Réduction biologique et photochimique du mercure dans un lac du bouclier canadien: cas du lac 658 de la région des lacs expérimentaux.

摘要

La formation de mercure volatil dissous (MVD), formé majoritairement de mercure élémentaire, permet, grâce au phénomène d'évasion, de réduire le réservoir de mercure disponible pour la méthylation. En milieu naturel, les réactions photochimiques et biologiques permettent d'expliquer cette formation, mais les acteurs de cette production (ligands, types de micro-organismes...) sont méconnus. Notre étude prend place au sein du vaste projet METAALICUS (Mercury Experiment to Assess Atmospheric Loading in Canada and the United-States), visant au suivi du destin de trois isotopes stables appliqués sur les trois composantes du bassin versant d'un lac, (la zone humide, la zone sèche et le lac lui-même). Nous avons tenté de mettre en évidence la participation et l’importance relative des phénomènes biologiques et photochimiques conduisant à la formation de mercure volatil dissous à des concentrations naturelles de l’ordre du picomolaire. Pour cela, nous avons suivi tu distribution spatio-temporelle des concentrations en MVD au sein de la colonne d'eau du Lac 658 de la Région des Lacs Experimentaux. Ce suivi s'est traduit par la conduite de profils en profondeur tout au long de note période d'échantillonnage, entre mai et octobre 2001, en février et mars 2002, puis finalement, entre juin et août 2002. Afin de caractériser au mieux la cinétique des réactions de surface et les types de réactions impliquées plus en profondeur, nous avons conduit des expériences d'incubation in-situ. En surface, les réactions photochimiques dirigent principalement la formation de mercure volatil dissous. Ces réactions permettent à 20Yo de la charge de mercure isotopique ajoutée au lac sur une période de 20 semaines de retourner vers l’atmosphère grâce aux processus d'évasion. En profondeur, la production de mercure volatil dissous est fortement associée aux organismes phytoplanctoniques typiquement les Chrysophycées et les Dinoflagellés, populations majoritaires des blooms métalimnétiques de la Région des Lacs Expérimentaux. Cette génération est stoppée lors de l'ajout d'un inhibiteur de la photosynthèse, conduisant à une diminution des concentrations d'environ 45% par rapport aux concentrations initiales. Cette diminution est attribuée aux réactions d'oxydation. À la base de l'hypolimnion, les mécanismes responsables de la réduction du Hg restent incertains. Les organismes procaryotes, par une voie différente de celle du mer-opéron classiquement rencontré, pourraient être les acteurs de cette réduction. Cependant, les réactions abiotiques impliquant les substances humiques en milieu dépourvu d'oxygène constituent toujours une hypothèse d'intérêt.