Evaluation de l'efficacité et de la pérennité de la phytostabilisation sur un sédiment contaminé par des polluants inorganiques

D’une durée de 4 ans, le projet EVALPHYTO a permis de maintenir un dispositif expérimental constitué de sédiments excavés très contaminé en métaux et métalloïdes (Cd, Zn, Pb et Cu et As dans une moindre mesure ; ETM), mis en place en 2000 à Lallaing (Nord). Initialement, ce dispositif a été réalisé avec deux modalités d’amendements (hydroxylapatite et amendement sidérurgique) et deux espèces végétales de la famille des Poacées (Deschampsia cespitosa et Festuca rubra). Par la suite, ce dispositif n’a pas été modifié et a évolué naturellement vers un écosystème naturel composé d’autres espèces végétales. Dans un contexte de gestion de site pollué par phytostabilisation aidée et dans une logique d’évaluation des expositions et des risques, le projet s’est attaché à poursuivre l’étude des transferts des polluants du néosol vers les plantes, via le suivi de la dynamique des espèces végétales et des concentrations en ETM dans les parties aériennes de certaines plantes colonisatrices, de la mobilité des ETM du néosol dont l’As et de la bioaccessibilité éventuelle d’une plante colonisatrice comestible pour l’Homme. 

De très nombreuses espèces ont pu coloniser le néosol pollué, ce qui démontre leur tolérance et leur adaptabilité. La présence de la pollution n’a pas limité le processus de succession végétal, qui a conduit en 20 ans au stade climacique forestier sur certaines des parcelles. Sur d’autres parcelles, ce processus est en cours, ou limité par des facteurs qui ont modifié l’évolution normale du processus (ensemencement d’espèces vivaces, ombrage ou pH du néosol). Le recouvrement végétal qui permet de limiter les transferts aériens de particules de sol pollué, ainsi que les transferts verticaux de polluants par lixiviation a été obtenu sur les parcelles non boisées. L’amendement sidérurgique qui diminue les concentrations, notamment en Cd dans l’ortie, n’a pas d’effet réducteur sur la fraction bioaccessible. En cas d’ingestion de l’ortie, seule une fraction, plus ou moins importante, du métal est bioaccessible sans qu’il y ait de proportionnalité entre les concentrations totales dans la plante et la bioaccessibilité. En 2018, les concentrations extractibles en Cu, en Cd, en Zn et en Pb du néosol représentaient 0,15%, 0,5%, 0,4% et 0,0025% de la concentration totale du Cu, Cd, Zn et Pb. Les éléments les plus mobiles sont le Cd et le Zn puis le Cu et dans une moindre mesure le Pb. Vingt ans après le dépôt, le néosol présente toujours des phases de sulfures métalliques. Par exemple, 75% du Cd est très largement mobilisable car associée à la fraction échangeable. Toutefois, les amendements continuent à jouer un rôle dans l'immobilisation du Pb dans les phases les plus réfractaires de la matrice minérale, et dans une moindre mesure du Zn et du Cd ; une diminution de 15 à 20% de la fraction échangeable du Zn et du Cd est en effet constatée en présence des amendements, essentiellement l’amendement sidérurgique pour le Cd. La phytostabilisation aidée avec l’hydroxyapatite et l’amendement sidérurgique semble pérenne et efficace sur au moins deux décennies. En accord avec des résultats précédents, l’amendement sidérurgique, favorise la mobilité de l’As à hauteur de ~4%, cet élément étant par ailleurs très peu mobile.