Published March 28, 2008 | Version v1
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Coupled atmosphere-soil-vegetation modelling for the assessment of the impact of atmospheric releases of heavy metals and of persistent organic pollutants at the European scale

Description

The objective of this research thesis is to couple a model of atmospheric dispersion with a multi-environment model in order to perform impact studies related to atmospheric pollution by heavy metals and POPs (persistent organic pollutants). The author first presents the studied pollutants, their physical and chemical properties, and their effects on health. Then, he addresses the atmospheric modelling with a presentation of the used atmospheric dispersion model (POLAIR3D), and an application to heavy metals. Simulations are performed on a 4-year period in order to try to represent the inter-annual variability of atmospheric lead and cadmium concentrations. The next part reports the modelling of POPs which required the introduction of a soil model to address re-emissions. Results are compared with provided measurements. The fourth part reports the modelling of agricultural environments in the impact model, and more particularly physical processes and parameters proper to heavy metals and POPs. The author finally reports two case studies, one related to heavy metals, and the other to POPs

Abstract (French)

L'objectif de cette these est de coupler un modele de dispersion atmospherique avec un modele multi-milieux afin de mener des etudes d'impacts liees a la pollution atmospherique par les metaux lourds et par les Polluants Organiques Persistants (POPs). Le premier chapitre de cette these presente les polluants modelises, leurs proprietes physico-chimiques et leurs effets sur la sante. Ce chapitre permet de mieux cerner les caracteristiques des metaux lourds et des Polluants Organiques Persistants afin de les modeliser le plus rigoureusement possible. L'originalite de ce travail reposant sur le couplage de deux modeles, les trois chapitres suivants sont dedies a l'architecture de ce couplage et a la presentation des modeles et des resultats. Le chapitre 2 traite de la modelisation atmospherique avec la presentation du modele de dispersion atmospherique utilise Polair3D, suivie d'une application aux metaux lourds. Les simulations realisees sur 4 ans tentent de representer la variabilite interannuelle des concentrations atmospheriques en plomb et cadmium. Le chapitre 3 expose le travail de modelisation atmospherique apporte lors de la these pour les Polluants Organiques Persistants et la necessite d'inclure un modele de sol pour traiter les reemissions. De plus, les simulations realisees grace a ce modele a partir des donnees disponibles sont comparees aux mesures fournies par le Chemical Coordinating Center du programme EMEP. Le chapitre 4 presente le travail de modelisation des milieux agricoles dans le modele d'impact et plus particulierement les processus physiques et les parametrisations specifiques aux metaux lourds et aux POPs. Enfin le dernier chapitre expose l'application de ce travail de these a deux etudes de cas sur le departement des Bouches-du-Rhone, une pour les metaux lourds, l'autre pour les Polluants Organiques Persistants

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Original title (French)
Modelisation couplee atmosphere-sol-vegetation pour l'evaluation de l'impact des rejets atmospheriques des metaux lourds et des Polluants Organiques Persistants a l'echelle Europeenne

Publishing Information

Imprint Pagination
239 p.
Report number
FRNC-TH--9977

Optional Information

Notes
233 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/