Relationships between soil properties and contents in trace elements in a landscape impacted by atmospheric fallouts in Belgium

Conference (2013, April 08)

Pédologie I : Notions de base (Origine et formation du sol - Composante minérale (texture) - Composante organique - Structure - Eau dans le sol)

Conference given outside the academic context (2012)

Spatial distribution of metallic trace elements in soils contaminated by atmospheric fallouts. Case study: Sclaigneaux (Belgium)

Conference (2012, July 03)

The valleys of Sambre and Meuse in Wallonia hosted numerous metal ore treatment factories. They engendered a contamination of soils by metallic trace elements that may migrate in the landscape through ... [more ▼]

The valleys of Sambre and Meuse in Wallonia hosted numerous metal ore treatment factories. They engendered a contamination of soils by metallic trace elements that may migrate in the landscape through erosion, lixiviation, biological transportation, aso. We investigated the spatial distribution of some metallic trace elements in soils around a former zinc-ore treatment plant to a distance of 3km. The sampling strategy aimed at (i) verifying that the main source of trace elements was the plant chimney, (ii) assessing the impact of the wind directions on fallout dispersion and (iii) evaluating whether there were differences of contents according to soil types and to soil occupation. Two hundred and fifty topsoil samples were collected according to a stratified design dealing with distance to the chimney, direction of dominant winds, soil type, and land use. Pseudo-total contents in inorganic elements, pH, TOC, and N were determined in the laboratory. Besides, classical statistical analysis (i) ANCOVA (three-way ANOVA with the distance as a co-variate) and (ii) Principal Component Analysis were also performed. First results show that (i) zinc, lead and cadmium contents are closely correlated to each other and (ii) negatively correlated with the distance. If the geographical location is the major driving factor of trace elements contents in soils, significant differences were also found between soil type and land use (p-value<0.05). The highest MTE concentrations were associated with North-East winds, forest cover and pebbles rich soils. Further investigations will concern the vertical and toposequential distributions, and the speciation of MTE. [less ▲]

Pédologie II : Notions de base (Fertilité des sols - Éléments nutritifs - Biologie et biodiversité des sols - Menaces qui pèsent sur les sols)

Conference given outside the academic context (2011)

Evaluation of the pedogenesis effects on the fractionation of metallic trace elements in solid wastes from industrial activities

Poster (2011, July 04)

This work aims at contributing to a better knowledge of the reactivity of metal-bearing phases to evaluate the risks of metal trace elements (MTE) transfers in soil-plant-water system. The high proportion ... [more ▼]

This work aims at contributing to a better knowledge of the reactivity of metal-bearing phases to evaluate the risks of metal trace elements (MTE) transfers in soil-plant-water system. The high proportion of the MTE on this type of sites seems to be mobilized only by particularly aggressive conditions but unstable bearing mineral phases have also been observed in smaller proportions. [less ▲]

Contamination atmosphérique en cadmium, plomb et zinc en milieu agricole et forestier : présentation de la démarche de recherches

Scientific conference (2011, May 06)

Méthodologie de constitution d'une collection d'échantillons de sols en relation avec les principaux matériaux parentaux en Wallonie (Belgique méridionale)

in Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement = Biotechnology, Agronomy, Society and Environment [=BASE] (2011), 15(S2), 683-697

Over the past few years, there has been growing concern about soils and their properties, thanks to greater environmental awareness. Consequently, existing documents on soil are valuable in risk ... [more ▼]

Over the past few years, there has been growing concern about soils and their properties, thanks to greater environmental awareness. Consequently, existing documents on soil are valuable in risk assessment and for the research of well-adapted solutions. In this context, this paper reviews the main stages of soil mapping in Belgium and presents current works to valorize the Digital Soil Map of Wallonia and update associated databases. Belgium is among the first countries to be completely covered by a detailed soil map (1:20,000). The origin of the Soil Map of Belgium, its realisation between 1947 and 1991, the principles and characteristics as well as the related products are described. But since its publication, due to the increasing need of soil information and thanks to the development of geographical information systems the Walloon part of the map was digitalised between 2000 and 2003 by the Digital Soil Map of Wallonia (DSMW) Project. From this early action at regional level, a selection of immediately derived products is presented and briefly commented. However, if these products go beyond the initial objective of agricultural production increase, they do not always meet the environmental challenges nor the future legislation at European, national and regional levels. To fill this gap, the recent tasks carried out by the DMSW team are presented through a description of their methodological and technical framework. The long-term objective is to build Regional Soil Information Systems based on the use of the Digital Soil Map of Wallonia as a tool of integration, structuring and referencing of pedological information. [less ▲]

Pédologie II : Notions de base (Fertilité des sols - Éléments nutritifs - Biologie et biodiversité des sols - Menaces qui pèsent sur les sols)

Conference given outside the academic context (2010)

Influence du type de sol et de son occupation sur la distribution des éléments traces métalliques entre les différents compartiments du sol : Stratégie et démarche d’échantillonnage

Poster (2010, November 24)

En Région wallonne, les sols contaminés en éléments traces métalliques (ETM) par retombées atmosphériques parsèment les anciennes régions industrielles du bassin sambro-mosan. C’est le cas du paysage ... [more ▼]

En Région wallonne, les sols contaminés en éléments traces métalliques (ETM) par retombées atmosphériques parsèment les anciennes régions industrielles du bassin sambro-mosan. C’est le cas du paysage entourant la réserve de Sclaigneaux (commune d’Andenne) connue pour ses pelouses calaminaires. Celles-ci trouvent leur origine dans les retombées de poussières contaminées provenant des cheminées d’évacuation d’une usine de zinc et plomb durant plus d’un siècle (1856 à 1978). Les cheminées, situées au sommet de la falaise sur la rive gauche de la Meuse, ont été détruites en 1982. Par cette étude, nous souhaitons observer la distribution des ETM dans les différents compartiments du sol et l’influence sur celle-ci du type de sol et de l’occupation du sol. La zone d’étude choisie est une maille circulaire de 3km de rayon centrée sur la zone des cheminées d’évacuation. Ce choix de maille permettra d’étudier l’offre en ETM du sol sur une distance constante dans toutes les directions. Elle est située dans le bassin hydrographique de la Meuse entre la Hesbaye, au nord, et le Condroz, au sud. Un plan d’échantillonnage stratifié par ordre d’importance des facteurs a été mis en place. Tout d’abord, une première sélection de sols a été opérée parmi les principaux types de sols répartis sur la zone sur base de l’ensemble de leur couverture cartographique. Les sols non cartographiés ou artificiels ainsi que les regroupements de complexes de sols pour lesquels les informations en notre possession sont insuffisantes ont ainsi été abandonnés. Une deuxième sélection porte sur les occupations de sols suivantes, cultures - prairies – forêts ; seuls six sols types de sols sont présents sous les trois occupations. Enfin, le choix final se porte sur les sols présents dans les quatre directions suivantes nord, est, ouest et sud. Au final, seulement trois unités de sols satisfont les exigences décrites ci-dessus. Les lieux d’échantillonnage sont répartis pour chaque combinaison sol-occupation sur les quatre directions. En tout, plus de 250 sondages seront réalisés sur cette zone d’environ 2.800ha pour optimiser la représentativité de l’échantillonnage. [less ▲]

Méthodologie d’acquisition d’une collection d’échantillons de sols liés aux matériaux parentaux en Wallonie

Poster (2010, November 24)

Malgré l'exiguïté de son territoire, la Wallonie est dotée d’un contexte géologique particulièrement varié et contrasté. Des grandes géostructures aux formations lithostratigraphiques, cette diversité se ... [more ▼]

Malgré l'exiguïté de son territoire, la Wallonie est dotée d’un contexte géologique particulièrement varié et contrasté. Des grandes géostructures aux formations lithostratigraphiques, cette diversité se reflète au niveau des situations pédologiques rencontrées. En effet, l’altération des roches, à l’origine du matériau parental, constitue un des processus majeurs indispensables à la formation d’un sol. Par ailleurs, à travers sa nature et sa composition, ce matériau d’origine est reconnu comme un des facteurs prépondérants influençant la pédogenèse, et de ce fait, les propriétés des sols. Fort de ce constat, l’Unité de Science du Sol de Gembloux Agro-Bio Tech, à travers la collaboration de divers projets, a entrepris la collecte d’échantillons de sols, en relation avec les matériaux parentaux à l’origine de la majorité des sols présents en Wallonie. L’objectif poursuivi est (i) d’acquérir des données à caractère « permanent », intrinsèques à ces matériaux parentaux, afin d’en dégager une signature chimique, physico-chimique, physique et spectrale, et (ii) de mettre en évidence l’influence tant du matériau parental que de l’occupation du sol sur les propriétés des horizons de surface. L’originalité du travail réside en partie dans la stratégie d’échantillonnage, basée sur une stratification pédologique et géographique, par la prise en compte respectivement de la Carte des Principaux Types de Sols de Wallonie et des Unités de l’Espace Rural. Les choix opérés ont conduit à la sélection de 12 matériaux parentaux, chacun faisant l’objet de prélèvements en 10 points (surface et profondeur). La localisation précise de ces points a été déterminée sur base d’une analyse et de la confrontation de documents cartographiques existants, se rapportant essentiellement aux sigles pédologiques, aux formations lithostratigraphiques, au relief et à l’occupation des sols. Un total de 258 échantillons a ainsi été prélevé en 120 points (76 en culture, 15 en prairie temporaire et 29 en prairie permanente). Parmi les analyses déjà réalisées citons, outre le menu d’analyse classique en pédologie (pH H2O et KCl, carbonates, granulométrie, COT, CEC, …), la détermination des formes du phosphore (total, minéral, organique ou disponible), des teneurs totales en éléments traces métalliques, la mesure de paramètres physiques ou hydriques tels que les limites d’Atterberg ou les courbes pF, ainsi que diverses analyses par spectroscopie proche infrarouge. Parmi les mesures envisagées à l’avenir, citons des analyses minéralogiques et des mesures de stabilité structurale. [less ▲]