Sensibilité à la pollution métallique de deux grands lacs africains (Tanganyika et Malawi)

摘要

Lakes Tanganyika and Malawi are the largest African lakes as measured by volume. They constitute essential water and protein resources for the surrounding populations. These aquatic systems have become stressed due to high human population density, growth and associated activities. While eutrophication was apparent locally and organic pollutants were detected in fish and water, concentrations of several dissolved trace elements corresponded to uncontaminated systems. However, due to their hydrological features, it was important to characterise the lake response time to chronic contamination loaded by the tributaries. This paper presents two simulations of this response, in the dissolved fraction, following 50 years of pollutant input by the tributaries. The first simulation corresponded to an annual pollutant input that was the same for both lakes, resulting in mean river input concentrations of 5.0 U·L~(-1) and 3.7 U·L~(-1) (where U is a weight or molar unit), respectively, for lakes Tanganyika and Malawi. The second simulation corresponded to an annual input proportional to the lake volume, with mean river input concentrations of 5.0 U·L~(-1) and 1.5 U·L~(-1), respectively, for lakes Tanganyika and Malawi. The polluted input was loaded by the dissolved fraction with the exception of Mn-type elements, which were carried by the particu-late fraction. This approach was based on an annual hydrological model of three water column compartments (epi-, meta- and hypolimnion) of these meromictic lakes. In addition, the reactivity of dissolved elements in the water column was taken into consideration. The reactivity was characterised by the elemental retention rate that quantifies dissolved-particulate interac- tions linked to biological and physico-chemical processes.%Les lacs Tanganyika et Malawi sont, par leur volume, les deux plus grands lacs africains. Ces réservoirs semblent pour l'instant épargnés par la pollution en éléments en trace. Il est toutefois crucial, en raison de leurs caractéristiques hydrologiques, de poser la question du temps de réponse de ces systèmes à une pollution chronique potentielle véhiculée par les affluents. Cet article simule ainsi cette réponse dans la fraction dissoute suite à l'introduction pendant 50 ans de polluant par tous les affluents. Cette démarche s'appuie sur un modèle hydrologique intégrant les trois compartiments des colonnes d'eau (épi-, méta- et hypolimnion) et sur la prise en compte de la réactivité des éléments dissous dans ces compartiments par l'intermédiaire du taux de rétention élémentaire. Ainsi quatre types d'éléments sont considérés, (ⅰ) le type Cl, non réactif, (ⅱ) le type Si, réactif-nutritif, (ⅲ) le type Mn et (ⅳ) le type V tous deux réactifs sensibles aux conditions d'oxydo-réduction. La réactivité de l'élément, l'efficacité du mélange vertical ainsi que la position de l'oxycline dans la colonne d'eau conditionnent l'amplitude et la cinétique de réponse des systèmes ainsi que le temps de retour à la situation initiale après l'arrêt des apports polluants. Ces caractéristiques propres à l'élément et au lac influent sur le risque potentiel encouru par l'écosystème et l'homme. Ainsi la pollution affecte principalement les eaux de surface (types Cl et V), les réseaux trophiques (type Si), les eaux profondes (types Si et Mn) et le compartiment sédimentaire (types Mn et V).