La composition chimique naturelle des eaux (pH, cond., Ca⁺⁺, Mg⁺⁺,K⁺, Sr⁺⁺, NH₄⁺, CI, SO₄⁻⁻,HCO₃⁻,NO₃⁻, PO₄⁻³, F⁻, B, Corg) est étudiée sur 232 bassins versants monolithologiques représentant 25 types de roches, des granites aux évaporites. Chaque bassin a été choisi sans aucune source de pollution directe et loin de rejets atmosphériques. Le bassin moyen est forestier, il a 8 km2, un débit de 8 l.s'¹.km2, une altitude moyenne de 650 m et a été échantillonné 1,4 fois.
Les aérosols océaniques influencent la plupart des éléments, sauf les nutriments (Corg, N, P) et la silice, sur une bande côtière de 200 km, notamment dans les Landes et en Bretagne. En dehors de ces régions, chaque analyse a été corrigée des apports atmosphériques (Meybeck, 1983), pour examiner les liaisons entre lithologie et composition des eaux. La lithologie est responsable de variations très marquées des concentrations, de 1 à 10 pour SiO₂ et K⁺, et de 1 à 1000 pour NA⁺, Cl⁻, SO₄⁻⁻, et la somme des cations Σ⁺( de 70 à 70 000μeq/I). Pour chaque roche, les eaux superficielles sont caractérisées par SiO₂, Σ⁺, les proportions de cations, certains rapports (Ca⁺⁺/Mg⁺⁺). Trois origines principales sont définies :
(1 ) l'altération des silicates des roches cristallines et sédimentaires correspond à un «bruit de fond » en Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, Na⁺, K⁺, Sr⁺, F, В ; ces eaux sont caractérisées par 100 <Σ⁺+ < 800 μeq, 0,35 < SiO₂, < 1, Ca⁺⁺/Na⁺< 5 ;
(2) l'altération des carbonates (Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, HCO₃⁻ ; 2000 < Σ⁺ < 5000 μeq/I/1 ; Ca⁺⁺/Na⁺ > 10 ; SiO₂/Σ⁺+< 0,1) ;
(3) la dissolution des évaporites gypseuses (Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, Sr⁺⁺, SO₄₋₋, B, F ; Σ⁺ — 10 000 μeq et salées (Na⁺, Cl⁻ ; Σ⁺ > 20 000 μeq/I). Les sulfates proviennent également de l'oxydation des minéraux sulfurés (schistes), В et Cl⁻ des argiles marines, SiO₂ de la silice amorphe (craie).
L'altération des silicates, appréciée par SiO₂ , décroît avec l'altitude dans chaque catégorie d'eau. Presque toutes les combinaisons ioniques entre Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, Na⁺ et Cl⁻, SiO₄⁻⁻ , HCO⁻₃ ont été trouvées, mais K⁺ est toujours secondaire. Les nutriments sont surtout liés aux conditions hydropédologiques. L'ordre relatif de minéralisation des eaux est : granite 1, gneiss et micaschistes 1,2, grès 1,3, basaltes-trachyandésites-rhyolites 3, gabbro 3,5, pélite 5, amphibolites et serpentinites 10, carbonates 20, gypse 60, halite 120.
Rivières, Composition chimique, Apport atmosphérique, Altération, France