Cours 3 Flashcards
Décrivez le parcours d’un métal d’une cheminée de centrale chimique en Chine jusqu’au cerveau d’un pêcheur au Nunavut.
1 - Transport dans l’atmosphère
2 - Déposition en milieu terrestre
3 - Transport du milieu terrestre jusqu’à un lac
4 - Entrée dans une algue ou un animal (transport transmembranaire)
5 - Transfert d’un organisme à l’autre dans le réseau trophique jusqu’au poisson
6 - Pêche, alimentation, transfert dans l’intestin
7 - Transport jusqu’au cerveau et traversée de la barrière hémato-encéphalique
Quels sont les principaux concepts d’importance en environnement pour suivre les métaux de la source à la cible?
– Sources – Mobilité – Transformations dans les matrices environnementales – Spéciation et biodisponibilité – Bioaccumulation et voies d’entrée – Transfert trophique – Bioaccessibilité envers l’être humain
Quelle est l’utilité de la signature isotopique du fer?
Pour essayer de comprendre comment le cycle de fer est modifié par des sources plus ou moins naturelles comme les tempêtes de sables, car l’homme a beaucoup d’impact sur la désertification.
Complète la phrase: On utilise des isotopes de métaux pour comprendre d’où ils viennent, car …
La signature isotopique d’un métal (présence de différents isotopes) va être différente d’où on se situe sur la planète.
On peut avoir une certaine signature qui est indicatrice d’une provenance par exemple, du Sahara, quand on se retrouve dans les sédiments dans les océans.
Vrai ou Faux: Le fer est très sensible à l’oxydoréduction et une fois réduit, il est beaucoup plus mobile.
Vrai.
D’où provient la source dominante de fer dissous?
Des aérosols provenant du Sahara.
Quel est l’intérêt de comprendre les concentrations de fer dans l’océan?
1 - Le fer est un élément limitant pour la photosynthèse en milieu océanique.
2 - Comprendre à quel point les changements climatiques sont en lien avec le cycle du fer et quelle est la composante naturelle versus anthropique, car plus il y a de fer dans l’océan, plus il y a de productivité primaire à des endroits où il en manque.
Quelles sont les caractéristiques de la spectrométrie de masse?
1 - Traçage de la signature isotopique d’un élément donné.
2 - Chaque source aura sa signature.
3 - Cela permet de distinguer les sources.
4 - Utilisable en cadre expérimental.
5 - Spectrométrie à plasma à couplage inductif.
Qu’est-ce que Metaalicus?
Exemple de l’utilisation de traçage isotopique expérimental.
Ajout de 3 isotopes de mercure peu présents:
1 - Sur la région sèche d’un bassin versant
2 - Dans la colonne d’eau
3 - Sur une zone humide
Que s’est-il passé suite à l’ajout des 3 isotopes de mercure sur le bassin versant?
1 seul des 3 isotopes s’est retrouvé dans le lac.
Traçage indépendant du Hg ambiant: Le mercure mis dans le lac est très rapidement dans les poissons et celui mis sur la zone sèche et humide déplacement beaucoup plus lent.
Quelle est la différence de réponse à un changement environnemental entre un lac en tête d’un bassin versant et un lac de drainage au milieu d’un bassin versant?
Lac de tête: Il reçoit la majorité de son eau des précipitations, il répond très rapidement à un changement de politique environnemental.
Lac de drainage: Il réagit en 2 phases:
1 - Phase liée à ce qui tombe directement sur le lac
2 - Phase très lente qui s’étend sur des décennies pour ce qui a tombé sur le bassin versant du lac.
Quelles sont les 6 sources anthropiques de métaux?
1 - Combustion du charbon (Cr, Cu, Hg, Ni, Zn)
2 - Combustion du pétrole (Ni, Pb (essence))
3 - Métallurgie (As, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn)
4 - Aciérie (Cr, Zn)
5 - Incinération (cd, Hg)
6 - Cimenterie (Zn)
Vrai ou Faux: Les sources anthropiques de charbon et de pétrole sont les plus importantes.
Vrai.
Quelle est l’importance du cycle de l’eau?
1 - Pour comprendre la mobilité des métaux dans l’environnement.
2 - Permet de transporter efficacement les métaux.
Vrai ou Faux: Le cycle des métaux est très volatil.
Faux, il est très peu volatil à l’exception du mercure qui est 95% gazeux.
Qu’est-ce que l’évapotranspiration dans le cycle de l’eau?
Tout ce qui est verdure, plantes peut échanger de la vapeur d’eau avec l’atmosphère et il peut y avoir co-distillation de vapeur d’eau dans les métaux qui promouvoit leur transfert vers l’air.
Quelle est l’importance de la précipitation dans le cycle de l’eau?
Très importante, très efficace pour lessiver l’atmosphère des métaux.
Quelles sont les différentes formes que le mercure peut prendre dans son cycle?
1 - Hg(0) forme volatile
2 - Hg(II) adsorbé à la neige ou dissous dans la pluie
3 - Hg(II) lié au COD
Quelles sont les composantes du cycle du mercure?
1 - Évapotranspiration
2 - Précipitation
3 - Liaison avec les composés organiques dissous et transport dans les sources d’eau
4 - Volatilisation
Que se passe-t-il lors de l’évapotranspiration du mercure?
On peut avoir de la vapeur de mercure qui transite à travers les stomates des feuilles des plantes.
Cycle journalier de l’émission selon si les stomates sont ouverts ou fermés.
Dans le cas du mercure, on peut dire qu’il a une évasion à travers les stomates ou co-distillation avec la vapeur de l’air.
Que se passe-t-il lors de la précipitation du mercure?
Rendu dans l’air, on a 2 types d’espèces de mercure:
1 - Mercure oxydé Hg(2) qui s’adsorbe sur les particules et qui peut précipiter lorsqu’il a de la pluie ou être sédimenté lentement
2 - Mercure réduit sous forme de Hg(0), pas si soluble dans l’eau, souvent il suit un cycle parallèle au Hg(2).
Hg(2) tombe souvent plus vite, car il s’adsorbe sur les particules et va être lessivé tandis que le Hg(0) qui est gazeux, va rester plus longtemps dans l’air.
Que se passe-t-il après la précipitation du mercure?
Une fois tombé, Hg(2), très réactif, a tendance à se complexer avec la matière organique.
Tous les processus de dégradation des arbres, des feuilles, dans le sol donne lieu à la formation de grosses molécules organiques et celles-ci ont tendance à beaucoup influencer le transport du mercure.
Le mercure se lie à ces composés organiques dissous dans l’eau et voyage avec eux dans les lacs et les océans.
Que se passe-t-il après que le mercure ait formé un complexe avec du COD?
Dès que le mercure rencontre une surface (lac, sol, océan), il y a un processus d’évaporation après, car il peut y avoir transformation du Hg(2) en Hg(0) qui disparaît dans l’air.
Vrai ou Faux: La volatilisation est présent dans tous les cycles des métaux.
Faux, c’est un processus pour un contaminant volatil.
Dans d’autres cas, les flèches ne sont pas apparentes, car les autres contaminants ne contiennent pas de formes gazeuses.
Complète la phrase: Les dépôts secs et humides de mercure permettent de réduire les …
Émissions de mercure proche du lieu d’émission.
Qu’est-ce que le temps de résidence?
Temps moyen qu’un atome d’un élément passe dans un compartiment environnemental donné (océans, air, sols).
Quelles sont les classes pour chacun de ces métaux: Zn, Cd et Cu?
Zn: Classe A
Cd: Classe B
Cu: Classes A et B
Vrai ou Faux: Les temps de résidence du Cd, du Zn et du Cu sont longs dans l’atmosphère.
Faux, ils sont pas mal courts (23 jours, 68 jours et 52 jours respectivement).
Quel métal devrait avoir un cycle avec un temps de résidence beaucoup plus long?
Le mercure, car il a une phase volatile.
Pourquoi le Cd, le Zn et le Cu ont un temps de résidence court dans l’atmosphère?
Ils ont tous une phase particulaire non négligeable, ce qui fait qu’ils vont avoir une facilité à lessiver. Ils sont non-volatils, associés aux particules et donc, facilement lessivables.
Comment expliquer que les flux de dépôts atmosphériques donne de plus gros chiffres que
l’inventaire pour le Cd, le Zn et le Cu?
Leurs temps de résidence sont petits, donc les inventaires sont petits, mais ce qui va d’un compartiment à l’autre, c’est plus grand, donc c’est très mobile.
L’atmosphère est un compartiment très dynamique pour ces métaux, ça ne fait que passer.
Vrai ou Faux: Pour le Cd, le Zn et le Cu, les inventaires dans les océans sont beaucoup plu grands qui les inventaires dans l’atmosphère.
Vrai.
Pourquoi dit-on que l’homme aura peu d’impacts sur les océans et les sols quand on parle du Cd, du Zn et du Cu?
C’est tellement de grandes quantités qui se retrouvent dans les sols et les océans qu’avant de voir une trace de l’homme à l’échelle planétaire, ça va prendre beaucoup de remobilisation.
Quelle est la particularité du Hg et du Pb quant à leur toxicité?
Ils sont toxiques et bioaccumulables.
Quelle est la grande différence entre le cycle du mercure et celui du plomb?
Le cycle de mercure possède une flèche de plus qui va des océans vers l’atmosphère, car il peut se volatiliser contrairement au plomb.
Quel est le problème du mercure relié au fait qu’il est volatil?
Une fois volatilisé, on a perdu la trace du rôle de l’homme. L’homme peut mettre autant de mercure qu’il veut dans l’air, cela retombe et est re-circulé.
Si on arrête d’émettre beaucoup de mercure, il continue lui-même à faire une roue de volatilisation-déposition pendant longtemps.
Vrai ou Faux: Le temps de résidence dans l’air du plomb est très court tandis que celui du mercure est plus long.
Vrai.
Pourquoi le temps de résidence du plomb est court?
L’utilisation d’essence au plomb se fait à basse altitude, donc souvent il y a re-déposition avant que ça re-entre dans les grands cycles à l’échelle hémisphérique.
La source est très basse et ça reste bas, associé aux particules et cela retombe rapidement.
Vrai ou Faux: Il existe une grande complexité dans chaque compartiment air, sol, eau).
Vrai.
Quels sont les 3 profils idéalisés des métaux dans l’océan?
1 - Élément conservateur
2 - Nutriment
3 - Élément non-essentiel
Nomme-moi des exemples de métaux conservateurs dans l’océan.
Na, K, Mg, Ca.
Quel est le profil d’un métal conservateur dans l’océan?
Ligne verticale droite. Quantité qui ne change pas avec la profondeur dans l’océan.
Il en a tellement qu’il ne peut pas avoir une influence. Les organismes vont les utiliser, mais il n’influence pas le profil.
Nomme-moi des exemples de métaux nutriments dans l’océan.
Fe, Zn, Cd.
Quel est le profil d’un métal nutriment dans l’océan?
Le métal est consommé s’il est un nutriment en haut de la colonne d’eau, car la photosynthèse se passe à cet endroit.
Quand on descend dans la colonne d’eau, il en a un peu moins, car moins de lumière.
Quel métal a permis de trouver le profil de métal nutriment dans l’océan?
Étude sur le cadmium qui a permis de trouver ce profil de nutriment.
Pourquoi le cadmium est considéré comme un nutriment dans l’océan?
Habituellement, il a été considéré comme un métal toxique sans aucun rôle fonctionnel.
Il remplace d’autres étaux dans le cas de carences très fortes dans les océans. Il a une importance dans la productivité primaire des océans.
Vrai ou Faux: Les grosses régions actives pour la productivité primaire sont en profondeur.
Faux, elles sont en surface.
Que se passe-t-il lorsqu’un métal nutriment est présent à la surface des océans?
Les organismes vivants collectent les métaux, les internalisent, donc les métaux ne sont plus présents dans l’eau, ils sont dans eux. Le métal entre dans les organismes vivants, ceux-ci sédimentent et le métal entre à nouveau dans l’eau.
Nomme-moi un exemple de métal non-essentiel dans l’océan.
Plomb.
Pourquoi le plomb est considéré comme un métal non-essentiel?
Beaucoup de plomb dans l’essence et cela cause un très gros pic juste à l’interface qui recevait l’atmosphère et ensuite, ça sédimentait dans les sédiments et n’était pas utilisé.
Quelles sont les caractéristiques des éléments conservateurs?
1 - Non affectés par un changement à court terme d’intrant et par la biogéochimie.
2 - Très long temps de résidence (1000-100 000 ans).
3 - Peu réactif avec les particules.
Complète la phrase:Les métaux alcalins et alcalino-terreux sont des …
Éléments conservateurs.
Vrai ou Faux: La classe A comprend les métaux alcalins et alcalino-terreux.
Vrai.
Quelles sont les caractéristiques des nutriments?
1 - Nécessaire au phytoplancton.
2 - Basse concentration pouvant être affectée par la prise en charge par le
phytoplancton.
3 - Basse concentration à la surface, haute concentration au fond (suite à la
sédimentation du phytoplancton et sa dégradation).
Vrai ou Faux: Les éléments non-essentiels dans les océans sont atmosphériques.
Vrai.
Quelles sont les caractéristiques des éléments non-essentiels?
1 - Source atmosphérique importante.
2 - Réactif avec les particules, va vers les sédiments.
Quelles sont les réactions chimiques en milieu aqueux?
1 - Acide/base 2 - Complexation 3 - Précipitation/dissolution 4 - Rédox 5 - Adsorption
Vrai ou Faux: La réaction du Fe3+ avec OH- est un exemple de réaction de complexation.
Vrai.
