Spéciation géochimique ou chimique (HU)

Traduction anglaise : Geochemichal or chemical speciation

Dernière mise à jour : 15/04/2025

Ensemble des méthodes expérimentales ou théoriques permettant de déterminer la distribution d'un élément ou d'un composé entre les phases dissoutes et colloïdales (eau de surface et eau interstitielle), la phase particulaire (matières en suspension et dépôts) et les organismes vivants.

Importance de la spéciation

Le comportement de la plupart des substances (métaux, nutriments, micropolluants organiques), etc., dans l’environnement, dépend de leur spéciation chimique. Cette dernière conditionne en effet leur mobilité, donc leur capacité à se répandre dans l'environnement, et leur biodisponibilité, donc leur toxicité.

La spéciation des substances est donc nécessaire pour évaluer leur dangerosité que ce soit dans les rejets ou dans les milieux aquatiques.

Différentes méthodes expérimentales utilisables

La spéciation géochimique expérimentale regroupe les protocoles permettant de séparer et quantifier les différentes formes chimiques d’un élément :

• séparation par taille (filtration, chromatographie, etc.) ;
• séparation par réactivité (électrochimie, compétition avec des réactions chimiques annexes : acido-basique, oxydoréduction, complexation, échange d’ions, échange liquide-liquide ou liquide-solide) ;
• détermination spécifique d’une forme ou espèce chimique par association de techniques analytiques (CPG-SM, HPLC-SM, ICP-MS, microscopie électronique analytique, etc.).

Les protocoles expérimentaux associent généralement plusieurs techniques :

• pour les formes dissoutes : électrochimie, complexation avec des résines chélatantes et échange d’ions (formes libres, labiles, stables, cationiques ou anioniques),
• pour les formes fixées aux particules : extractions séquentielles ou parallèles avec des réactifs spécifiques (hydrosoluble, échangeable, acido-soluble, réductible, oxydable, résiduel).

Approche théorique de la spéciation

La modélisation mathématique représente une alternative en calculant les concentrations de toutes les espèces dissoutes (libres ou complexées) ou liées à des solides (précipitation, échange d’ions, sorption) à l’équilibre dans le milieu considéré.

La distribution des polluants entre la phase particulaire et la phase dissoute est déterminée par des processus physico-chimiques tels que la sorption, la précipitation, la complexation, la sédimentation, l'érosion et la diffusion.