Use of Cd, Zn, Cu, Ni and Pb stable isotopes to quantify the labile pool of metallic trace elements and of δ66Zn to trace polymetallic contaminations
Utilisation des isotopes stables de Cd, Zn, Cu, Ni et Pb pour quantifier le compartiment échangeable des éléments trace métalliques et de δ66Zn pour tracer les contaminations polymétalliques
Résumé
A multi-elementary spiking method has been developed in order to quantify and characterize simultaneously the labile fraction of Cd, Zn, Ni, Cu and Pb in contaminated soils. This method has been validated by comparison with 1) radioactive Cd spiking data, and 2) chemical extraction results. Furthermore, an integrated study of Zn isotopic signatures (δ66Zn) in various pools of two contaminated ecosystems (zinc smelting sites of Viviez-Decazeville, S.-W. of France and of Kempen, N.-E of Belgium) has been performed allowing the identification of various Zn isotopic fractionations associated to metallurgical processes. The different δ66Zn ratio observed between “enriched” and “residual” zinc would be a powerfull tool to identify the metallurgical contamination origins. These results demonstrate the efficiency of stable isotopes as tracers for contamination processes and sources.
Une technique de « spikage », ou dilution d'isotopes stables multi-élémentaire, a été développée afin de quantifier et caractériser simultanément les compartiments échangeables de Cd, Zn, Cu, Ni et Pb dans des sols contaminés. Cette technique a été ici validée par comparaison avec les résultats de spikage d'isotopes radioactifs de Cd, ainsi que ceux d'extractions chimiques. Par ailleurs, une étude intégrée des signatures isotopiques du Zn (δ66Zn) dans plusieurs compartiments d'écosystèmes contaminés (sites métallurgiques de Viviez-Decazeville, S.-O. France et de Kempen, N.-E. Belgique) permet de proposer un schéma cohérent des différents fractionnements isotopiques de Zn liés à son traitement métallurgique. L'existence de différents δ66Zn pour le zinc « enrichi » et « résiduel » s'avère donc un outil puissant de localisation de sources de contamination métallurgique. Ces résultats démontrent l'efficacité des isotopes stables comme traceurs de processus et de source de contamination.