Soil pollution put to the test by pedology know-how.

Les sols pollués à l’épreuve de l’expertise pédologique.

Folkert van Oort (1) , Denis Baize (1) , Médard Thiry (2)

1 INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
2 GEOSCIENCES - Centre de Géosciences

Assessing risks from soil pollution by trace metal (TM) elements is often perilous, since multiple human activities generally influence the nature and load of metal pollutants, and may locally disturb the soil composition and organization. Once incorporated in the soil surface horizon, metal-bearing particles are submitted to different physicochemical and biogeochemical constraints, depending on soil nature, occupation and land management. Liberated TM’s are diversely redistributed among soil surface and depth horizons, depending on the type of metal. In soils of agro- and natural ecosystems, such redistribution of TM’s is often closely related to soil forming processes. Here we present feedback the variability of TM contents in soils of two major sites in France, polluted either by industrial atmospheric fallout or by irrigation with urban wastewater. Trace metal distribution patterns were depicted at different study scales: polluted area, agricultural fields, soil profile, constituents. Our work illustrates a great number of factors that determine a TM content in a collected soil sample: extent of pollution, soil nature and behaviour, land use, specific TM properties. The importance of using pedology tools for defining sampling strategies that are well adapted to a given type of pollution and study scale is emphasized. Sound pedological expertise is ssential to assure the representativeness of soil samples and to guarantee the relevance of molecular-scale studies, a prerequisite for a valuable assessment of risks related to soil pollution by heavy metals.

L’évaluation des risques de sols pollués par les éléments traces métalliques (ETM) est délicate car l’activité anthropique interfère dans la nature et l’ampleur des apports d’ETM et peut perturber la composition et l’organisation des sols. Après l’incorporation des ETM dans l’horizon de surface, la nature, l’usage et l’occupation des sols impriment des contraintes physicochimiques et biogéochimiques sur les phases porteuses d’ETM et les éléments libérés sont redistribués au sein de l’horizon de surface et/ou entre la surface et les horizons profonds. Dans les sols d’agro- et écosystèmes naturels, les redistributions sont étroitement liées aux processus pédologiques. Ce travail présente un retour d’expérience sur la variabilité des teneurs en ETM dans deux sites majeurs français, pollués par retombées atmosphériques d’origine industrielle ou par épandage d’eaux usées urbaines. La variabilité des teneurs en ETM y est analysée à différentes échelles : du secteur pollué, au parcellaire agricole, au solum, jusqu’aux constituants particulaires. Les exemples illustrent les nombreux facteurs qui déterminent in fine la teneur en ETM d’un échantillon de sol : l’ampleur de la pollution, le lieu et la profondeur des prélèvements, le temps de résidence des ETM, la nature du sol et les conditions physicochimiques, les propriétés intrinsèques des ETM… L’emploi d’outils de la pédogenèse pour construire une stratégie d’échantillonnage adaptée au type de pollution et à l’échelle d’étude est un atout majeur dans l’étude des sols pollués. L’expertise en pédologie permet d’assurer la représentativité des échantillons et de garantir ainsi la pertinence d’études à des échelles fines, condition sine qua non pour juger valablement des dangers et risques.

Mots clés: Soil pollution; trace metal elements; origin; soil sampling strategy; metal content distributions; study scales; industrial atmospheric fallout; urban wastewater

Mots clés: Sol pollué; ETM; teneur; source; distribution; échelle d’étude; stratégie d’échantillonnage; retom-bées atmosphériques; eaux usées.

Domaines: Sciences de l'environnement

Folkert van Oort, Denis Baize, Médard Thiry. Les sols pollués à l’épreuve de l’expertise pédologique. : Retour d’expérience sur la variabilité des teneurs en éléments traces métalliques des sols pollués et les stratégies d’échantillonnage dans deux sites majeurs français. Étude et Gestion des Sols, 2022, 29, pp.5-29. ⟨hal-03484557⟩