sedimento

Un sedimento è un insieme di particelle sospese in acqua , l' atmosfera o ghiaccio e che alla fine stabilirsi sotto l'effetto della gravità , spesso in successivi strati o strati . Un sedimento si caratterizza per la sua natura (composizione fisico-chimica), la sua origine, la sua granulometria, le specie che contiene e la sua eventuale tossicità... Il consolidamento dei sedimenti è all'origine della formazione degli strati sedimentari rocciosi.

Per sedimentazione si intende l'insieme dei processi che portano alla formazione del sedimento. Si forma a bassa temperatura sulla superficie del globo, sia per deposizione di prodotti di erosione (ad esempio sabbia, argilla), sia per precipitazione (ad esempio evaporiti ), sia per accumulo sul fondo degli oceani di detriti. animali o piante morti (es. gesso , farina fossile ) o da altri processi a freddo.

posta in gioco

Come ecotono di substrato roccioso/acqua , i sedimenti costituiscono un habitat colonizzato da specie specifiche (scavatori) che svolgono un ruolo importante (depurazione, aerazione, fermentazione, bioturbazione ). Questo ecotono agisce come un pozzo di carbonio . Quando è fine e ricco di materia organica, consuma ossigeno e diventa anossico .
Può comunque essere aerato da vermi o animali scavatori.

Il sedimento, precedentemente talvolta usato come fertilizzante o modifica (il limo fertile Nilo ...) contiene talvolta specie patogene (solitamente anaerobico), e oggi gli inquinanti più o meno tossici e persistenti, poca o nessuna o lentamente biodegradabile come opportuno, eventualmente radioattivi o mutageno o genotossico . Contribuisce tuttavia anche alla qualità delle acque sotterranee svolgendo un ruolo tampone o " filtro " "grazie al quale una parte degli elementi inquinanti dei fiumi rimane fissata nei sedimenti" (parte dei quali può comunque essere dilavata verso il mare o altro parti dello spartiacque durante le grandi alluvioni).

Questioni ecoépidémiologiques e di salute ambientale poste dalla contaminazione della fauna selvatica che vive nel sedimento o dalla risospensione di sedimenti contaminati, compresi gli inquinanti da parte di attività a dosi molto basse come gli interferenti endocrini . Questi contaminanti complicano la gestione di alcuni sedimenti possono accumulare contaminanti fisici, organici o organometallici più o meno degradabili, metalli tossici non degradabili e radionuclidi artificiali e/o naturali, anche nei laghi di montagna raccogliendo inquinanti atmosferici e depositati tramite neve, pioggia e depositi secchi . Dall'inizio del periodo industriale, l'acidificazione delle acque meteoritiche e di alcuni laghi e fiumi ha modificato anche la composizione dei sedimenti [dai laghi di montagna, aumentando il contenuto di alcuni elementi come manganese (Mn ), zinco (Zn), piombo (Pb) e potassio (K) e riducendo il loro contenuto di magnesio (Mg).

La sedimentazione nei porti è stata un problema sin dalla loro esistenza. Con l'aggravarsi dell'erosione dei suoli arati e coltivati o desertificati e salinizzati , i sedimenti ingombrano fiumi ed estuari o porti marittimi. La loro gestione costa sempre di più alle autorità portuali e ai gestori dei canali , oltre che alle comunità che si affacciano sui corsi d'acqua. Una delle sfide per loro è migliorare la loro gestione attraverso i canali di valutazione.

Tipi di sedimentazione

Si distingue tra sedimentazione marina (costiera o costiera, oceanica, batiale, abissale, ecc.), sedimentazione lagunare (in zone separate dal mare da una fascia costiera), sedimentazione continentale (eolica, fluviale, delta, lacustre, glaciale, eccetera.).

Origine e tipi di sedimenti

Le particelle fisiche, gli esseri viventi ei loro escrementi sedimentano permanentemente in acqua dolce, salmastra e salata, o si depositano nei ghiacciai . Possono essere rimobilitati e trasportati altrove.
La sedimentazione eolica aumenta con l'aridificazione e la desertificazione. I sedimenti trasportati dal vento sono minerali derivanti dall'erosione di suoli e rocce, vulcani, spruzzi marini, incendi.
I periodi di piena di fiumi e torrenti provocano una maggiore quantità di sedimenti, perché i flussi, più forti, hanno una maggiore forza erosiva e una maggiore energia di trasporto. Il successivo calo del livello dell'acqua spesso crea ampie aree di nuovo suolo nelle pianure alluvionali.
La scomparsa o regressione di ghiacci naturali , castori e loro dighe può modificare i parametri erosivi di uno spartiacque e della sedimentazione a valle, così come l'incanalamento di un fiume o di un fiume, o la costruzione di dighe artificiali che intrappolano grandi quantità di inquinanti nei loro serbatoi.
L'erosione del suolo degradato dall'agricoltura e la lisciviazione dei suoli urbani sono una fonte crescente di sedimenti nei canali. Ad esempio, nella Rete Nord / Pas de Calais, VNF ha stimato nel 2007 che l'erosione del bacino idrico era responsabile della fornitura di 143.000 tonnellate di sedimenti all'anno (a una velocità di 100 mg · L -1 nel deflusso urbano , 0,18 t / ha per ruscellamento agricolo, gli apporti di sedimenti sono nulli o trascurabili nelle aree boscate o prative , che catturano invece gran parte delle particelle in sospensione dell'acqua che riappare limpida a valle nelle sorgenti.Questi sedimenti (spesso inquinati) devono essere costosa pulito e conservato in discarica siti . solo in questa regione, per i soli canali, VNF ha identificato (dati 2007) 5.346 acquedotto. scarichi diretti. Secondo la DRIRE , gli industriali di questa regione seguiti dalla DRIRE scaricato nei corsi d'acqua circa 4.300 t /anno Il volume di sedimenti che VNF si aspetta di dover estrarre tra il 2007 e il 2027 è di circa 8,5 milioni di m3, arrivando all'80% della rete magistrale (grandi e canali principali).
Le dune e il loess sono il risultato del trasporto di sedimenti eolici.
Le morene e le casse sono depositi di sedimenti trasportati dal ghiaccio. I crolli per gravità creano anche sedimenti come pendii e frane nonché elementi carsici .
I laghi , i delta , i mari e gli oceani accumulano sedimenti durante lunghi periodi (trasgressione marina). Il materiale può essere terrigeno (dalla terra) o marino (la cui origine è marina). I sedimenti depositati sono la fonte di rocce sedimentarie che possono contenere fossili degli abitanti di questo volume d'acqua un tempo ricoperto da strati di sedimenti. Il loro carotaggio permette di conoscere l'evoluzione del clima .

Trasporto di sedimenti

corso d'acqua

Quando un fluido come l' acqua scorre, può caricarsi di particelle sospese . In un ambiente calmo, la velocità verticale di sedimentazione è la velocità massima, o limite, della caduta di una particella. È data dalla legge di Stokes :

w=(ρp-ρf)gr24.5μ{\ displaystyle w = {\ frac {(\ rho _ {p} - \ rho _ {f}) gr ^ {2}} {4.5 \ mu}}} ${\ displaystyle w = {\ frac {(\ rho _ {p} - \ rho _ {f}) gr ^ {2}} {4.5 \ mu}}}$

dove w è la velocità limite verticale sedimentazione , ρ è la densità (l'indici p e f indicano particelle e fluido rispettivamente ), g è l'accelerazione di gravità, r è il raggio della particella e μ è la dinamica dei fluidi viscosi.

Se la velocità del flusso è maggiore della velocità di deposizione, l'aggregato continua a valle. Essendo presenti nel flusso diametri sempre diversi, quelli più grandi si depositano ( sedimentazione ) pur potendo continuare a discendere mediante meccanismi come il saltation (urti granulo -parete, per rotolamento o scorrimento, le cui tracce sono spesso conservate in solidi rocce) e può essere utilizzato per stimare la velocità attuale.

Nei corsi d'acqua con pendii più ripidi possono essere trasportati sedimenti più grossolani. In montagna, il diametro delle particelle di roccia più grandi trasportate può raggiungere diverse decine di centimetri. Quando questo trasporto di sedimenti avviene durante un'inondazione, c'è un evento di spinta.

Sedimenti inquinati

A valle di aree abitate, coltivate e/o industrializzate, i sedimenti di fiumi, canali, stazioni idriche, estuari e coste nonché alcuni laghi sono spesso altamente inquinati . L' inquinamento può essere vecchio (da miniere di metalli medievali o antiche, per esempio) e/o recente. Si parla talvolta di “inquinamento da stock”, che può (ri) diventare “ inquinamento da flusso ” durante un periodo di piena, oa seguito di un meandri del corso d'acqua oa seguito di lavori che contribuiscono direttamente o indirettamente (modifica delle correnti) alla loro risospensione.

I sedimenti possono anche essere stati direttamente inquinati dallo scarico deliberato o involontario di rifiuti, e in particolare nel Mar Baltico e sulla costa francese o in alcuni laghi dallo scarico volontario di munizioni, esplosivi e rifiuti vari. Lungo i canali, depositi di fanghi di depurazione possono talvolta costituire punti di rilascio di inquinamento.

I valori guida sono stati stabiliti per consentire una gestione più sicura dei sedimenti inquinati.

letti di fiume

Qualsiasi particella di diametro superiore a 0,7 mm circa formerà componenti topografici visibili e scolpiti nel letto del torrente.

Ambienti custodi primari

I principali ambienti di custodia sono:

delta
terrazza alluvionale
conoide alluvionale
meandri e fiume in trecce
lago braccio morto dead
sollevamento
bacino sedimentario

Coste e mari poco profondi

Il secondo ambiente principale in cui i sedimenti possono essere sospesi in un fluido è nei mari e negli oceani. Può provenire da flussi come prima. Nel mezzo dell'oceano, gli organismi viventi sono i principali responsabili dell'accumulo di sedimenti, poiché i loro gusci affondano nel fondo dell'oceano dopo la loro morte e lì si fossilizzano . Formano strati di calcare e, per fermentazione anaerobica , idrati di metano . Sepolti per milioni di anni, questi sedimenti organici vengono gradualmente trasformati in combustibili fossili come gas naturale o petrolio , a seconda della durata della sepoltura e dell'ambiente degli strati organici.

Forme del fondale marino

La forma del fondale è influenzata dalla marea .

Contro-flussi

La caduta di particelle in un liquido provoca flussi contrari alla loro discesa. Questi riflussi hanno l'effetto di rallentare la discesa delle particelle poste sopra e rallentare la sedimentazione.

Per dimostrare questo fenomeno, può essere facilmente eseguito un esperimento di sedimentazione del tubo (vedi l'effetto Boicottaggio ).

In Francia

Vengono estratti circa 6.000.000 m 3 di sedimenti (di cui circa 1.600.000 m 3 provenienti da canali demaniali, stazioni idriche o fiumi demaniali), principalmente direttamente nei 525.000 km di corsi d' acqua (compresi poco più di 7.000 chilometri di demaniale) durante la loro routine Manutenzione. Questi sedimenti sono quasi sempre inquinati.

I sedimenti portuali, tra i più inquinati, sono monitorati da una rete dedicata. Questi dati sono inseriti nel database Quadrige dal 2009 e dal 2014 sotto l'egida dell'ufficio tecnico acqua, mare e fiumi di Cerema .

Grenelle de la mer e sedimenti

Il comitato operativo (ComOp) "dragaggio sedimenti" della Grenelle de la mer , nella sua relazione presentata ingiugno 2010, rileva che la legge può limitare l'immersione di sedimenti molto tossici , ma non vietarla del tutto «poiché restano possibili immersioni di sedimenti superiori ai livelli soglia se si tratta della soluzione meno penalizzante per l''ambiente' (principio della Convenzione di Londra).

Ha concluso che se il dragaggio non porta di per sé alla contaminazione dei sedimenti, induce comunque "una rimobilizzazione delle particelle inquinate dai flussi provenienti dallo spartiacque". Occorre quindi “agire a monte per evitare flussi inquinanti alla fonte applicando il principio “ chi inquina paga ” a tutte le attività che contribuiscono all'inquinamento dei sedimenti, e incoraggiare buone pratiche di dragaggio e pulizia 'a immersione' .

Cattedra di ricerca industriale in sedimenti

Attore in progetti nazionali per il recupero dei sedimenti dragati nell'attività di opere stradali pubbliche, la scuola di ingegneria Mines Douai creata nelaprile 2014una sedia industriale sul recupero dei sedimenti, in partnership con player industriali, porti e studi di ingegneria. L'obiettivo di questa cattedra, denominata ECOSED for ECOnomy of SEDiments circolare, è creare una dinamica scientifica, tecnologica e di partenariato attorno alla gestione dei sedimenti portuali e fluviali al fine di riciclarli nella tecnologia stradale o nei prodotti in calcestruzzo.

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ComOp " sedimenti "
Relazione finale del comop n o 11 della Grenelle de la mer "Dragaggio sedimenti"
Presentazione video della sedia ECOSED , canale video Mines Douai
Mines Douai crea una cattedra di ricerca industriale sui sedimenti ( sito http://www2.mines-douai.fr , 2/04/2014)
La scuola mineraria di Douai allestisce una cattedra industriale per il recupero dei sedimenti, Voix du Nord, articolo del 3/04/2014
Mines Douai crea una cattedra di ricerca industriale sui sedimenti di Capcampus, articolo del 04/04/2014

Vedi anche

Guida alle buone pratiche, raccomandazioni

Guida metodologica Rimozione dei sedimenti , - Valutazione dettagliata del rischio (EDR) relativo alle operazioni di gestione e pulizia dei sedimenti; salute umana ; risorse idriche - SEDIMENTI EDR. Questa guida è stata preparata e finanziata da: - l'Agenzia per l'acqua dell'Artois-Picardie, - il Dipartimento dell'ambiente regionale del Nord Pas de Calais (DIREN) - il Consiglio dell'ambiente regionale del Nord Pas de Calais È stata prodotta dal Gruppo di lavoro operativo degli inquinati Sedimenti Tema dei Siti Inquinati e Polo di Competenza dei Suoli, PDF, 148 pagine.
Guide tecniche sulla valutazione dei sedimenti di dragaggio/pulizia nelle tecniche stradali, paesaggistiche e nel calcestruzzo, sviluppate nell'ambito dell'approccio Sédimatériaux.Le guide metodologiche dell'approccio Sédimatériaux relative alla valutazione dei sedimenti di dragaggio/pulizia nelle tecniche stradali, paesaggistiche e nel calcestruzzo sono disponibili sul sito SEDILAB. [ leggi in linea ] .

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