Issue
Agronomie
Volume 20, Number 5, July-August 2000
Nature and functions of the organic matter in the environment
Page(s) 577 - 590
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:2000152
DOI: 10.1051/agro:2000152

Agronomie 20 (2000) 577-590

Role of natural organic matter in the mobility of aluminium ions in rivers in the Limousin region (France)

Gilles Guibaud - Cécile Gauthier - Josiane Ayele

Laboratoire des Sciences de l'Eau et de l'Environnement, Faculté des Sciences, 123 avenue Albert Thomas, 87060 Limoges Cedex, France

(Received 1 September 1999; revised 9 May 2000; accepted 25 May 2000)

Abstract:

In order to investigate, in the Limousin (France), the role of organic matter in aluminium mobility in soil towards rivers and its chemistry in water, three different A1 horizons of an acidic brown-earth soil planted with three different types of trees (chestnuts (Castanea sativa) over 100 years old, young Douglas fir (Pseudotsuga menzesii), and old Douglas fir) were selected, as well as five points on major rivers (Vienne, Vézère, Gartempe, Grande Creuse) in the area. The aluminium content of the rivers in the Limousin was evaluated. Characterisation of horizons, speciation of aluminium, and laboratory experiments on aluminium release from soil columns pointed out the probable origin of aluminium in the rivers and the role of organic matter in its mobility. This study showed that many rivers exhibit aluminium concentrations higher than 110 ppb, very low mineralization and an acid pH. The high concentration in aluminium may be due to the presence of coniferous forests on the river catchment. In an area preserved from human activity, the natural organic matter prevents aluminium precipitation despite the pH conditions (close to 5.5-6) which favour insoluble forms. On the contrary, when some physico-chemical conditions of the river change (increase in pH and supply of organic matter due to slight human or agricultural pollution) the aluminium may be removed, probably by precipitation with the organic matter.


Keywords: aluminium / water quality / organic matter / forest

Résumé:

Rôle de la matière organique naturelle dans la mobilité de l'aluminium dans les cours d'eau en Limousin (France). Pour étudier le rôle de la matière organique, en Limousin (France), sur la mobilité de l'aluminium des sols vers les cours d'eau et sa chimie dans l'eau, les trois horizons A1 d'un sol brun acide planté de trois forêts différentes (châtaigniers (Castanea sativa), jeunes Douglas (Pseudotsuga menzesii), Douglas centenaires) et cinq points sur quatre des principales rivières (Vienne, Vézère, Gartempe, Grande Creuse) de la région ont été sélectionnés. L'état de contamination par l'aluminium de plusieurs rivières de la région Limousin est étudié. L'origine probable de l'aluminium dans les cours d'eau et le rôle de la matière organique dans la mobilité de l'aluminium sont montrés et étudiés à partir de la caractérisation des sols, de la spéciation de l'aluminium, et d'expériences de laboratoire réalisées principalement en colonne de sols. Certaines rivières présentent une concentration en aluminium supérieure à 110 ppb, une très faible minéralisation et un pH acide. La forte concentration en aluminium est probablement due à la présence de nombreuses surfaces boisées en conifères sur le bassin versant. Dans les zones préservées des pollutions domestiques ou agricoles, la matière organique présente empêche la précipitation et la disparition de l'aluminium malgré des pH défavorables aux formes solubles. A l'opposé, quand les conditions physico-chimiques des eaux changent sous l'effet d'une pollution domestique ou agricole diffuse (apport de matière organique, augmentation du pH) l'aluminium peut disparaître, probablement par des phénomènes de coagulation floculation.


Mots clé : aluminium / qualité des eaux / matière organique / forêt

Communicated by Isabelle Lamy

Correspondence and reprints: Gilles Guibaud
gguibaud@unilim.fr

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