Koc = Kp / foc = Cs / (Cd * foc)
où Kp = coefficient de partage du
composé hydrophobe entre l'eau interstitielle et les particules du
sédiment (en L/g de sédiment),
Cs = concentration dans la phase particulaire
Cs (en ug/g de sédiment)
Cd = concentration du composé dissous
dans l'eau interstitielle (en ug/L)
foc = fraction en carbone organique du
sédiment (en % ou gr de carbone/100 g de sédiment)
Koc = coefficient de partage du
composé entre l'eau interstitielle et le carbone organique du
sédiment (en L/g de carbone)
Le Koc est corrélé avec le niveau
d'hydrophobicité de la molécule exprimé par le coefficient
de partage octanol/eau Kow (Suedel et al., 1993).
En dehors de l'intervention de facteurs biotiques, la
désorption et donc la remise en solution des HAPs comprennent une
composante rapide et une composante lente. La désorption rapide est due
à la fraction labile des HAPs adsorbés qui comprend les
molécules possédant un faible niveau d'adsorption sur la phase
organique. La désorption lente concerne la fraction non labile des
molécules adsorbées, celles possédant un fort niveau
d'adsorption (Cuyper et al., 1996). Le taux de fraction non labile est
proportionnel au nombre de cycles benzéniques et est
corrélé à une augmentation du log Kow (Cornellissen et
al., 1997). Les HAPs de haut poids moléculaire vont donc
présenter une adsorption globale très forte qui va influer de
manière importante sur leur diffusion en milieu aquatique. Ces
composés, peu dégradables en milieu aqueux, vont présenter
une grande stabilité au niveau des sédiments : les
demi-vies estimées sont comprises entre 0.3 et 129 jours pour le
naphtalène (faible poids moléculaire) et 0.3 et 58 ans pour le
benzo(a)pyrène (haut poids moléculaire). La matrice
sédimentaire va donc constituer un site de fixation et de stockage
préférentiel des HAPs en milieu aquatique (Varanasi et
al., 1985).
D'un point de vue général, la matière
organique des sédiments est préférentiellement
associée aux particules minérales les plus fines telles que les
limons et les argiles (Trask, 1939). Ce mélange
hétérogène forme un manteau enveloppant les particules
minérales par le biais de divers types d'interactions physico-chimiques
(liaison hydrogène, forces de Van der Walls, liaisons covalentes) qui,
au côté des caractéristiques minéralogiques des
particules, vont déterminer l'intensité de la liaison entre les
deux fractions. Cette relation conduit à observer une relation inverse
entre la taille moyenne des particules d'un sédiment et sa teneur
globale en matière organique. En conséquence, la fixation d'HAPs
sur la phase sédimentaire va être en relation étroite avec
les fractions minérales les plus fines : certains auteurs ont
d'ailleurs observé une certaine corrélation entre la diminution
de la biodisponibilité des HAPs et la diminution de la taille des
particules sédimentaires (Kukkonen et Landrum, 1995). L'adsorption
directe sur la fraction minérale est réalisée seulement si
la teneur en COT des sédiments se révèle très
basse. La compartimentation des HAPs en milieu aquatique est donc
étroitement associée à la partition et à la
disponibilité du pool global de COT sédimentaire. Ce dernier se
répartit entre une fraction organique abiotique qui peut être
fixée à la phase minérale, en suspension ou sous forme
dissoute dans l'eau interstitielle (particules et colloïdes) et une
fraction biotique constituée par la biocénose aquatique vivant
à proximité ou dans le sédiment. Elle est principalement
constituée d'invertébrés benthiques appartenant en
majorité aux premiers maillons des chaînes trophiques. Les HAPs
vont donc transiter entre ces différents pools de COT par le biais d'une
dissolution en phase aqueuse (figure 1). Le caractère
qualitatif et quantitatif de ces flux est sous la dépendance de
gradients thermodynamiques qui vont s'établir entre la phase
particulaire, la phase aqueuse et le compartiment biotique.
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