L'ENVIRONNEMENT ET LES MATÉRIAUX - UMR 5254 Technopôle Helioparc 2 avenue Pierre Angot 64053 PAU CEDEX 9 05 40 17 50 00 https://iprem.univ-pau.fr/fr/index.html
DOI	10.17600/7480090
Objectif	L'analyse et l'exploitation des données recueillies au cours de la campagne METADOUR1 sont incomplètes et nécessitent d'être approfondies afin de mieux comprendre la réactivité des contaminants métalliques dans l'estuaire de l'Adour et de déterminer quels sont les facteurs qui contrôlent ces processus. Cette campagne a donc pour but de poursuivre ces investigations en se concentrant sur les stations correspondant au panache turbide et sur les processus contrôlant la réactivité des polluants. Les objectifs spécifiques de cette campagne sont de répondre aux questions suivantes : Quelle est la dispersion verticale des particules associées au panache de l'Adour ? Quelles sont la nature, la distribution et l'abondance des polluants métalliques à l'intérieur du panache ? Quels sont les processus biogéochimiques contrôlant la réactivité de ces contaminants dans la colonne d'eau ? quelles sont les interactions entre transformation des espèces du mercure et les micro-organismes ? quels sont les échanges de phases des métaux entre les fractions labile, non-labile et particulaire ? Le projet de rattachement est "Dynamique des Contaminants sur le littoral Aquitain" (Région Aquitaine) (Conseil des Elus du Pays Basque, Réseau de Recherche Littoral Aquitain).

Mer/Océan

Golfe de Gascogne

(Embouchure estuaire Adour, Côte et Plateau Basco-Sud Landais)

Ports

Port départ : Bayonne (France)

Port fin : Bayonne (France)

Limites

Nord	Sud	Ouest	Est
43.6	43.3	-1.8	-1.4

Organisme responsable de la campagne

INSTITUT DES SCIENCES ANALYTIQUES ET DE PHYSICO-CHIMIE POUR L'ENVIRONNEMENT ET LES MATÉRIAUX - UMR 5254

Technopôle Helioparc

2 avenue Pierre Angot

64053 PAU CEDEX 9

05 40 17 50 00

https://iprem.univ-pau.fr/fr/index.html

Organisme(s) participant(s)

IPREM UMR 5254 CNRS-UPPA, Pau, France, EPOC UMR 5824 CNRS-Univ Bordeaux 1,

Discipline(s)

OCEANOGRAPHIE PHYSIQUE
CHIMIE OCEANIQUE
ENVIRONNEMENT

Code	Libellé	Quantité	Responsable
B02	Pigments phytoplanctoniques Chla (fluorescence)	22 Stations	AMOUROUX David
B08	Phytoplancton Taxa	-	AMOUROUX David
B16	Bactéries et microorg. benthiques Biodiversité (T-RFLP) et gènes spécifique (Hg)	-	GUYONEAUD Rémy
B71	Matière organique particulaire	-	AMOUROUX David
D71	Profileur de courant ADCP	30 Stations	MARON Philippe
H09	Bouteilles	4 Stations	AMOUROUX David
H10	Stations bathysonde Seabird et YSI	22 Stations	AMOUROUX David
H11	Mesures (T,S) subsurface en route Seabird (Côte de la Manche)	-	AMOUROUX David
H16	Mesures de transparence	2 Stations	AMOUROUX David
H17	Mesures optiques Reflectance (calib. image MODIS)	22 Stations	FROIDEFOND Jean-Marie
H22	Phosphates	3 Stations	AMOUROUX David
H24	Nitrates	4 Stations	AMOUROUX David
H26	Silicates	4 Stations	AMOUROUX David
H30	Eléments trace	-	AMOUROUX David
H90	Autres mesures chimiques dans l eau Contaminants organométalliques (MeHg, TBT)	-	AMOUROUX David
P01	Matières en suspension	4 Stations	AMOUROUX David
P02	Métaux lourds	-	AMOUROUX David

Travaux

-Prélèvement Eau (Niskin, GO-FLO).
-Filtration, conditionnement phase dissoute et particulaire (ultra traces).
-Profil hydrologie avec CTD (Seabird, YSI).
-Profil vitesse de courant avec ADCP.
-Mesure réflectance et turbidité de surface.
-Mesure de Hg gazeux dissous.
-Incubation eau 24 h (Hg et TBT).

Document(s) associé(s)

Contexte scientifique et programmatique des campagnes

L'estuaire de l'Adour représente un enjeu socio-écocnomique fort de part ses activités de tourisme et de pêche mais aussi de part ses activités industrielles et portuaires. L'héritage micro- polluant de son bassin versant est riche compte tenu des diverses activités sources de rejets (industries chimiques et du bois, forte urbanisation, exploitation de gisement, activités agricoles diverses, activités industrielles variées, ect. Bareille et al, 2001).

Une première phase des recherches, démarrée en 2000 (programme GIS-ECOBAG 2000 - 2004, campagne METADOUR1), a permis d'apporter des informations sur la caractérisation des sources chroniques de contaminants (métalliques, organiques, bactériennes) et sur l'état global de contamination de l'estuaire de l'Adour (Bareille et al., 2004 ; Trut et al., 2004 ; Bareille et al., 2005 ; Bareille et al., soumis ; Stoichev et al., 2004, Monperrus et al., 2005, Goni et al., soumis). En outre, divers processus biogéochimiques ont été mis en évidence dans cet estuaire. Des processus de biotransformation du mercure inorganique en méthylmercure dans les sédiments ont été identifiés (Stoichev et al., 2004) et attribués à l'action de bactéries anaérobies (Monperrus et al., soumis). D'importants phénomènes de désorption des métaux de la phase particulaire à faible salinité (2-5 psu) sont observés avec transfert en solution (Point et al., 2005 soumis). La résultante de ces processus est l'accroissement en solution de composés les plus toxiques (MMHg) et l'augmentation de la concentration en métaux particulaires (Pb, Zn, Co, Mn) dans les masses d'eau de salinité intermédiaire à certaines périodes de l'année. Les investigations réalisées sur le macrobenthos indiquent aussi une tendance à l'augmentation des concentrations en certains contaminants de l'estuaire vers le plateau continental, au droit du panache turbide (Monperrus et al., 2005).

L'ensemble de ces résultats indique que l'estuaire de l'Adour présente des spécificités en terme de transfert de contaminants, la fraction particulaire comme la fraction en solution des contaminants y jouant probablement un rôle prépondérant. Beaucoup de travail reste encore à faire pour affiner la compréhension de ces processus. En effet, si des processus ont été identifiés (biotransformation, labilité, floculation), il reste à préciser quelle est leur place et leur importance et quels sont les facteurs qui les contrôlent. En particulier, les processus de biotransformation du mercure en méthylmercure sont-ils présents dans la colonne d'eau et quel est leur impact sur la faune et flore côtière ?

Pour répondre à ces questions, nous proposons de réaliser une étude pluridisciplinaire couplant des approches physiques (comportement du panache turbide de l'Adour le long du littoral basco-landais) et les approches biogéochimiques (transferts et transformations des formes chimiques des contaminants métalliques, biodiversité et activités biologiques).

Ce couplage devrait permettre d'évaluer :

les flux de contaminants de différentes phases (particules, solution totale, solution labile, solution non-labile) et espèces chimiques (mercure inorganique, méthylmercure) à la zone côtière et leur dispersion,
les transformations de phases ou d'espèces au sein des masses d'eau expulsée en zone côtière en relation avec des processus physico-chimiques ou biologiques (rôle des bactéries).

Résultats majeurs

Le long du continuum côtes-estuaires (panache de la rivière), le mercure (Hg) peut subir des changements importants dans sa spéciation en raison de changements de régime salin, de productivité biologique, de propriétés de la matière organique dissoute et de réactivité photochimique. L'objectif de ce travail est d'étudier la distribution du méthylmercure (MeHg), du mercure inorganique (Hg(II)) et du mercure gazeux (Hg0) dans les eaux du panache côtier de l'Adour (golfe de Gascogne, au sud de la France), et de caractériser le rôle de cette zone de mélange côtière dans leurs réactivités biogéochimiques. Les variations spatiales des concentrations des espèces du mercure ont été déterminées suivant une stratégie d'échantillonnage longitudinale et verticale au cours de deux campagnes (RV Côte de la Manche, Avril 2007 et Mai 2010) caractérisées par une étendue significative du panache au travers de la zone côtière. Les concentrations de mercure ont été déterminées au cours de deux campagnes. En Avril 2007, les concentrations de Hg total (5.4±5.1 pM) et de Hg(II) totale (5.2±5.1 pM), étaient relativement plus élevées que celles mesurées en mai 2010 (2.9±1.2 pM pour le Hg total et 2.5±1.1 pM pour le Hg(II)). Les concentrations totales de MeHg étaient en moyenne de 0.13 ± 0.07 et 0.17 ± 0.12 pM en Avril 2007 et mai 2010, respectivement. Des concentrations similaires de Hg gazeux dissous (DGM) ont été mesurées lors des deux campagnes (de 0.21 à 0.25 pM). Les concentrations totales de mercure gazeux (TGM) dans l'air ont été mesurées en continu pendant les campagnes, avec une moyenne de 1.4 et 1.6 ng m³.

Les concentrations des espèces de mercure dans l'eau sont également liées à des processus de transformation chimiques qui se produisent dans la colonne d'eau (méthylation, déméthylation et mécanismes d'oxydo-réduction). Ainsi, des expériences spécifiques d'incubation de l'eau pendant 24h ont été effectuées sur des échantillons de la colonne d'eau en utilisant deux isotopes enrichi traceurs (¹⁹⁹Hg²⁺ et Me²⁰¹Hg). Différentes conditions de luminosité (avec ou sans) et de filtration (filtration ou non de l'eau échantillonnée) ont été étudiées. La méthylation reste faible dans le panache estuarien (< 0.01-0.4 % jour^-1), et le MeHg est déméthylé efficacement par des voies biotiques et abiotiques (2.3 à 55.3 % jour^-1). Une contribution importante (0.3 et 43.5 % jour^-1) de la lumière solaire au rendement de formation des DGM a été mis en évidence. Les rendements de transformation de mercure ont été utilisés pour évaluer le devenir de MeHg et suggèrent que la plupart des stations dans le panache constituent un puit de MeHg. Dans l'ensemble, le panache du fleuve Adour a présenté une déméthylation significative au cours des deux campagnes, de 2.0 à 3.7 g d^-1. L'évasion du Hg gazeux des eaux du panache vers l'atmosphère variait de 8.8 à 26.9 g d^-1. Ces processus majeurs tendent à contrôler de façon drastique le montant net et la biodisponibilité du MeHg transféré vers la zone côtière.

(Adapté de Sharif et al., 2013. Manucrit soumis pour publication)

Sampling locations in the Adour Estuary for M2-0407 (M2-A, M2-B, M2-C) and M3-0510 (M3-D, M3-E, M3-F), Inner Estuary (IE) stations for both campaigns. Dashed line describes stations selected along an estuarine surface water (~ 1m depth) salinity gradient during M2-0407.

Temporal variability (profile) of total and dissolved Hg(II), MeHg and DGM compared with salinity, suspended particulate matter (SPM), Nitrate and Chlorophylle a for two selected stations (M2-B and M3-D) situated in the concentrated plume area. (Error bars represent ± standard deviation).

Données archivées au Sismer

Bibliographie

Publications

Sharif Abubaker, Monperrus Mathilde, Tessier Emmanuel, Bouchet Sylvain, Pinaly Herve, Rodriguez-Gonzalez Pablo, Maron Philippe, Amouroux David (2014). Fate of mercury species in the coastal plume of the Adour River estuary (Bay of Biscay, SW France). Science Of The Total Environment, 496, 701-713. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.06.116

Bouchet S., Rodriguez-Gonzalez P., Bridou R., Monperrus M., Tessier E., Anschutz P., Guyoneaud R., Amouroux D. (2013). Investigations into the differential reactivity of endogenous and exogenous mercury species in coastal sediments. Environmental Science And Pollution Research, 20(3), 1292-1301. https://doi.org/10.1007/s11356-012-1068-9

Rodriguez-Gonzalez Pablo, Bouchet Sylvain, Monperrus Mathilde, Tessier Emmanuel, Amouroux David (2013). In situ experiments for element species-specific environmental reactivity of tin and mercury compounds using isotopic tracers and multiple linear regression. Environmental Science And Pollution Research, 20(3), 1269-1280. https://doi.org/10.1007/s11356-012-1019-5

Dias M., Salvado J. C., Monperrus M., Caumette P., Amouroux D., Duran R., Guyoneaud R. (2008). Characterization of Desulfomicrobium salsuginis sp nov and Desulfomicrobium aestuarii sp nov., two new sulfate-reducing bacteria isolated from the Adour estuary (French Atlantic coast) with specific mercury methylation potentials. Systematic And Applied Microbiology, 31(1), 30-37. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2007.09.002

Goni-Urriza M. S., Point D., Amouroux D., Guyoneaud R., Donard O. F. X., Caumette P., Duran R. (2007). Bacterial community structure along the Adour estuary (French Atlantic coast): influence of salinity gradient versus metal contamination. Aquatic Microbial Ecology, 49(1), 47-56. Publisher's official version : https://doi.org/10.3354/ame01128 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00249/35983/

Références des publications parues dans d'autres revues ou des ouvrages scientifiques faisant référence dans la discipline

M. Monperrus, P. Rodriguez-Gonzalez, S. Bouchet, E. Tessier, R. Bridou, A. Barats, C. Petus, D. Amouroux; Fate of mercury and butyltin compounds in the turbid plume of the Adour estuary: reactivity and dispersion along the Basque Coast. San Sebastian (Espagne), 11th International Symposium on Oceanography of the Bay of Biscay. Revista de Investigacion Marina (2008), 3, 21-22.

P. Maron, R. Neves, M. Monperrus, L. Fernandes, D. Amouroux, D. Morichon , D. Dailloux, P. Pinel, G. Bareille ; Modelling the transport of metals and organometals associated to the turbid plume of the Adour Estuary (Basque Coast). San Sebastian (Espagne), 11th International Symposium on Oceanography of the Bay of Biscay. Revista de Investigacion Marina (2008), 3, 165-166.

P. Pinel-Raffaitin, A. Barats, S. Bouchet, R. Bridou, P. Rodriguez-Gonzalez, E. Tessier, M. Monperrus, G. Bareille, D. Amouroux ; Direct analysis of trace elements in estuarine and coastal seawater from the Bay of Biscay by Collision Cell - Quadrupole ICPMS. San Sebastian (Espagne), 11th International Symposium on Oceanography of the Bay of Biscay. Revista de Investigacion Marina (2008), 3, 38.

Références des communications dans des colloques internationaux

A. Sharif, M. Monperrus, E. Tessier, H. Pinaly, P. Maron, D. Amouroux; Speciation and cycling of mercury species in coastal waters influenced by the Adour estuary (Bay of Biscay, SW France). Santander (Espagne), 13th International Symposium on Oceanography of the Bay of Biscay ISOBAY, Avril 2012.

E. Tessier, D. Amouroux, M. Monperrus, S. Bouchet, C.M. Tseng, H. Pinaly, C. Pécheyran, M. Bueno, O.F.X. Donard, P. Polsnaere, G. Abril ; A Synthesis of 12- years gaseous mercury measurements in French and European coastal environments: implication for atmospheric mercury fluxes. Guyang (Chine), 9th International Conference on Mercury as a Global Pollutant, Juin 2009.

M. Monperrus, P. Rodriguez, S. Bouchet, R. Bridou, E. Tessier, D. Amouroux ; Assessing mercury species transformation processes in a coastal ecosystem studied by field and lab isotopic tracer experiments. Guyang (Chine), 9th International Conference on Mercury as a Global Pollutant, Juin 2009.

Références des communications dans des colloques nationaux

R. Doré, P. Maron, M. Monperrus, D. Amouroux ; Méthode de développement intégré de modèles de transport - Application au panache turbide de l'Adour et au transport des contaminants métaux lourds. Bordeaux (France), 23ème Réunion des Sciences de la Terre, Octobre 2010.

D. Amouroux et al ; Devenir des contaminants métalliques et organométalliques dans deux environnements côtiers Aquitains: le panache de l?estuaire de l?Adour et la zone intertidale du bassin d?Arcachon. Compte rendu du Réseau de Recherche Littoral Aquitain, Conseil Régional Aquitaine, Bordeaux (France), Mars 2009

D. Amouroux et al; Le panache de l?Adour : observations, caractérisation, modélisation et influences sur la qualité des milieux de la côte basco-landaises. Journée du Réseau de Recherche Littoral Aquitain, Université de Bordeaux 1, Bordeaux (France), Octobre 2007.

Références des rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités ...)

Rapport Projet ANR IDEA (Prog ANR CES 2008)

Rapport Région Aquitaine (projet RRLA 2007-2011)

Thèses ayant utilisé les données de la campagne

Abubaker Sharif, These Ecole Doctorale ED211, UPPA, 04/07/2013. Laboratoire de rattachement : Laboratoire de Chimie Analytique Bio-Inorganique et Environnement (LCABIE) - Institut Pluridisciplinaire de Recherche sur l?Environnement et les Matériaux (IPREM), UMR 5254 CNRS-UPPA. Technopôle Hélioparc, 2, avenue du Président Angot, 64053 Pau Cedex Directeur de thèse: David Amouroux , Co-Encadrant : Mathilde Monperrus. Titre de la thèse : « Étude de la spéciation et du devenir du mercure dans les eaux côtières ».