Mission Mx-46 (septembre 2014)
La méthode colorimétrique utilisée (BIOMOL®Green) lors de la mission Mx-46 (septembre 2014) possède un seuil limite de concentration de 5 µM qui ne nous a pas permis de mesurer les concentrations en phosphore dissous du mixolimnion (DIP < ~2 µM). Par contre, dans le monimolimnion, la concentration de TDP analysée par cette méthode à 67 m (140,19 µM) est très proche de celle mesurée par D. Jézéquel par ICP-AES (167,66 µM). À
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80 m, les valeurs sont également semblables (261,63 µM par notre méthode et 328,02 µM par ICP-AES).
Un protocole alternatif de dosage de phosphates a été mis au point au retour de cette mission, avec le même réactif de dosage mais en utilisant des cuves de spectrométrie avec un trajet optique de 10 cm. Afin d’éviter l’oxydation du Fer (II) dans les solutions et donc la précipitation de phases minérales, tous les filtrats ont été acidifiés (1 % HNO3) immédiatement après la filtration réalisée en boîte à gants. Cela nous a permis de stocker les échantillons (4º C) pendant quelques semaines avant de réaliser les analyses. Les résultats sont montrés dans la Figure C.31.
Figure C.31 : Concentrations de phosphore dissous inorganique (DIP) et de phosphore organique (DOP) dans la colonne d’eau pour les profondeurs 40,
50, 67 et 80 m.
Mission Mx-46 (septembre 2014). Analyses réalisées avec le réactif BIOMOL®Green (les barres d’erreur correspondent à l’écart type où n = 2).
DOP = TDP - DIP.
À nouveau les valeurs de concentration obtenues avec le réactif de dosage BIOMOL®Green et par ICP-AES sont semblables (R2 = 0,99). Cependant, les cuves de 10 cm n’ont permis de descendre la limite de détection qu’à seulement 1 µM de phosphate en solution, ce qui a été insuffisant pour la profondeur des pics de turbidité I et II.
Le ratio des concentrations DIP/TDP est montré dans la Figure C.32. Le phosphore dissous inorganique est majoritaire par rapport au total dans l’ensemble des profondeurs échantillonnées (> 89 %) et cela malgré la différence de quantité totale entre le mixolimnion
0,13 0,21 8,28 12,32 1,78 1,81 131,91 249,30 0,1 1 10 100 1000 40 50 67 80 log (µM PO43-‐‑) Sample depth (m) DIP DOP
124 Chapitre I
et le monimolimnion (jusqu’à trois ordres de grandeur). En somme, le phosphore dissous des échantillons provenant des profondeurs 40, 50, 67 et 80 m est pour la plupart (~90 %) inorganique tandis que les ratios des concentrations PIP/TPP pour l’ensemble des profondeurs analysées (pic de turbidité I*(12,5 m), 40, 50, pic de turbidité II (55 m), 67 et 80 m) ont été très variables en fonction de la profondeur et dans tous les cas inférieurs de 80 % (Figure C.28).
Figure C.32 : Ratio DIP/TDP dans la colonne d’eau pour les profondeurs : 40, 50, 67 et 80 m.
Mission Mx-46 (septembre 2014).
Mission Mx-48 (mai 2015)
De la même façon que pour la mission Mx-46 (septembre 2014), l’analyse du phosphore dissous de la colonne d’eau par la méthode BIOMOL®Green nous a permis de connaître les valeurs de TDP et DIP pour une partie seulement des profondeurs échantillonnées : 67 et 80 m (91,91 et 254,93 µM respectivement).
Afin de connaître les concentrations de P dissous du mixolimnion, nous avons utilisé la méthode AxFlow (λ = 880 nm) dont la limite de détection descend jusqu’à 0,08 µM de PO43-. Les résultats sont montrés dans la Figure C.33. D’une part, les concentrations de TDP du mixolimnion ont été inférieures à 2,1 µM puis, sous la zone de transition redox (~53 m), les concentrations ont augmenté progressivement jusqu’à ~250 µM. Ce profil correspond bien à ceux observés lors de missions précédentes au lac Pavin. D’autre part, le profil du DIP a
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montré que les profondeurs du mixolimnion ayant les concentrations les plus importantes de phosphore dissous inorganique (forme biodisponible) ont été le pic de turbidité II (1,23 µM) et 50 m de profondeur (0,93 µM).
Figure C.33 : Concentrations de phosphore dissous inorganique (DIP) et de phosphore organique (DOP) dans la colonne d’eau pour les profondeurs 8,7, 30, 40, 50, 52,3 62 et 80 m. Mission Mx-48 (mai 2015). Analyses réalisées avec le réactif BIOMOL®Green (les barres
d’erreur correspondent à l’écart type où n = 2). DOP = TDP - DIP.
Les ratios DIP/TDP sont montrés dans la Figure C.34. Nos résultats montrent que les plus grandes proportions de phosphore dissous inorganique (DIP) du mixolimnion se trouvent à 50 m (65 %) et dans le pic de turbidité I (55 %). Les profondeurs 30 et 40 m présentaient un contenu en DIP inférieur à 40 %. Sous la transition redox ce contenu augmente (60 %) jusqu’à constituer pratiquement la totalité du phosphore dissous (99 et 91 % à 62 et 80 m de profondeur respectivement). ;.<= <.;< <.>; ;.@< ;.CA <.@D ==.;; ;.<@ ;.A; ;.B= ;.D> <.=> CD.>B ==C.B= ; < <; <;; <;;; C.B >; ?; @; @=.> A= C; ?>19 "89
126 Chapitre I
Figure C.34 : Ratio DIP/TDP dans la colonne d’eau pour les profondeurs : pic de turbidité I (8,7 m), 40, 50, pic de turbidité II (52,3 m), 62 et 80 m.
Mission Mx-48 (mai 2015).
Nous ne tirerons de conclusions des résultats de la Mission Mx-48 ni pour le P particulaire, ni pour le P dissous. En effet, même s’il existe environ trois ordres de grandeur entre les concentrations en TPP et en TDP, le piégeage d’une partie inconnue des orthophosphates (DIP) lors de la filtration en sac à gants non étanches a introduit des biais dans les mesures de concentration, et la valeur de ces biais ne peut pas être déterminée.
4.3 Activité phosphatasique alcaline et concentration de protéines
dans la colonne d’eau
4.3.1 Activité phosphatasique alcaline totale (APA
tot)
L’activité phosphatasique alcaline a été détectée à toutes les profondeurs échantillonnées de la colonne d’eau mais les intensités ont été très différentes en fonction de la profondeur. Pour la mission de mai 2014 (Mx-46), les valeurs d’APAtot ont été comprises
Pic de turbidité I (8,7 m) 30 m 40 m
50 m Pic de turbidité II (52,3 m) 62 m 80 m 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 40 80 120 160 200 240 280 DIP/P Total P Dissolved P
entre 3,32 et 23,69 µmol PO43-/L/h (Figure C.35). Les activités les plus intenses ont été mesurées dans les profondeurs correspondantes aux pics de turbidité I et II (23,69 µmol PO4
3-/L/h dans le mixolimnion et 17,81 µmol PO43-/L/h dans le mésolimnion). Pour les autres profondeurs de la zone oxique (40 et 50 m) les valeurs ont été sensiblement inférieures (6,72 et 3,50 µmol PO43-/L/h) et proches de celles des profondeurs échantillonnées dans le monimolimnion (67 m = 4,12 et 80 m = 3,32 µmol PO43-/L/h).
Ces activités proviennent dans tous les cas de la fraction microbienne (FM) > 0,22 µm et, pour les profondeurs supérieures du mixolimnion, de la FM < 30 µm (pic de turbidité I et -40 m). Le résultat de l’analyse de l’APAtot sur l’échantillon du pic de turbidité I sans préfiltrer par 30 µm n’est pas montré sur la Figure C.35. Sa valeur a été de 29,41 µmol PO4
3-/L/h, légèrement supérieure à celle provenant de l’échantillon préfiltré.
Lors de la réalisation de l’analyse de l’APAtot, la totalité de l’échantillon prélevé (~1 L) était nécessaire pour une seule mesure ; nous ne disposons donc pas de réplicats pour cette mission (Mx-46).
La Figure C.36 montre les résultats des analyses de l’APAtot obtenus lors de la mission d’échantillonnage suivante de septembre 2015 (Mx-48). Pour cette mission toutes les mesures ont été effectuées en double (limite des possibilités d’échantillonnage), et nous n’avons pas analysé l’échantillon du pic de turbidité I sans préfiltre nylon de 30 µm. La tendance générale est semblable (R2 = 0,99) à celle de la mission précédente si l’on ne tient pas compte de la profondeur du pic de turbidité II. En général, les activités dans le mixolimnion ont été un ordre de grandeur supérieures à celles du monimolimnion où les valeurs ont atteint leur minimum. Les profondeurs du pic de turbidité I et -40 m ont eu une activité environ trois fois plus importante en septembre 2015 (63,54 et 16,31 µmol PO43-/L/h) qu’en mai 2014. Par contre, aux autres profondeurs (50, minimum redox et 80 m) les valeurs ont été du même ordre de grandeur entre les deux missions. La différence observée entre les valeurs mesurées dans les pics de turbidité II (17,81 et 7,44 µmol PO43-/L/h respectivement) est moindre si l’on prend en compte la barre d’erreur (écart-type n = 2), et pourrait être expliquée par la forte variabilité physico-chimique induite par le changement de profondeur de la zone de transition redox de la colonne d’eau.
128 Chapitre I
Figure C.35 : Activité phosphatasique alcaline totale (APAtot).
* = échantillon préfiltré par 30 µm. Mission Mx-46 (septembre 2014).
Figure C.36 : Activité phosphatasique alcaline totale (APAtot).
* = échantillon préfiltré par 30 µm. Mission Mx-48 (mai 2015). Les barres d’erreur correspondent à l’écart type où n = 2.