Dissertations / Theses: 'Sols – Effets des métaux lourds'

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Eshghi, Malayeri Behrouz. "Décontamination des sols contenant des métaux lourds à l'aide de plantes et de microorganismes." Nancy 1, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1995_0353_ESHGHI_MALAYERI.pdf.

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Abstract:

Cette recherche est focalisée sur la biodepollution des sols contaminés par des métaux lourds. On a sélectionné des champignons et des plantes susceptibles d'accumuler les métaux lourds et de diminuer leurs quantités dans les sols pollués. L'effet toxique des boues industrielles contenant des quantités élevées de métaux lourds sur la croissance des champignons et des plantes a été déterminé. Les champignons métallo-tolérants peuvent survivre dans un milieu contenant jusque 30 g/l de métaux lourds. Une souche d'ascomycètes (penicillium expansum) peut accumuler environ 90 fois de métaux lourds par rapport au champignon témoin. Cependant, la quantité des métaux lourds retenue par ces micro-organismes, par rapport à leurs quantités totales, est négligeable. Certaines plantes cultivées ou spontanées présentent une grande tolérance aux sols contenant des doses élevées de métaux lourds. Parmi ces derniers certaines espèces montrent une capacité d'accumulation jusque 11 fois celle de plantes témoins. Ces plantes peuvent réduire la pollution du sol. Ces résultats confirment la réduction de la teneur des agents nocifs dans le sol. Ceci représente une première étape de la biodepollution du sol et contribue à la protection de l'environnement.

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Asmeta, Ahmed-Fayez. "Comportement hydrodynamique et ohysico-chimique des métaux lourds dans les sols." Reims, 1987. http://www.theses.fr/1987REIMS014.

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Abstract:

Le transfert des éléments minéraux est réalisé sur les sols de champagne (rendzine, limon) reconstitues en colonne en milieu contrôle. L'apport des éléments minéraux sous forme de sulfate en solution a doses élevées est effectué en une seule fois. Ensuite les colonnes sont arrosées pendant 4 mois régulièrement avec un volume d'eau équivalent a 400 mm de précipitation. En sol calcaire (rendzine) la mobilité des éléments minéraux est très faible. En sol de limon la mobilité des métaux est très variable.

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Blaudez, Damien. "Etude des interactions entre métaux lourds et champignons ectomycorhiziens : capacités d'accumulation, mécanismes d'absorption, et influence sur la physiologie de plantes hôtes." Nancy 1, 2000. http://www.theses.fr/2000NAN10097.

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Abstract:

Le premier objectif du travail de thèse était d'étudier la tolérance des champignons ectomycorhiziens aux métaux lourds et d'évaluer leur potentiel d'accumulation en tant que bioindicateurs de la pollution métallique d'un sol. Des tests de tolérance de souches ectomycorhiziennes ont permis de mettre en évidence une très forte variation intra- et interspécifique de la tolérance aux différents métaux. De plus, l'absence de relation entre l'origine de la souche (sol pollué ou non pollué) et son niveau de tolérance a été démontrée. Les fructifications des champignons ectomycorhiziens accumulent fortement les métaux lourds, et la composition en métaux dans leurs tissus reflète généralement la nature de la pollution présente dans le sol. La deuxième partie des travaux de recherche consistait à étudier les mécanismes d'absorption du cadmium chez les champignons ectomycorhiziens. Une approche isotopique basée sur l'utilisation du 109Cd a été utilisée. Il a été démontré que deux composantes existent au niveau de la cinétique d'absorption du Cd par les cellules fongiques. Un transport actif et saturable prédomine aux faibles concentrations en Cd (< 50 nM), alors qu'aux fortes concentrations l'absorption s'effectue principalement par diffusion. Les cations trivalents (Fe3+, Al3+ et La3+) et les acides organiques (acide oxalique principalement) sont de forts inhibiteurs de l'absorption du Cd. Les différentes espèces de champignons ectomycorhiziens n'ont pas les mêmes capacités à accumuler et à séquestrer le Cd. L'ensemble de ces expériences démontre plus généralement la capacité des champignons ectomycorhiziens à absorber le Cd et à l'accumuler dans différents compartiments cellulaires. La fixation du Cd sur les parois cellulaires et l'accumulation du Cd dans la vacuole peuvent être envisagées comme étant deux mécanismes potentiels de détoxication de ce métal. Enfin, la troisième partie des travaux de thèse avait pour objectif d'étudier l'effet de la mycorhization sur la physiologie de la plante hôte en présence de métaux lourds. L'influence d'un stress métallique sur la nutrition azotée de plants de bouleau mycorhizés ou non a été déterminée. L'absorption de l'azote inorganique est moyennement (chez les plants mycorhizés) à fortement réduite (chez les plants non mycorhizés) en présence de Cd et Cu. Par contre, l'absorption d'azote organique est faiblement inhibée par le Cd et le Cu chez les plants non mycorhizes, et elle n'est pas inhibée chez les plants mycorhizés. Un effet filtre du manteau fongique pour le Pb et le Zn a pu être observé par microscopie électronique dans le cas des mycorhizes de type suilloïde. Par contre, aucune différence significative du contenu en métaux n'a été observée entre les différents tissus des autres types de mycorhizes de pin et de bouleau. Enfin, il a été démontré que le statut mycorhizien était bénéfique dans les premières phases de croissance de plantules de bouleau introduites sur un sol pollué par les métaux lourds.

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Grelle, Claire. "Impact des métaux lourds sur les peuplements de macroinvertébrés de la faune du sol : influence du cadmium et du plomb sur différents aspects de la physiologie de deux modèles biologiques : Lithobius forficatus (myriapode chilopode) et Eisenia fetida (annelide oligochete)." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-293.pdf.

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Abstract:

Dans le cadre du programme de recherches concertees environnement et activites humaines - etude d'un secteur pollue par les metaux mis en uvre par le conseil regional du nord-pas de calais, l'etude de l'etat de la faune invertebree du sol d'une zone polluee par les metaux a ete entreprise. Le suivi annuel de la diversite faunistique de cinq stations presentant des degres divers de pollution ainsi que celui de deux stations temoins a ete realise. Il n'a pas ete mis evidence de distorsion flagrante de la qualite des peuplements dans les zones moyennement polluees. Inversement, la faune de la pelouse metallicole d'auby presente un important deficit en invertebres decomposeurs a mettre en relation avec l'accumulation de litiere observee. Dans un deuxieme temps et dans un souci de developpement d'outil de diagnostic des zones contaminees, l'etude de la physiologie et du stress metallique chez deux modeles biologiques eisenia fetida (annelide, oligochete) et lithobius forficatus (myriapode, chilopode) a ete entreprise. Les dynamiques d'accumulation des metaux ont mis en evidence des strategies opposees de detoxication : eisenia fetida stocke de maniere cumulative le cadmium et le plomb alors que lithobius forficatus apres une breve periode d'accumulation du metal ingere, l'excrete de maniere efficace. Aucun effet des metaux sur differentes cibles enzymatiques, biomarqueurs potentiels n'a ete mis en evidence. La localisation tissulaire des metaux chez les deux modeles a ete tentee par voie d'autometallographie.

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Etien, N'Dah. "Contribution à l'étude des effets d'un polluant métallique (le Cadmium) sur la physiologie respiratoire des communautés mino et meiobenthiques de microcosmes sédimentaires expérimentaux." Bordeaux 1, 1985. http://www.theses.fr/1985BOR10537.

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Abstract:

L'action d'un polluant metallique, le chlorure de cadmium, sur les communautes vivantes de microcosmes sedimentaires experimentaux est analysee ; le test biologique de l'intoxication consiste en une modification de la physiologie respiratoire (respiration et activite ets) mesuree par l'intermediaire d'aliquotes prelevees dans les compartiments sedimentaires etudies (sediments entier et lyophilise, meiofaune seule). Les etudes preliminaires portant sur des microcosmes non intoxiques, ont permis de situer la place de chaque fraction sedimentaire dans le systeme microcosmique. Il apparait que le sediment entier a un metabolisme respiratoire en general superieur a celui du sediment lyophilise et toujours tres superieur a celui de la meiofaune seule. D'autre part, l'action du chlorure de cadmium sur les differents maillons du systeme doit etre definie plus en terme de sensibilite que de doses. C'est ainsi que la meiofaune extraite du sediment est plus sensible au cadmium que les sediments entier et lyophilise ; ce phenomene pourrait etre lie au haut degre de complexite de ces deux compartiments sedimentaires

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Sagna, Bacary. "Effet d’une pollution (métaux lourds et pesticides) et d’amendement (Fumier) sur les activités enzymatiques de différents sols." Thesis, Paris Est, 2009. http://www.theses.fr/2009PEST0076.

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Abstract:

La fertilité, la pollution de l’écosystème sol sont devenues aujourd’hui des préoccupations etdes problèmes écologiques majeurs. L’objectif de cette étude est d’arriver à travers l’activitémicrobienne (hydrolyse de la FDA) et un large panel de 16 enzymes (phosphatases,hétérosidases, polysaccharidases, oligosaccharidases, oxydasses), à appréhender l’impact depolluants et d’amendement. Cinq sols aux caractéristiques physico-chimiques différentes ontété étudiés, et ont été soumis à différents traitements réalisés en microcosmes. Ces traitementsont porté sur l’ajout de zinc, cadmium, d’un herbicide, d’un insecticide, d’un fongicide, d’unnématicide et de fumier.L’expression des activités enzymatiques dépend fortement du type de sol. Ainsi lafraction limoneuse du sol jouerait un rôle crucial dans l’expression des enzymes telluriques. Parailleurs les résultats obtenus ont montré que des sols très proches d’un point de vu physicochimiquene le sont pas forcément au niveau enzymatique et microbien.L’ajout du fumier dans nos différents sols a entraîné quelque soit le type de sol defortes modifications positives des activités microbiennes et enzymatiques. L’effet stimulateurdu fumier sur l’activité microbienne et enzymatique dépend non seulement des paramètres dusol mais surtout de son activité initiale. Entre autre, l’impact positif du fumier est moinsmarqué dans les sols ayant des activités enzymatique ou des quantités de matière organiquefaibles. La tendance semble s’inversée concernant l’activité microbienne.L’impact des métaux lourds sur l’activité microbienne et les enzymes testées esttributaire des paramètres (argile, M.O), et de la nature des métaux lourds. Le cadmium s’avèreplus néfaste que le zinc. Si la majorité des activités enzymatiques sont diminuées par laprésence de métaux lourds d’autres en revanche ne sont pas impactées.La présence de pesticides dans nos sols révèle une grande disparité de résultat. Selon letype de sol, le type d’enzyme, une inhibition, un effet neutre ou bien une stimulation del’activité microbienne ou enzymatique par les pesticides ont été observés.Cette étude a permis de montrer que les enzymes sont très réactives aux différentesperturbations anthropiques quelque soit le type de sol considéré. Cependant cette réactivité setraduit par une très grande diversité des réponses. Cette diversité de réponse résulte d’ungrand nombre de paramètres liés aussi bien aux caractéristiques physico-chimiques quebiologiques du sol. Il n’a donc pas été possible de définir une enzyme ou groupe d’enzymesusceptible d’être utilisée comme indicateur pour l’ensemble des sols ou des traitements
Fertility and pollution of the soil ecosystem have become today’s concern and major ecologicalproblems. The objective ofthis study is to estimate through microbial activity (hydrolysis ofFDA) and a wide range of 16 enzymes (phosphatases, heterosidases, polysacchridases,oligosaccharidases, oxydase), the impact of pollutants and amendment in soil. The five soilsstudied are different regarding their physical and chemical characteristics. This soils are areexposed to different treatments in microcosms. These treatments consist to pollute our soilswith heavy metals (zinc, cadmium), pesticides (herbicide, insecticide, fungicide, nematicide)or to add manure.Our results showed that the expression of enzymatic activities depends on soil type.Thus, the silt fraction of soil plays a crucial role in this expression of soil enzymes. The soilswith physico-chemical characters are very similars, have not necessarily the same enzymaticprofile and expression or microbial activity.The presence of manure on our differents soils greatly increased the enzymatic andmicrobial activities. The stimulatory effect of manure depends on soil parameters but also theinitial enzymatic and microbial soil activities. The results showed that the positive impact ofmanure is less pronouncing in soils where the initial enzyme activity and organic matterquantity are low.The impact of heavy metals on microbial activity and enzymes tested depends on soilparameters (clay, organic matter, pH, ...) and nature of heavy metal. Cadmium is more toxicand longer decreases enzymatic and microbial activities than zinc. The presence of heavymetals in soils has reduced most of enzymes activity. Other enzymes are also unchanged orincreased by the pollutants.Soil pollution by pesticides show a large disparity and diversity of results. Dependingon soil type or the enzyme tested, the diffrents results showed an increase, neutral effect ordecrease by pesticides of enzymes and microbial activities.Watever the type of soil considered, this study has shown that soil enzymes are verysensitive and responsive to human disturbance. The reactivity of telluric enzymes is manifestedby a very large diversity of responses. Diversity responses of soil enzymes is depended tophysico-chemical characters and also soil biological parameters. In this study, it is verydifficult to define one or group of enzymes as a bioindicator for all soil disturbances

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Delorme, Thierry. "Tolérance aux métaux lourds des bactéries de sédiments fluviatiles : acclimatation au zinc d'une souche d'Alcaligenes piechaudii." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10134.

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Abstract:

Bien que faiblement contamine par les metaux, le sediment de l'ile de grand-gravier, contient des bacteries metallo-resistantes. Une souche d'alcaligenes piechaudii (zn11) pouvant se developper sans acclimatation prealable au zinc, en presence de 8 mm de zinc, a ete isolee. Son acclimatation au zinc a ete plus particulierement etudiee. En presence de fortes concentrations metalliques, la cinetique de croissance d'a. Piechaudii zn11 presente une phase de latence d'autant plus importante que la concentration metallique est elevee. L'entree du zinc, par les transporteurs du magnesium, entraine des blocages du metabolisme bacterien, se traduisant par une perte de viabilite importante. La phase de latence est une phase de reparation cellulaire et d'induction d'un mecanisme d'efflux energie dependant, impliquant une atpase. L'induction de la resistance a 3mm par une culture en presence de 50m de zinc a ete caracterisee par deux phases. La premiere est probablement liee a un phenomene de stress. Les proteines de stress induites par la presence du zinc 50m protegeraient la cellule vis a vis des effets du zinc a de plus fortes concentrations metalliques. La seconde phase serait due a la mise en place du mecanisme d'efflux. Le phenomene de stress semble persister dans les bacteries acclimatees au zinc 3mm. La resistance d'a. Piechaudii zn11 au zinc est induite par des precultures en presence de differents metaux (cadmium, cobalt, et cuivre) ; la reciproque est egalement observee. Toutefois, la croissance des cellules acclimatees au zinc 3mm est inhibee par l'apport de faibles teneurs de ces metaux. Le mecanisme de resistance au zinc serait donc specifique. Seul l'isolement des genes de la resistance au zinc (non obtenu) indiquera si a. Piechaudii zn11 possede un seul mecanisme de resistance capable d'expulser les divers metaux testes, ou si chaque metal necessite son propre mecanisme, comme cela semble etre le cas avec le nickel

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Godet, Jean-Philippe. "Intérêt des isopodes terrestres dans l’évaluation de la qualité des sols : recherche de paramètres indicateurs de la pollution par des éléments traces métalliques et contribution à la mise au point d’un outil écotoxicologique de terrain." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10160/document.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une problématique liée à la contamination des sols par les éléments traces métalliques (ETM) et à la nécessité de développer des outils d’indication permettant le diagnostic et le suivi de la qualité des milieux terrestres. L’objectif de ce travail de thèse a été de rechercher chez deux modèles biologiques, Oniscus asellus et Porcellio scaber (Crustacea, Isopoda), des paramètres indicateurs de la contamination des sols par des ETM, et spécifiquement des litières, dans le but de contribuer à la mise au point d’un outil écotoxicologique de terrain à destination des gestionnaires de l’environnement et visant à renseigner sur l’état de fonctionnement des écosystèmes et particulièrement des habitats ligneux. Ce travail a portée d’une part, sur des études menées in situ qui ont concerné la caractérisation de populations d’isopodes (abondance, structuration par âge, paramètres liés à la reproduction, paramètres biométriques, bioaccumulation) en lien avec les paramètres physico-chimiques des sols (pH, teneurs en CaCO3 total et en MO, ratio C/N, concentrations en Cd, Pb, Zn et Cu). D’autre part, en parallèle des études de terrain, des études ex situ menées au laboratoire en conditions contrôlées ont été réalisées, dans lesquelles des paramètres tels que la croissance, la bioaccumulation, le comportement d’évitement ou encore la dynamique de population ont été étudiées chez P. scaber exposé à des litières de peuplier collectées sur le terrain et présentant un gradient de contamination en Cd, Pb et Zn. Les études in situ n’ont pas mis en évidence de différence entre des populations issues d’environnement massivement contaminés par des ETM ou non. Bien que les individus issus de sites massivement contaminés soient fortement imprégnés par des ETM, il semblerait que les populations soient physiologiquement adaptées pour tolérer ces éléments. En revanche, les expérimentations menées en conditions contrôlées ont montré l’intérêt de l’utilisation de P. scaber dans des tests d’écotoxicité pour l’évaluation de la qualité des litières, et ceci au travers de la mesure de la croissance ou de tests comportementaux d’évitement
Soil pollution by metals traces elements (MTE) is a worldwide concern in industrialized countries. For biomonitoring, it is necessary to develop indicator tools to evaluate the quality of terrestrial medias. The aim of this thesis was to research in Oniscus asellus and Porcellio scaber (Crustacea, Isopoda), indicator parameters of soil contamination by MTE, and especially of litter, to contribute to the development of ecotoxicological field tool to assess soil quality and terrestrial ecosystems. First, studies performed in situ, have concerned characterisation of woodlouse populations from ligneous habitats (abundance, age structure, reproduction, biometrical parameters, bioaccumulation) with the regard to physicochemical parameters of soil (pH, CaCO3 and MO contents, ratio C/N, Cd, Pb, Zn and Cu concentrations). Secondly, studies ex situ were also performed in controlled conditions in laboratory. Parameters have concerned growth rate, bioaccumulation, behavioural avoidance or population dynamics in P. scaber exposed to field litter contaminated by Cd, Pb and Zn. Field studies didn’t show any difference between woodlouse populations from contaminated sites or not. Actually, although MTE body burdens in woodlice from massively contaminated sites were high, it seemed that field populations were physiologically adapted to contaminants. In other hand, laboratory investigations were shown the interest of the use of P. scaber in ecotoxicity tests to assess litter quality. These studies have notably shown the sensitivity of growth rate and behavioural avoidance of P. scaber as endpoints in ecotoxicity tests

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Dai, Jun. "Effets de la localisation et de la spéciation des métaux lourds sur leur impact biologique dans des sols pollués du Nord de la France." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066080.

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Herrera, Aude. "Adaptation génétique et fonctionnelle des communautés bactériennes dans les sols extrêmes de Nouvelle-Calédonie." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10086.

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Abstract:

Grâce à leur fort potentiel adaptatif, les bactéries sont capables de se développer dans des sols fortement perturbés, caractérisés par des conditions édaphiques souvent hostiles à la vie. Ce programme de recherche a spécifiquement porté sur les sols de Nouvelle-Calédonie, véritables modèles de sols extrêmes en écologie. Ces sols, issus de roches ultramafiques, présentent en effet des carences en nutriments et des teneurs élevées en nickel. Par ailleurs, l'exploitation des mines de nickel a conduit à la destruction de la végétation sur de nombreux sites. Au cours de ces travaux, plusieurs méthodes complémentaires, basées sur des approches de microbiologie et de génomique environnementale, ont été utilisées, afin d'appréhender d'un point de vue taxonomique mais aussi fonctionnel l'adaptation des communautés bactériennes à ces sols, y compris des bactéries non-cultivées. Cette étude a permis de comprendre l'impact de l'anthropisation que représentent l'activité minière et les processus de revégétalisation sur les communautés bactériennes du sol, et suggère le fort potentiel adaptatif des Actinobactérie

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Boucher, Uriel. "Dynamique des associations Matières Organiques Particulaires - Elements Traces Métalliques dans les sols au cours de leur biodégradation." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2013. http://www.theses.fr/2013AGPT0070.

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Abstract:

Dans les systèmes sols – plantes contaminés par des Eléments Traces Métalliques (ETM), ces métaux sont susceptibles d'être étroitement associés aux Matières Organiques Particulaires (MOP) issues des résidus végétaux restitués au sol. Ce travail se propose de caractériser la dynamique de ces associations Eléments Traces Métalliques – Matières Organiques Particulaires et les interactions entre dynamique des ETM et dynamique des MOP, au cours d'incubations in vitro de résidus végétaux plus ou moins contaminés en ETM et placés dans une matrice de sol.Basés sur des expériences associant des fragments de feuilles d'une métallophyte, A. halleri, à un sol agricole de grande culture, les résultats ont montré que :• la minéralisation globale du C dans les microcosmes n'est pas affectée par la richesse en Zn et Cd des feuilles d'A. Halleri, même si la minéralisation des fractions biochimiques les moins facilement biodégradables est ralentie.• A l'incorporation au sol des résidus végétaux, une fraction majeure du Cd et Zn initialement retenus en leur sein est très rapidement solubilisée par des processus abiotiques et refixée sur les constituants du sol, tandis qu'à l'inverse une partie de Pb et Cu du sol est « arrachée » de ses sites de fixation et se lie quasi-immédiatement aux résidus végétaux apportés, par l'intermédiaire de la solution du sol.• Les résidus végétaux apportés ont tendance à se ré-enrichir ensuite progressivement en ETM, mais pratiquement pas au-delà des 14 premiers jours d'incubation durant lesquels se produit l'essentiel de la minéralisation. L'accumulation relative liée à cette minéralisation explique sans doute en partie cette phase d'enrichissement, mais d'autres changements, notamment au niveau des interfaces MOP – microorganismes – solution, doivent nécessairement être invoqués. Suite à cela, une compilation des données de la littérature a permis de généraliser les processus d'enrichissement, d'accumulation ou de libération de Cd, Zn, Pb et Cu par les résidus végétaux au cours de leur décomposition. Il ressort notamment que, indépendamment du type de résidus considéré, leur tendance à accumuler des ETM au cours des premières phases de leur décomposition s'inverse à partir de 45-50 % de perte de masse ; ils commencent alors à représenter des sources d'ETM pour les autres constituants du sol.Ces flux d'ETM liés à la biodégradation des associations ETM-MOP représentent des phénomènes importants à prendre en compte dans le cadre de l'évaluation des risques associés à la phyto-gestion des sites contaminés et à la phyto-stabilisation en particulier
In soil – plant systems contaminated by Trace Metals (TM), these metals are expected to be closely bound to particulate organic matter (POM) coming from plant debris. The present work aims at characterizing the dynamic of TM – POM associations and the interactions between the fate of trace metals and of particulate organic matter, during in vitro incubations of more or less contaminated plant parts mixed into a soil matrix.Experiments using leaves of metallophyte A. halleri and an unpolluted arable soil sample have shown:• Overall mineralization of C of studied microcosms was not affected by Zn and Cd load of A. halleri leaves, but the mineralization of less biodegradable plant fractions was slower in case of metal rich ones.• When leaves are mixed within the soil matrix, a major part of Cd and Zn that they contained was quickly dissolved by abiotic processes and fixed back onto other soil constituents, whereas parts of soil Pb and soil Cu are extracted and moved onto incorporated POM, via the liquid phase.• Then the incorporated plant residues progressively tend to accumulate all studied TM but only during the first 14 days, the essential period with respect to mineralization. So, the relative increase of TM contents due to loss of organic matter partly explains increasing metal contents, but other transformations, especially around POM – microorganism – solution interfaces, must be considered.Apart from these experiments, a comparative literature review allowed to further understand and generalize the processes of metal enrichment, accumulation or release by plant residues during their decomposition. It is noteworthy that, independently of plant residue type, their trend to accumulate TM during the first stages of transformation comes to a reversal beyond about 45-50% of mass loss; from that point, they start to become a source of TM for other soil constituents.These fluxes of trace metals related to the biodegradration of TM – POM are important phenomena to be taken into account for the risk assessment of phyto-management options and especially of phyto-stabilization of metal polluted soils

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L'Huillier, Laurent. "Biodisponibilité du nickel dans les sols ferrallitiques ferritiques de Nouvelle-Calédonie : effets toxiques de Ni sur le développement et la physiologie du maïs." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20292.

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Abstract:

La mobilite et la biodisponibilite du nickel ont ete caracterisees dans les sols ferrallitiques ferritiques de nouvelle-caledonie. Il s'avere qu'elles sont plus elevees dans les sols de plaine qu'en piedmont. Cette difference proviendrait principalement de la presence de ni lie a de la goethite en plaine. En outre, des seuils de toxicite de ni dans la plante et dans la solution ont ete definis. Ainsi, la croissance du mais, au stade 75 cm de haut au niveau de la ligule de la 9#e#m#e feuille degainee, est significativement ralentie lorsque ses parties aeriennes contiennent plus de 12 3 g de ni. G#1 ms. Dans la solution, le seuil defini est un indice de toxicite tenant compte des activites de ni, ca et mg. Les effets toxiques du nickel sur la physiologie du mais sont nombreux. Il apparait que ni diminue principalement l'activite mitotique du meristeme racinaire, soit par une reduction de l'apport de saccharose suite a un blocage de la degradation de l'amidon dans les chloroplastes des cellules de la gaine perivasculaire, soit par une fixation au niveau du meristeme pour en perturber gravement le fonctionnement. Par ailleurs, ni diminue egalement l'activite pompe a protons de l'atpase plasmalemmique des racines. D'autre part, des differences de sensibilite au nickel ont ete mises en evidence entre deux cultivars de mais. Les implications de ces resultats sur la physiologie du mais sont discutees

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Doillon, Didier. "Déterminants moléculaires de la tolérance au zinc des microorganismes eucaryotes." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10131/document.

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Abstract:

La pollution par les métaux lourds entraine des conséquences néfastes pour les sols et pour les communautés qui les colonisent. Afin d'étudier la diversité des mécanismes moléculaires mis en jeu par ces organismes en réponse au stress métallique, deux approches différentes ont été menées.Premièrement, une approche ciblée de caractérisation fonctionnelle de gènes impliqués dans l'homéostasie et la tolérance au zinc a été menée chez Laccaria bicolor, un champignon ectomycorhizien modèle à forte valeur économique ajoutée. L'homéostasie et la tolérance au zinc sont essentiellement liées à l'activité des transporteurs des familles ZIP (Zrt-, Irt- related Protein) et CDF (Cation Diffusion Facilitator). Une étude phylogénétique a permis de mettre en évidence une expansion du nombre de gènes appartenant à ces deux familles dans le génome de L. bicolor, comparé à celui de S. cerevisiae. Le niveau d'expression de ces différents gènes a ensuite été étudié dans différents tissus fongiques ou en présence de différentes concentrations en zinc. L'étude s'est poursuivie par la caractérisation fonctionnelle et la localisation subcellulaire de plusieurs membres CDF et ZIP. L'ensemble de ces analyses ont permis d'affiner fortement les connaissances dans le domaine de l'homéostasie et de la tolérance au zinc chez les champignons ectomycorhiziens. Enfin, une approche expérimentale innovante de métatranscriptomique a également été utilisée. Cette étude du métatranscriptome a permis la comparaison de fonctions exprimées au sein de communautés de microorganismes eucaryotes colonisant des sols d'intérêt (contaminé, anciennement contaminé et non contaminé par des métaux lourds). Des banques environnementales d'ADNc construites à partir des ARN messagers extraits directement de ces sols ont été criblées par complémentation fonctionnelle de mutants de levures sensibles au zinc. Cette étude a permis l'identification de nouveaux gènes et de nouveaux mécanismes impliqués dans la résistance au zinc. La mise au point de cette approche ouvre de nouvelles perspectives intéressantes au niveau de la recherche fondamentale mais aussi de la recherche appliquée en permettant la détection de gènes d'intérêt, que l'organisme soit cultivable ou non
Heavy metal pollution leads to harmful impacts on lands and their associated communities. In order to study the diversity of the molecular determinants involved in metal tolerance by these organisms, two different strategies were employed. First, the mechanisms involved in zinc homeostasis and tolerance were studied by functional characterization of selected genes in Laccaria bicolor, an ectomycorrhizal model fungus with high economic value. Zinc homeostasis and tolerance mechanisms are mainly achieve d through the intracellular traffic of zinc mediated by transporters belonging to the ZIP (Zrt-, Irt- related Protein) and CDF (Cation Diffusion Facilitator) families. Phylogenetic analyses revealed an expansion of both CDF and ZIP gene numbers in the genome of L. bicolor, when compared to that of S. cerevisiae. Gene expression was also studied in different fungal tissues or under different zinc concentrations in the culture medium. Moreover, the functional characterization of several CDF and ZIP members was performed, as well as their subcellular localization. These data allowed us to refine the knowledge on the molecular mechanisms involved in both zinc homeostasis and tolerance in ectomycorrhizal fungi. Finally, an innovative experimental approach of metatranscriptomics was used. The study of the soil metatranscriptome from eukaryotes allows the comparison of functions expressed in eukaryotic communities colonizing different types of soil (contaminated, formerly contaminated, or non-contaminated by heavy metals). Environmental cDNA libraries constructed from mRNA extracted directly from these soils were screened by functional complementation of yeast mutants sensitive to zinc. This study allowed the identification of new genes and new mechanisms involved in zinc resistance. The development of this approach opens new insights into both fundamental and applied research for the detection of genes of interest, whatever the organism is cultivable or not

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Smith, Rose-Michelle. "Transfert de polluants émergents issus du secteur de la santé entre les compartiments sol/sédiment et eau en présence de cuivre- Effet cocktail." Thesis, Reims, 2018. http://www.theses.fr/2018REIMS047.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour objectif d'étudier le comportement de produits pharmaceutiques dans l’environnement aux interfaces sédiment/sol-eau afin de mieux comprendre les processus mis en jeu suite à leur rejet, leur devenir et leur impact. Ainsi la rétention de quatre produits pharmaceutiques a été étudiée sur différents solides (sol/sédiment). La capacité d’échange cationique a été identifiée comme le paramètre prépondérant gouvernant la rétention du propranolol, le pH gouvernant celle du sotalol. Dans le cas des mélanges de contaminants, une compétition pour les sites de surface a pu être mise en évidence avec notamment une diminution de l’adsorption du sotalol et du furosémide. L’influence du cuivre, métal ubiquiste dans l’environnement, sur la rétention des produits pharmaceutiques a également été étudiée. Si celui-ci n’a pas eu d’influence sur la rétention du propranolol, du sotalol et du furosémide, il a par contre augmenté la mobilité du sulfaméthoxazole dans l’environnement en diminuant son adsorption. Enfin, il a été montré que la présence de ces polluants dans l’environnement induit des effets toxiques sur des organismes aquatiques
This thesis aims at studying the behaviour of pharmaceuticals in the environment at sediment/soil-water interfaces in order to better understand the involved processes following their release, their fate and their impact. Thus, the retention of four pharmaceuticals was investigated on different solids (soil/sediment). The cation exchange capacity has been identified as the parameter governing the propranolol retention and the pH value governing sotalol adsorption. In the case of contaminant mixtures, a competition for the surface sites was evidenced with in particular a decrease of sotalol and furosemide adsorption.The influence of copper, a ubiquitous metal in the environment, on pharmaceutical retention was also studied. Although copper did not influence the retention of propranolol, sotalol and furosemide, its presence increased the mobility of sulfamethoxazole in the environment by decreasing its adsorption. Finally, it has been shown that the presence of these pollutants in the environment induced toxic effects on aquatic organisms

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Bassimon, Chloe. "Μycοremédiatiοn d'un sοl industriel cο-cοntaminé en métaux et ΗAΡ : dévelοppements analytiques pοur le suivi de la dégradatiοn/dispοnibilité/accessibilité des pοlluants et changement d’échelle des études en micrοcοsmes de sοl biοaugmentés." Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2025. http://www.theses.fr/2025NORMR007.

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Abstract:

À l’heure actuelle, la contamination des sols est une problématique majeure. En France, un peu plus de 10 045 sites et sols pollués ont été recensés à la mi-2022. D’après une étude de 2018, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et les éléments traces métalliques (ETM) étaient responsables de cette pollution à hauteur de 14% et 23%, respectivement. La pollution des sols a un impact significatif sur la biodiversité des écosystèmes et la santé humaine. Dans le cadre des politiques d’urbanisation et d’une « zéro artificialisation nette » des sols, la restauration des friches industrielles présente un grand interêt, mais la dépollution de sols co-contaminés en HAP et ETM reste un défi. La mycoremédiation, procédé utilisant les capacités naturelles de souches fongiques afin d’éliminer ou de transformer certains polluants présents dans une matrice environnementale, suscite un intérêt grandissant de par la résistance de certaines souches fongiques à la co-contamination et à leur capacité à coloniser les sols par leur réseau mycélien. Ces travaux de thèse ont permis d’amorcer le développement de nouveaux outils analytiques pour l’analyse des HAP et de certains métabolites oxygénés (cétones, quinones, hydroxylés) de manière semi-automatisée par thermodésorption couplée à la GC-MS/MS en tandem. Une nouvelle méthode, utilisant un polymère de cyclodextrine, a été appliquée pour évaluer la bioaccessibilité des HAP dans le sol industriel d’étude. Une étude en microcosmes de sol d’une durée de 6 mois a permis d’exclure l’utilisation de la souche modèle Absidia cylindrospora pour la mycoremédiation du sol étudié : les fortes concentrations et disponibilités de certains ETM (Pb, Cu, Zn), la très faible bioaccessibilité des HAP, n’ont pas permis à la souche fongique de contribuer significativement à la biodégradation des HAP. De nouvelles souches fongiques ont été isolées à partir du sol industriel. Une souche indigène de Penicillium annulatum résistante aux Cu, Pb et Zn et capable de biodégrader les HAP a été sélectionnée pour une étude à plus grande échelle, en bac pouvant contenir 2 kg de sol. Après inoculation sur un support solide original, un développement fongique important a été observé dans le sol ainsi que la dégradation significative des polluants organiques (en moyenne 22% pour les HAP et 33% pour les polychlorobiphényles (PCB)) en moins de 4 mois
Soil contamination is a major issue today. In France, over 10,045 polluted sites and soils had been identified by mid-2022. According to a 2018 study, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and trace metals (TMEs) were responsible for 14% and 23% of this pollution, respectively. Soil pollution has a significant impact on the biodiversity of ecosystems and human health. In the context of urbanisation policies and ‘zero net artificialisation’ of soils, the restoration of brownfield sites is of great interest, but the decontamination of soils co-contaminated with PAHs and TMEs remains a challenge. Mycoremediation, a process that uses the natural capacities of fungal strains to eliminate or transform certain pollutants present in an environmental matrix, is attracting growing interest due to the resistance of certain fungal strains to co-contamination and their ability to colonise soils through their mycelial network. This thesis work led to the development of new analytical tools for the semi-automated analysis of PAHs and certain oxygenated metabolites (ketones, quinones, hydroxylates) using thermodesorption coupled with tandem GC-MS/MS. A new method, using a cyclodextrin polymer, was applied to assess the bioaccessibility of PAHs in the industrial studied soil. A 6-month study in soil microcosms ruled out the use of the model strain Absidia cylindrospora for the mycoremediation of the studied soil: the high concentrations and availability of certain TMEs (Pb, Cu, Zn) and the very low bioaccessibility of PAHs meant that the fungal strain could not make a significant contribution to PAH biodegradation. Then new fungal strains were isolated from the industrial soil. An indigenous strain of Penicillium annulatum, resistant to Cu, Pb and Zn and capable of biodegrading PAHs, was selected for a larger-scale study, in a container that could hold 2 kg of soil. After inoculation thanks to an original solid support, significant fungal growth was observed in the soil, as well as significant degradation of organic pollutants (22% for PAHs and 33% for polychlorinated biphenyls (PCBs) on average) in less than 4 months

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Poirel, Jessica. "Réponses adaptatives des communautés bactériennes telluriques aux métaux et métalloïdes : liens avec la disponibilité des polluants métalliques dans les sols." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0164.

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Abstract:

La mesure des effets des éléments en traces métalliques (ETM) sur les microorganismes, acteurs majeurs du fonctionnement des sols, constitue une approche complémentaire des analyses physico-chimiques dans l'évaluation de leur impact éco-toxicologique. La démarche scientifique présentée ici visait à déterminer dans quelle mesure la diversité, l'abondance et l'expression de gènes bactériens de résistance aux métaux et métalloïdes pourraient constituer des biomarqueurs pertinents des concentrations biodisponibles en ETM dans les sols contaminés et de leur impact sur les communautés bactériennes. Dans cette étude, nous nous sommes focalisés sur les gènes de résistance arsB/ACR3(1) codant les pompes d'efflux de l'arsénite, largement répandues chez les procaryotes, et aioA codant une arsénite-oxydase. Une technique de PCR en temps réel, utilisant des amorces dégénérées conçues au cours de travaux de thèse précédents (Achour et al., 2007 ; Quéméneur et al., 2008), a été développée pour quantifier ces gènes cibles et leurs transcrits dans des systèmes d'étude de plus en plus complexes, de la culture liquide aux microcosmes de sols. Cette recherche d'interprétations physiologiques et écologiques des réponses bactériennes à une exposition à l'arsenic a été intégrée dans le projet ANR Multipolsite (ANR CES 2008). Il a dès lors été possible d'étudier, dans un contexte d'atténuation naturelle et de phytoremédiation, l'abondance des gènes arsB, ACR3(1) et aioA in situ et sur le long terme en fonction de différents traitements telles que la présence de végétation et la désorption-thermique de ce sol multi-contaminé aux HAP et aux ETM. Ces travaux ont également abouti à la conception d'amorces dégénérées ciblant les gènes de résistance aux cadmium, zinc et plomb, gènes codant les ATPases de type PIB étant des pompes d'efflux spécifiques de ces ETM
Arsenic is a widespread toxic metalloid which is a major issue of public health. Its presence in the environment is naturally due to the geochemical background, i.e. the weathering of parent material and volcanic eruptions, but the main contamination sources are anthropogenic activities such as mining and metalworking industry. We describe a real-time PCR assay for the quantitative detection of arsB and ACR3(1) arsenite transporter gene families, two ubiquitous and key determinants of arsenic resistance in prokaryotes. The aioA gene encoding the large subunit of arsenite-oxidase was monitored in parallel. This study aimed to determine whether diversity, abundance and expression of these arsenite efflux pumps could serve as suitable biomarkers of metalloid stress and provide means to assess the impact of contamination on soil bacterial communities. The assay was applied in batch growth experiments using a wasteland soil bacterial community as an inoculum to investigate the effect of increasing arsenic concentrations on genes and transcripts abundances. To confirm previous results, further studies on the abundance and expression of arsB and ACR3(1) in indigenous soil bacterial communities exposed to different levels of arsenic over various time periods have helped to gain a better understanding of how these genes contribute to the adaptation of the communities to arsenic stress and their role in shaping the community structure and diversity. On the other hand, metal transporting PIB-type ATPases are critical components of bacterial resistance to cadmium, zinc and lead. We therefore designed degenerate PCR primers targeting PIB-type ATPases and tested their specificity on reference strains, metal-resistant soil isolates and soil metagenomic DNA

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Chaâbene, Zayneb. "Identification et mesures de biomarqueurs infra-individuels chez le palmier dattier (Phoenix dactylifera) lors d’une contamination métallique : prédiction des voies métaboliques et description des mécanismes de détoxication des métaux impliqués." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10123/document.

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Abstract:

Les industries de traitement du phosphate dans le but de produire des engrais phosphatés, très présentes dans la zone côtière sud du Grand Sfax en Tunisie, sont à l’origine d’émissions atmosphériques et de rejets de déchets ; en l’occurrence du phosphogypse chargés de contaminants métalliques. La contamination des sols qui en résulte est une contamination persistante. Dans le but de mieux comprendre les effets de la contamination par les métaux engendrés par cette activité industrielle, une attention particulière a été portée sur une espèce d’importance économique, le palmier dattier Phoenix dactylifera. Le présent travail avait pour objectifs d'étudier la germination des graines et la variété Deglet Nour dans différents contextes de contamination métallique aux moyens de techniques de biotechnologie végétale impliquant la recherche in silico et la culture in vitro de vitroplant et à l’aide de deux approches. Une approche individuelle intégrative qui s’est servie de nombreuses mesures de biomarqueurs morphologiques et biochimiques chez l’espèce étudiée exposée à divers stress métalliques. Une deuxième approche, plus moléculaire et mécanistique avait pour but d’identifier des gènes qui répondent à une exposition au Cd, ou au Cu, ou au Cr capables de prédire les voies métaboliques impliquées. Cette seconde approche, basée sur l’exploitation d’une banque de cDNA de la variété Deglet Nour a permis l’identification de gènes de chélateurs et transporteurs de métaux. Le suivi des niveaux d’expression de ces gènes chez des plantes placées dans des conditions d’expositions métalliques variées a permis de mieux comprendre les mécanismes de détoxication des métaux mis en œuvre
The phosphate processing industries for the production of phosphate fertilizers, which are present in the southern coastal zone of the Grand Sfax in Tunisia, caused atmospheric emissions and waste discharges i.e., phosphogypsum loaded with metal contaminants. The resulting contamination of soils is a persistent contamination. In order to better understand the effects of metal contamination caused by this industrial activity and ultimately to propose measures for the rehabilitation and/or ecological restoration of the sites but also because of its economic importance, particular attention has been paid on the palm date (Phoenix dactylifera). The aim of this work was to study seed germination and growth of the Deglet Nour variety in various metal contamination contexts by means of plant biotechnology techniques involving in silico research and in vitro culture of vitroplant. Two approaches have been performed. An individual integrative approach that used numerous measurements of morphological and biochemical biomarkers in date palm exposed to various metal stresses. A second approach, more molecular and mechanistic, was performed to identify genes that respond when plants are exposed to Cd, Cu, or Cr which help for the prediction of the metabolic pathways that are affected by contaminants or involved in detoxification processes. This second approach, based on the exploitation of a cDNA library of the Deglet Nour variety, allowed the identification of genes coding for metal chelators and transporters. Monitoring of the levels of expression of these genes made it possible to better understand the detoxification mechanisms of metals in the palm date

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Schnackenberg, Ashley. "Les effets d’amendements sur la fonctionnalité des sols de potagers contaminés par les éléments métalliques et sur la réduction des dangers environnementaux et sanitaires." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILR055.

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Le besoin de nature en ville, l'engouement pour le « manger sain » et le contexte socio-économique difficile contribuent au développement du jardinage en milieu (péri)-urbain. Les collectivités sont régulièrement sollicitées pour la création de jardins collectifs. Or, de par leurs contextes environnementaux et historiques, les sols de potagers sont des milieux complexes, encore peu connus ; leurs fonctionnements peuvent être fortement perturbés par des dégradations physiques, chimiques et biologiques. Leur contamination peut même présenter un danger sanitaire notamment, en lien avec l'ingestion de particules de terre ou de légumes. Parmi les techniques pouvant améliorer le fonctionnement des sols et influer sur le comportement des polluants, notamment métalliques, l'ajout d'amendements tels que le compost de déchets verts, les produits phosphatés et carbonatés, les zéolites naturelles ou synthétiques, ou les sous-produits industriels (boues rouges, grenailles de fer, oxy-hydroxydes de fer) sont cités comme pouvant réduire la mobilité et la biodisponibilité des éléments métalliques. Se posent néanmoins les questions de l'efficacité de ces amendements et sa pérennité. La gestion des amendements, qu'ils soient organiques ou minéraux, pose toutefois question puisque ces derniers peuvent présenter des contaminants métalliques et/ou organiques. Or, le recours aux amendements comme méthode de gestion des sols de potagers et les risques sanitaires sur sols amendés restent encore assez peu étudiés.Le sujet de la thèse vise à étudier l'intérêt d'amendements organique et minéraux, pour gérer des sols de potagers urbains présentant des contaminations anthropiques modérées. Il s'agit d'évaluer le potentiel de ces amendements (utilisés seuls ou en mélange) pour réduire de façon durable la phytodisponibilité des polluants métalliques ainsi que l'exposition des jardiniers et de leur famille. Des expérimentations in situ seront réalisées dans différents contextes environnementaux et urbains et s'appuieront en amont sur des expérimentations ex situ visant à sélectionner le choix des amendements étudiés
The need for nature in the city, the craze for "healthy eating" and difficult socio-economic contexts contribute to the development of gardening in (peri-)urban areas. Communities are regularly solicited for the creation of collective gardens. However, due to their environmental and historical contexts, the soils of vegetable gardens are complex environments, still little known; their functioning can be strongly disturbed by physical, chemical and biological degradation. Their contamination can even present health hazards, particularly in connection with the ingestion of soil particles or vegetables. Among the techniques that can improve the functioning of soils and influence the behavior of pollutants, especially metallic ones, the addition of amendments such as green waste compost, phosphate and carbonate products, natural or synthetic zeolites, or industrial by-products (red mud, iron shot, iron oxy-hydroxides) are cited as being able to reduce the mobility and bioavailability of metallic elements. However, the effectiveness of these amendments and their durability are still in question. The management of amendments, whether organic or mineral, raises questions since they may contain metallic and/or organic contaminants. However, the use of soil amendments as a method of managing vegetable garden soils and the health risks on amended soils are still relatively unstudied.The subject of this thesis is to study the interest of organic and mineral amendments to manage urban vegetable garden soils with moderate anthropogenic contamination. The aim is to evaluate the potential of these amendments (used alone or in mixtures) to reduce in a sustainable way the phyto-availability of metallic pollutants as well as the exposure of gardeners and their families. In situ experiments will be carried out in different environmental and urban contexts and will be based on ex situ experiments aimed at selecting the choice of the studied amendments

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Ben, Ahmed Nada. "Conception de bio-indicateurs de polluant organique et de métaux lourds par encapsulation de micro-algues dans une matrice de silice synthétisée par le procédé sol-gel." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCC247.

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Abstract:

Le travail s’inscrit dans un cadre interdisciplinaire, à l’interface de la chimie sol-gel, la biologie et la physique des matériaux. Nous nous sommes intéressés en premier lieu à l’étude d’une matrice de silice obtenue par le procédé sol-gel à partir d’un mélange de silice colloïdale et de silicates de sodium. Le but était de comprendre les interactions entre les précurseurs et d’étudier l'effet des différents paramètres de synthèse sur la structure de la matrice afin de trouver les meilleures propriétés optiques et mécaniques. Ces matrices ont été largement caractérisées au moyen de différentes techniques (absorption UV-Visible, infrarouge, ATG, BET, RMN, MET et MEB). Cette étude nous permet pour la première fois de partir des propriétés finales désirées et de préciser la combinaison nécessaire pour les obtenir en termes de concentrations des précurseurs et de pH. Ensuite, nous avons pu étudier l’effet des propriétés de la matrice sur la survie des cellules photosynthétiques encapsulées et on a pu obtenir des matériaux phyco-compatibles avec une large gamme de propriétés optiques et mécaniques. Après avoir fixé les conditions de synthèse convenables pour la survie des micro-organismes, on a pu passer à l’étude de la fonctionnalité des matériaux en présence des contaminants toxiques (qui sont les métaux lourds Cd (II) et Pb (II) et un hydrocarbure aromatique polycyclique l’anthracène) et on a réussi à obtenir un biocapteur fonctionnel. De façon intéressante, une certaine spécificité de la détection a pu être obtenue en fonction du couple microalgue/matrice choisi
The work is an interdisciplinary framework, at the interface of the sol-gel chemistry, biology and physics of materials. First, we are interested to the study of a silica matrix obtained by sol-gel process from a mixture of colloidal silica and sodium silicate. The goal was to understand the interactions between the precursors and to study the effect of different synthesis parameters on the structure of the matrix in order to find the best optical and mechanical properties. These matrices have been extensively characterized using various techniques (UV-Visible absorption, IR, TGA, BET, NMR, TEM and SEM). This study allows us for the first time to choose final properties and to specify the initial combination to get them in terms of concentrations of precursors and pH. Next, we studied the effect of the matrix properties on the survival of photosynthetic encapsulated cells and we got phyco-compatible materials with a wide range of optical and mechanical properties. After precising the best synthesis conditions for the survival of microorganisms, one could proceed to study the functionality in the presence of toxic contaminants (heavy metals Cd (II) and Pb (II) and a polycyclic aromatic hydrocarbon: anthracene) and we managed to get a functional biosensor. Interestingly, some specificity of detection could be obtained according to the combination of microalga / selected matrix

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Chbib, Chaza. "Pollution des sols et des eaux souterraines par les pesticides dans la région d’Akkar au nord du Liban : évaluation des risques sanitaires." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10110.

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Abstract:

Akkar est la deuxième zone agricole au Liban. Les pesticides sont utilisés de façon excessive dans les activités agricoles et en conséquence, les eaux souterraines ont été fortement contaminées. En raison d'absence d'un réseau public de distribution d'eau, les eaux souterraines sont utilisées comme principale source d’alimentation en eau potable sans aucun traitement. Cette étude se concentre sur l'évaluation de la contamination des eaux souterraines et des sols par OCPs, OPPs, ONPs et par des métaux lourds afin de mieux caractériser le niveau de contamination. L’autre partie se focalise sur l'évaluation des risques de la pollution sur la population.Des niveaux élevés de pesticides ont été détectés dans les eaux de nombreux villages. De même, des concentrations élevées d’OCPs ont été détectées dans le sol agricole. En outre, une variation significative a été observée en fonction de la profondeur du sol. Les résultats ont montré que certains pesticides, déjà interdits sont actuellement utilisés dans cette plaine. Pour compléter les travaux, les éléments traces métalliques (As, Pb, Cr, Cu, Zn et Cd) ont été initiés. Les résultats ont montré que les sols sont modérément pollués par le Cd. Parallèlement la prévalence des maladies nerveuses ; Anomalies congénitales et Cancer est supérieure à celle dans d'autres régions. Des corrélations significatives ont été établies entre la consommation de l'eau des puits polluée et l'apparition de ces maladies.Pour confirmer les résultats, d'autres recherches sur le niveau de pesticides dans le sang humain ou l'urine pourraient être réalisées. De plus, il est souhaitable de mieux gérer leur utilisation pour réduire les effets sur la santé humaine
Akkar is the second agricultural zone in Lebanon. Pesticides are intensely applied in agricultural activities, and the groundwater has been reported to be highly contaminated by some pesticides. Due to the absence of a public network for water distribution, groundwater is used as the main source for drinking water of local inhabitants. The present study focus firstly on the evaluation of groundwater and soil contamination by OCPs, OPPs and ONPs and by heavy metals in order to characterize the degree of contamination. Secondly, it is focusing on the risk assessment of pollution on the population of Akkar. High levels of pesticides were detected in many villages in Akkar plain groundwater. Similarly, high concentrations of OCPs were detected in agricultural soil. A huge difference between the contamination levels in cultivated area and tillage land. Moreover, a significant variation has been established between soil depth. Results showed that some prohibited pesticides are still currently used in Akkar. To complete the background of pollution, trace metallic element As, Pb, Cr, Cu, Zn and Cd have been studied. The results showed that soils are moderately polluted by Cd. In parallel, a health study was conducted, the prevalence of nervous disorders; birth defects; cancer and other chronic diseases were exceeded those values reported in other regions. A significant correlation has been established between wells water consumption and the appearance of some diseases.More researches could be realized to identify pesticides levels in human blood or urine. Also it will be necessary to manage pesticides use in this region to reduce their effects on human health

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Sall, Papa Malick, and Papa Malick Sall. "Phyto-aménagement de tourbières résiduelles : effet du chaulage et de la fertilisation sur la croissance du saule et de l'alpiste roseau et sur la répartition chimique de métaux lourds dans les sols et les plantes." Doctoral thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/31466.

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Abstract:

L’objectif général de l’étude est de valoriser deux sites de tourbières résiduelles situés à Lamèque et à La Mousse Acadienne (Nouveau-Brunswick, Canada) pour la production de deux plantes à valeur énergétique, le saule (Salix miyabeana) et l’alpiste roseau (Phalaris arundinacea). Cette réhabilitation est nommée «phyto-aménagement». Par ailleurs, dans un contexte de changements climatiques et d’épuisement des énergies fossiles, le phytoaménagement à base de plantes bioénergétiques présente un intérêt avec l'utilisation de la biomasse agroforestière comme combustible à moindre émission dans les chaudières à biomasse. Les résultats des essais menés en serre sur le sol de la tourbière résiduelle du site Sun Gro indiquent que les doses croissantes de chaux calcique en présence d’une dose d’engrais NPK, ainsi que les doses croissantes d’engrais en présence d’une dose de chaux dolomitique ont un effet significatif sur les paramètres de croissance et de rendements du saule, certaines propriétés édaphiques dont le pH, et les teneurs des métaux Cu, Fe, Mn et Zn sous formes facilement labiles et moyennement labiles dans le sol. Une fraction importante de Cu est liée à la matière organique du sol. Les métaux Fe, Mn et Zn se retrouvent majoritairement fixés par les oxydes du sol. Les essais à petite échelle de saule et d’alpiste roseau cultivés dans les tourbières résiduelles du site La Mousse Acadienne indiquent que ces deux plantes répondent bien à la fertilisation minérale en présence de la chaux dolomitique. En favorisant le développement de la plante, l’apport de l’engrais (NPK) favorise la production de biomasses aériennes ainsi que le prélèvement des cations nutritifs. Les parcelles de saules fertilisées ont fourni un rendement maximum de 6161,6 kg/ha en 16 mois de croissance au moment où les parcelles non fertilisées ont assuré un rendement maximum de 437,0 kg/ha. D’une manière générale, les concentrations des métaux Ca, Mg et Mn sont retrouvées majoritairement dans les parties aériennes des plantes tandis que celles des métaux Al, Cd, Cu, Fe, et Zn sont plus élevées dans les racines. Les concentrations des éléments traces métalliques dans les parties aériennes des plantes sont en deçà des valeurs seuils de toxicité. Les résultats révèlent que le pH du sol est une propriété chimique clé à considérer lors du phyto-aménagement des tourbières résiduelles acides.
L’objectif général de l’étude est de valoriser deux sites de tourbières résiduelles situés à Lamèque et à La Mousse Acadienne (Nouveau-Brunswick, Canada) pour la production de deux plantes à valeur énergétique, le saule (Salix miyabeana) et l’alpiste roseau (Phalaris arundinacea). Cette réhabilitation est nommée «phyto-aménagement». Par ailleurs, dans un contexte de changements climatiques et d’épuisement des énergies fossiles, le phytoaménagement à base de plantes bioénergétiques présente un intérêt avec l'utilisation de la biomasse agroforestière comme combustible à moindre émission dans les chaudières à biomasse. Les résultats des essais menés en serre sur le sol de la tourbière résiduelle du site Sun Gro indiquent que les doses croissantes de chaux calcique en présence d’une dose d’engrais NPK, ainsi que les doses croissantes d’engrais en présence d’une dose de chaux dolomitique ont un effet significatif sur les paramètres de croissance et de rendements du saule, certaines propriétés édaphiques dont le pH, et les teneurs des métaux Cu, Fe, Mn et Zn sous formes facilement labiles et moyennement labiles dans le sol. Une fraction importante de Cu est liée à la matière organique du sol. Les métaux Fe, Mn et Zn se retrouvent majoritairement fixés par les oxydes du sol. Les essais à petite échelle de saule et d’alpiste roseau cultivés dans les tourbières résiduelles du site La Mousse Acadienne indiquent que ces deux plantes répondent bien à la fertilisation minérale en présence de la chaux dolomitique. En favorisant le développement de la plante, l’apport de l’engrais (NPK) favorise la production de biomasses aériennes ainsi que le prélèvement des cations nutritifs. Les parcelles de saules fertilisées ont fourni un rendement maximum de 6161,6 kg/ha en 16 mois de croissance au moment où les parcelles non fertilisées ont assuré un rendement maximum de 437,0 kg/ha. D’une manière générale, les concentrations des métaux Ca, Mg et Mn sont retrouvées majoritairement dans les parties aériennes des plantes tandis que celles des métaux Al, Cd, Cu, Fe, et Zn sont plus élevées dans les racines. Les concentrations des éléments traces métalliques dans les parties aériennes des plantes sont en deçà des valeurs seuils de toxicité. Les résultats révèlent que le pH du sol est une propriété chimique clé à considérer lors du phyto-aménagement des tourbières résiduelles acides.
The mechanical exploitation of the natural peat bogs produces media called "residual peat bogs" among which the physico-chemical properties, naturally constraining, are degraded. The objective of this study was to evaluate the potential productivity of two energy crops, willow (Salix miyabeana) and the reed canary grass (Phalaris arundinacea), on residual peat bogs situated at Lamèque in New Brunswick (Canada). This type of rehabilitation is named "phyto-management". Moreover, in the climate change context and the depletion of fossil fuels, bioenergy-based phytomanagement is of interest with the use of agroforestry biomass as a lower emission fuel in biomass boilers. The results of glasshouse study conducted on RPB from the site Sun Gro indicated that N-P-K fertilizer and calcitic or dolomitic lime applications have a significant effect on growth and yield parameters of willow as well as on certain edaphic properties such as pH and the content of metallic trace elements (Cu, Fe, Mn, Zn) in the labile and moderately labile fractions. Organic matter matrix is an important binding site for Cu whereas oxide matrix for Fe, Mn and Zn. The small-scale field trials conducted at the Mousse Cannadienne site highlighted that willow and reed canary grass can be grown in the residual peat bogs amended with dolomitic lime and fertlized with complete fertlizer. Fertilizer containing the chemical elements improves growth, uptake of cationic nutrients and productiveness of plants. The fertilized and limed willow plots produced a maximum yield up to 6161.6 kg / ha in 16 months of growth. The limed plots without fertilizer produced 437,0 kg shoot biomass of willow / ha. Generally, the highest concentration of Ca, Mg and Mn is mainly found in the aerial parts of plants whereas those of Al, Cd, Cu, Fe, and Zn are highest in roots. The concentrations of metallic trace elements in shoot plant biomass are below thresholds values of toxicity. The results reveal that the soil pH is a key chemical property to be considered during the phyto-management of acid residual peat bogs.
The mechanical exploitation of the natural peat bogs produces media called "residual peat bogs" among which the physico-chemical properties, naturally constraining, are degraded. The objective of this study was to evaluate the potential productivity of two energy crops, willow (Salix miyabeana) and the reed canary grass (Phalaris arundinacea), on residual peat bogs situated at Lamèque in New Brunswick (Canada). This type of rehabilitation is named "phyto-management". Moreover, in the climate change context and the depletion of fossil fuels, bioenergy-based phytomanagement is of interest with the use of agroforestry biomass as a lower emission fuel in biomass boilers. The results of glasshouse study conducted on RPB from the site Sun Gro indicated that N-P-K fertilizer and calcitic or dolomitic lime applications have a significant effect on growth and yield parameters of willow as well as on certain edaphic properties such as pH and the content of metallic trace elements (Cu, Fe, Mn, Zn) in the labile and moderately labile fractions. Organic matter matrix is an important binding site for Cu whereas oxide matrix for Fe, Mn and Zn. The small-scale field trials conducted at the Mousse Cannadienne site highlighted that willow and reed canary grass can be grown in the residual peat bogs amended with dolomitic lime and fertlized with complete fertlizer. Fertilizer containing the chemical elements improves growth, uptake of cationic nutrients and productiveness of plants. The fertilized and limed willow plots produced a maximum yield up to 6161.6 kg / ha in 16 months of growth. The limed plots without fertilizer produced 437,0 kg shoot biomass of willow / ha. Generally, the highest concentration of Ca, Mg and Mn is mainly found in the aerial parts of plants whereas those of Al, Cd, Cu, Fe, and Zn are highest in roots. The concentrations of metallic trace elements in shoot plant biomass are below thresholds values of toxicity. The results reveal that the soil pH is a key chemical property to be considered during the phyto-management of acid residual peat bogs.

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Kostecka, Alicja A. "Adaptations of Arabidopsis halleri to habitats rich in heavy metals in southern Poland." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10014.

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Abstract:

Cette étude a tenté de fournir une meilleure description et compréhension de l'origine et de l'évolution de la tolérance et de la capacité d'accumulation vis-à-vis du zinc dans les populations de l'espèce pseudométallophyte Arabidopsis halleri. La recherche a été réalisée à partir de 15 populations métallicoles (M) et non-métallicoles (NM) du sud de la Pologne. Les analyses physico-chimiques des sols et des plantes ont été effectuées afin de caractériser les habitats et les comportements des individus. Les analyses génétiques ont visé à décrire la structure génétique des populations d'A. halleri et à reconstruire leur histoire par une analyse phylogéographique. Les tests de tolérance et d'accumulation réalisés en conditions contrôlées sur les mêmes individus ont recherché les relations entre ces deux traits. Nous avons observé une variance des propriétés du sol et du comportement des populations plus forte dans les sites M; les 2 types des sites diffèrent de manière significative pour les concentrations en métaux lourds ainsi que pour d'autres paramètres physico-chimiques. L'analyse de la structuration génétique neutre menée à partir de 10 marqueurs nucléaires microsatellites a révélé un regroupement des populations en fonction de leur origine géographique. En outre, pour la première fois, nous avons montré qu'il existe des populations NM fondées à partir de populations M. L'analyse de la structuration génétique sélectionnée menée en conditions contrôlées montre que les populations NM sont moins tolérantes et accumulent significativement plus de Zn que les populations M. En revanche aucune relation entre ces traits n'a pu être détectée au niveau des individus eux mêmes
This study attempted to provide a better description and understanding of the origin and the evolution of Zn tolerance and accumulation ability in Arabidopsis halleri populations from southern Poland. The research was carried out on 15 populations from both metalliferous (M) and non-metalliferous (NM) sites. Physic-chemical analyses of field soil and plant samples were performed in order to characterize A. halleri habitats and plants' behavior. Genetic analyses aimed to resolve genetic structure and to reconstruct phylogeography of A. halleri populations from investigated area. Tolerance and accumulation tests in controlled conditions aimed to check if relationships between tolerance and accumulation of heavy metals abilities exist in studied species. Variation of soil properties and population behavior within M sites was higher than within NM and both types of sites differed significantly in terms of heavy metal concentration as well as other physic-chemical parameters. The neutral genetic structure assessed with 10 nuclear microsatellite markers showed that populations were clustered according to their geographic location. Moreover, for the first time it was shown that NM populations might be founded from M populations. The selected genetic structure assessed in controlled conditions showed that NM populations are less tolerant and accumulated Zn to significantly higher concentration as compared to M populations. Nevertheless no relationship between traits was detected at the level of the plant individuals

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Qasim, Bashar Hussein. "Détermination, spéciation et biodisponibilité des éléments traces métalliques dans les sols contaminés et technosols." Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2069/document.

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Abstract:

Cette thèse a porté sur la détermination et l’étude écodynamique d’éléments traces métalliques sur des technosols fortement contaminés en métaux et metalloïdes en contexte de revégétalisation naturelle ou de phytoremédiation. Deux schémas d'extractions séquentielles ont été utilisés conjointement à des extractions sélectives en parallèle avec la détermination de la concentration totale dans les sols, de la concentration totale dissoute dans les eaux porales, du pool labile (sondes DGT) et des tests de germination avec des haricots nains pour étudier la spéciation, la mobilité et la phytodisponibilité de métaux et métalloïdes (Zn, Pb, Cd, As et Sb) pour les technosols de deux sites post-minier (La Petite Faye) et industriel (Mortagne-du-Nord). De plus de jeunes plants de P. euramericana Dorskamp ont été cultivés en rhizobox sur les technosols de Mortagne-du-Nord pour étudier l’effet rhizosphèrique sur la mobilité des métaux. Enfin l’effet de l’addition d’azote sous forme de nitrate et d’ammonium sur le comportement de ces métaux a été également étudié pour P. euramericana Dorskamp sur ces mêmes sols. Malgré les fortes concentrations totales en métaux et métalloïdes dans les sols du site de La Petite Faye, la mobilité de ces éléments potentiellement toxiques est limitée car associés à la fraction résiduelle. La phytodisponibilité est également limitée et corrélée avec le pool labile des technosols. La culture de P. euramericana Dorskamp a généré un effet rhizosphèrique caractérisé par une augmentation de la valeur du pH et la concentration de carbone organique dissout (COD) de la solution de sol ainsi qu’une diminution des concentrations totale dissoute des métaux (Zn, Pb et Cd) dans la solution de sol. L’addition d’azote sous forme de nitrate et d’ammonium a respectivement augmenté et diminué le pH de la solution de sol et dans le cas de l’ammonium a augmenté également le COD et stabilisé les métaux dans la rhizosphère par rapport aux sols de contrôle
This thesis dealt with the determination and study of the ecodynamics of trace metals in technosols highly contaminated in metals and metalloids in the context of natural revegetalisation or phytoremediation. Two sequential extraction schemes were used jointly with selective extractions in parallel with the determination of the total metals concentration in soils, the total dissolved metals concentration in the soil pore water, the metals labile pool (DGT) and germination tests with dwarf beans to investigate the speciation, mobility and phytoavailability of (Zn, Pb, Cd, As and Sb) for technosols of two post-mining (La Petite Faye) and industrial (Mortagne du Nord) sites. Additionally, young plants of P. euramericana Dorskamp were cultivated in rhizobox on Mortagne du Nord technosols to investigate the rhizospheric effect on the mobility of metals. Moreover, the effect of nitrogen addition under nitrate and ammonium on the behavior of these metals has been investigated for P. euramericana Dorskamp for the same soils. Despite the high total metals and metalloids concentration in the La Petite Faye soils, the mobility of these potentially toxic elements is limited because of their association with the residual fraction. The phytoavailability is also limited and correlated with the labile pool of technosols. The culture of P. euramericana Dorskamp generated a rhizospheric effect characterized by an increase of the pH and concentration of dissolved organic carbon (DOC) in the soil pore water and a decrease in the total dissolved concentration of metals (Zn, Pb et Cd) in the soil pore water. The addition of nitrogen under nitrate or ammonium respectively increased and decreased the soil pore water pH and in the case of ammonium the DOC also increased and stabilized metals in the rhizosphere in comparison to control soils

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Oustrière, Nadège. "Assemblages végétaux pour phytomanager des sols contaminés en métaux (Cu et Zn/Pb/Cd), rhizofiltrer de l’eau contaminée en Cu et fournir des biomasses à la bioéconomie." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0265/document.

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Abstract:

Le phytomanagement de matrices contaminées en métaux couple leur réhabilitation écologique avec la production de biomasses végétales pour la bioéconomie. Un front de science est d’identifier des assemblages végétaux et d’optimiser leur production, aidée ou non par l’ajout d’amendements. Le phytomanagement de deux sols, l’un contaminé en Cu, l’autre en Cd, Pb et Zn, a été testé en conditions contrôlées. L’emploi conjoint de biochar et de grenaille d’acier diminue la phytotoxicité des 2 sols. En pots, sur 2 ans, cette combinaison d’amendements séquestre du carbone, diminue la phytotoxicité du sol contaminé en Cu et produit une biomasse d’Arundo donax L. et de Populus nigra L. non contaminée, utilisable par le secteur de l’énergie. Ces modalités de culture et d’amendement ont été installées pour un suivi à long terme sur le site contaminé en Cu. Parallèlement, en microcosmes, parmi 4 macrophytes utilisées en zone humide construite (CW) pour décontaminer des matrices aqueuses (i.e. Arundo donax L., Cyperus eragrostis Lam., Iris pseudacorus L. et Phalaris arundinacea L.), A. donax est la mieux adaptée pour fournir des racines à forte concentration en Cu utilisables pour produire un écocatalyseur riche en Cu. Le phytomanagement d’un effluent de bouillie bordelaise (EB, 69 μM Cu) par A. donax a été testé en CW pilote. Il est décontaminé en 48h, sa concentration en Cu respectant la réglementation du rejet d’effluent en réseau d'assainissement. Cependant, après un cycle de circulation, la concentration en Cu des racines d’A. donax (623 ± 140 mg Cu kg-1) est inférieure aux besoins de l’éco-catalyse, et le cycle serait à répéter pour atteindre les 1000 mg Cu kg-1 requis
The phytomanagement of metal-contaminated matrices (soils and water) combines their ecological remediation and the production of non-food crops for the bioeconomy. One science frontier is to identify plant assemblage and to optimize their biomass production, aided or not by amendment addition and cultural practices. A Cu-contaminated soil and a Cd/Pb/Zn-contaminated one were phytomanaged in controlled conditions. The combination of biochar and iron grit reduced the phytotoxicity in both soils. In a 2-year pot experiment, this amendment combination decreased the phytotoxicity of the Cu-contaminated soil, enhanced soil C sequestration and produced an uncontaminated biomass of Arundo donax L. and Populus nigra L. adapted for bioenergy production. These combinations of culture and amendment are tested in field trial at the Cu-contaminated site. In parallel, in microcosm experiment, out of 4 macrophytes commonly used in constructed wetlands (CW) to clean up aqueous matrices (i.e. Arundo donax L., Cyperus eragrostis Lam., Iris pseudacorus L. and Phalaris arundinacea L.), A. donax was the best adapted to produce a high Cu-rich root mat potentially usable as Cu-ecocatalyst. Clean up of a Bordeaux mixture effluent (BME, 69 μM Cu) by A. donax was tested in a pilot-scale CW. The BME was decontaminated in 48 hours, its Cu concentration being in compliance for indirect discharge of chemical industry effluents. However, after one BME circulation cycle, root Cu concentration of A. donax roots (623 ± 140 mg kg-1) was lower than threshold value for Cu-ecocatalysts (1000 mg kg-1) and successive treatments must be repeated to achieve required Cu concentration

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Kostecka, Alicja A. "Adaptations of Arabidopsis halleri to habitats rich in heavy metals in southern Poland." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10014/document.

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Abstract:

Cette étude a tenté de fournir une meilleure description et compréhension de l'origine et de l'évolution de la tolérance et de la capacité d'accumulation vis-à-vis du zinc dans les populations de l'espèce pseudométallophyte Arabidopsis halleri. La recherche a été réalisée à partir de 15 populations métallicoles (M) et non-métallicoles (NM) du sud de la Pologne. Les analyses physico-chimiques des sols et des plantes ont été effectuées afin de caractériser les habitats et les comportements des individus. Les analyses génétiques ont visé à décrire la structure génétique des populations d'A. halleri et à reconstruire leur histoire par une analyse phylogéographique. Les tests de tolérance et d'accumulation réalisés en conditions contrôlées sur les mêmes individus ont recherché les relations entre ces deux traits. Nous avons observé une variance des propriétés du sol et du comportement des populations plus forte dans les sites M; les 2 types des sites diffèrent de manière significative pour les concentrations en métaux lourds ainsi que pour d'autres paramètres physico-chimiques. L'analyse de la structuration génétique neutre menée à partir de 10 marqueurs nucléaires microsatellites a révélé un regroupement des populations en fonction de leur origine géographique. En outre, pour la première fois, nous avons montré qu'il existe des populations NM fondées à partir de populations M. L'analyse de la structuration génétique sélectionnée menée en conditions contrôlées montre que les populations NM sont moins tolérantes et accumulent significativement plus de Zn que les populations M. En revanche aucune relation entre ces traits n'a pu être détectée au niveau des individus eux mêmes
This study attempted to provide a better description and understanding of the origin and the evolution of Zn tolerance and accumulation ability in Arabidopsis halleri populations from southern Poland. The research was carried out on 15 populations from both metalliferous (M) and non-metalliferous (NM) sites. Physic-chemical analyses of field soil and plant samples were performed in order to characterize A. halleri habitats and plants' behavior. Genetic analyses aimed to resolve genetic structure and to reconstruct phylogeography of A. halleri populations from investigated area. Tolerance and accumulation tests in controlled conditions aimed to check if relationships between tolerance and accumulation of heavy metals abilities exist in studied species. Variation of soil properties and population behavior within M sites was higher than within NM and both types of sites differed significantly in terms of heavy metal concentration as well as other physic-chemical parameters. The neutral genetic structure assessed with 10 nuclear microsatellite markers showed that populations were clustered according to their geographic location. Moreover, for the first time it was shown that NM populations might be founded from M populations. The selected genetic structure assessed in controlled conditions showed that NM populations are less tolerant and accumulated Zn to significantly higher concentration as compared to M populations. Nevertheless no relationship between traits was detected at the level of the plant individuals

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Dubé, Jean-Sébastien. "Modifications hydrodynamiques du comportement des métaux lourds dans un sol hétérogène présentant une contamination résiduelle en NAPL : étude sur la contamination mixte des sols." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/NQ65448.pdf.

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Meyer, Claire-Lise. "Évolution des populations métallicoles d’Arabidopsis halleri (Brassicaceae) : étude sur les traits et sur le génome en populations naturelles." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10056/document.

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Abstract:

Les milieux métallifères d’origine anthropique sont des habitats particulièrement stressants pour les êtres vivants du fait des fortes concentrations en métaux lourds et des changements environnementaux profonds qui y sont présents. Certaines espèces, dites métallophytes, sont capables de se développer dans ces milieux extrêmes. Parmi ces espèces, les pseudométallophytes (qui peuvent se développer à la fois dans des sites pollués et dans des sites non pollués) constitue des modèles particulièrement intéressants pour étudier l’adaptation locale et l’influence des différences forces évolutives dans la différentiation phénotypique entre populations. Arabidopsis halleri est une espèce pseudométallophyte modèle pour l’étude de la tolérance et de l’hyperaccumulation des métaux du fait de sa proximité avec l’espèce prééminente A. thaliana. Des études préalables sur la tolérance et l’hyperaccumulation du zinc chez cette espèce ont suggéré une possible évolution des populations métallicoles sous l’effet des fortes concentrations en métaux. Notre objectif a donc été de mieux comprendre les mécanismes évolutifs prenant place dans ces populations. Pour cela nous avons proposé d’utiliser la génomique des populations ainsi que l’expérimentation en milieu contrôlé et ce à une échelle locale. Nous avons tout d’abord cherché des traces de sélection dans le génome de cette espèce par une approche de criblage génomique sur 820 marqueurs AFLP. Nous avons pu identifier des locus potentiellement sous sélection dans les populations métallicoles qui constituent de bons candidats pour l’adaptation aux sites métallifères. De manière intéressante, certains candidats sont spécifiques à des populations ce qui suggère une évolution convergente ou des pressions de sélection différentes entre les sites. Une partie de ces candidats a été cartographiée chez A. thaliana dans le but de définir des gènes candidats. Nous avons dans un deuxième temps cherché à comprendre l’influence des différentes forces évolutives dans la distribution de la tolérance au zinc chez A. halleri. La tolérance au zinc de populations a été caractérisée par des mesures morphologiques et physiologiques et l’influence de la sélection par une approche Qst/Fst. Nos résultats suggèrent que, pour les populations échantillonnées, la tolérance au zinc augmente dans les populations métallicoles sous l’effet de la sélection. Cette sélection s’exerçant potentiellement sur la variabilité présente dans les populations non métallicoles ancestrales. Enfin, la dernière partie de cette étude s’intéresse à l’association entre les génotypes et les phénotypes de la tolérance au zinc
Due to the high concentration of heavy metals and the important environmental modifications, ecological conditions of metalliferous sites are very stressing for most organisms. A few plant species, coined “metallophyte”, have acquired the capacity to grow on heavy metal contaminated soils. Among this group, the pseudometallophyte species (able to grow on contaminated as well as on non contaminated soils) constitute highly relevant models to study local adaptation and relative influence of evolutionary forces in shaping phenotypic differentiation among populations The pseudometallophyte plant Arabidopsis halleri is a model species for tolerance and hyperaccumulation of heavy metal because it is a close relative of the pre-eminent species A. thaliana. Previous studies on heavy metal tolerance and hyperaccumulation of A. halleri suggested evolution of metallicolous populations in response to high level of metal exposure. In order to investigate the evolutionary processes in neighboring metallicolous and non-metallicous A. halleri populations, we adopted population genomics and phenotyping approaches. First we explored the A. halleri genome to detect signatures of directional selection. We performed a genome-wide scan analysis using 820 AFLP markers. We identified some loci potentially under selection in metallicolous populations that constitute high-quality candidates for general adaptation to metalliferous sites. Interestingly, some candidates were population specifics, suggesting the possibility of convergent evolution or existence of different selection pressure in the different sites. Some of these candidates were mapped on A. thaliana genome to identify candidate genes. Our second objective was to evaluate the contribution of selection versus other forces in shaping distribution of zinc tolerance in A. halleri. We measured morphological and physiological traits to estimate zinc tolerance and role of selection was inferred using Qst/Fst approach. Our results suggest that, in the sampled populations, zinc tolerance has been increased in metallicolous populations through selection on standing variation within local non-metallicolous ancestral populations. The last part of this study focuses on looking for a link between genotype and phenotype of zinc tolerance

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Marceau, Pascal. "Les techniques électrocinétiques appliquées à la dépollution des métaux lourds dans les sols : application au cadmium." Université de Franche-Comté. UFR des sciences et techniques, 1999. http://www.theses.fr/1999BESA2033.

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Abstract:

Nous présentons la théorie des techniques électrocinétiques en l'état actuel des connaissances. Une étude bibliographique montre que les essais de laboratoire sont beaucoup plus nombreux que les essais sur le terrain. Les polluants étudiés sont les métaux lourds et les produits organiques. Nous avons réalisé des expériences d'électrodépollution sur deux matériaux argileux dopés au Cd à hauteur de 1 gtkg MS. Les matériaux sont principalement constitués de poudre de silice pour environ 40 %, et de phyllosilicates pour 50 %, avec pour le premier presque exclusivement de la kaolinite, et le second 75 % de kaolinite et 20 % de chlorite. Nous avons réalisé 6 essais en cellule avec chaque matériau, avec des densités de courant de 0,1 mA/cm2 et 0,3 mA/cm2. Les expériences sans contrôle du pH du catholyte ont montré que le Cd précipitait sous forme d'hydroxydes dans le sol. Le maintien du pH du catholyte à une valeur voisine de 3 a permis au Cd d'être extrait du sol. Les taux de dépollution sont compris entre 91 % et 99 %. Deux essais pilotes ont été réalisés avec une densité de courant de 0,3 mA/cm2, avec un sol monocouche et un sol bicouche. Le pH du catholyte était contrôlé pour permettre l'extraction du Cd du sédiment. Le monocouche a montré un taux de dépollution de 98,5 %. Dans l'essai bicouche, une zone a progressivement été ignorée par le traitement électrocinétique ; les teneurs en Cd en fin d'essai y sont restées importante, alors que dans le reste du sédiment elles étaient comparables à celles du monocouche. Le taux final d'extraction était de 88 %. Pour simuler les expériences réalisées en cellule nous avons réalisé un modèle numérique. Les résultats sont en assez bonne adéquation avec les expériences. Les simulations nous montrent que le temps nécessaire pour extraire une certaine quantité de Cd du sol est inversement proportionnel à la densité de courant utilisée, les autres paramètres ne variant pas
We present the actual knowledge of the electrokinetic remediation theory. A bibliographic study shows that the laboratory tests are more common than the field tests. Studied pollutants are heavy metals and organic products. We realised our electroremediation experiments with two Cd-spiked clayey materials. The composition of the materials is about 40 % of silica powder and 50 % of phyllosilicates, with nearly exclusively kaolinite for the first one and 75 % of kaolinite, plus 20 % of chlorite for the second one. We realised 6 cell tests with each material, with a current density of 0. 1 mA/cm2 and 0. 3 rnA/cm2. During the experiments without a catholyte pH control, Cd precipitated in the soil giving hydroxides complex. A catholyte pH near 3 allowed the Cd extraction from the soil. The removal rates vary from 91 % to 99 %. Two pilot-scale studies, a monolayer test and a bilayer test, with a current density of 0. 3 mA/cm2 were conducted. The catholyte pH was controlled to allow Cd extraction from the sediment. The remediation rate reached 98. 5 % for the monolayer test. During the bilayer test, a zone was progressively ignored by the electrokinetic treatment. In that zone, the final Cd concentrations were high, whereas everywhere else they were almost the same as the monolayer's. The final extraction rate was 88 %. In order to simulate the cell tests, a numerical model was written. The results give a good adequation with the experiments. The simulations show us that the time to extract a given Cd quantity from the soil is inversely proportional to the current density, the other parameters being constant

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Rande, Hugo. "Effets du niveau de pollution métallique et des stratégies fonctionnelles sur les types d’effets en jeu dans les interactions entre plantes au niveau d’anciens sites miniers des Pyrénées." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0032.

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Abstract:

Les interactions entre plantes dans les milieux impactés par les métaux/métalloïdes dépendent de nombreux facteurs et sont encore très peu connues. Tout d’abord elles semblent dépendre du niveau de pollution métallique du milieu, mais aussi des stratégies fonctionnelles végétales des plantes interagissant. D’autre part, les plantes peuvent avoir plusieurs types d’effets sur leur environnement proche, effets s’exprimant à des temporalités différentes. En effet, les plantes ont un effet immédiat via leur canopée et racines sur les ressources et le microclimat à proximité. Aussi, au cours d’une saison de végétation, les plantes peuvent avoir des effets liés à la production de la litière et sa décomposition dans les sols sous leur canopée. A plus long-terme, lorsque ce cycle de production/décomposition est répété au fil des années, les plantes vont avoir un effet lié à la dynamique de la matière organique dans les sols. Dans cette thèse, notre objectif principal était de différencier ces effets, et de comprendre comment les stratégies fonctionnelles végétales des plantes pouvaient influencer les différents effets en jeu le long de gradients de pollution métallique. Nous avons étudié ces effets pendant trois années (entre 2020 et 2022) dans une ancienne vallée minière des Pyrénées Ariégeoises (Sentein, France). Dans cette zone d’étude, nous avons étudié les interactions entre plantes par des méthodes observationnelles et de transplantations de cibles avec contrôle de la présence de canopée et/ou de la litière des plantes, sur trois sites d’étude : un terril avec une pollution homogène et deux zones de résidus miniers avec des pollutions hétérogènes créant un gradient de pollution. Le long des gradients étudiés, les effets de canopée et de prélèvement racinaire ont suivi l’Hypothèse du Gradient de Stress, passant de la compétition à la facilitation avec l’augmentation de la pollution. Cette facilitation était d’autant plus forte que les espèces produisant l’effet sont dites « exploitatrices » (en lien avec l’exploitation des ressources du sol et Leaf Economic Spectrum), et bénéficiait le plus aux plantes les moins tolérantes aux métaux. Les effets positifs étaient surtout liés à l’amélioration des conditions microclimatiques lors d’épisodes chauds et secs en été. Concernant les effets liés à la production et décomposition des litières, des effets négatifs sur les plantes cibles ont été démontrés, suggérant des effets dits d’allélopathie élémentaire, et liés à la forte concentration en éléments métalliques dans les litières en décomposition. Ces effets négatifs de litière étaient maximums dans les milieux les moins pollués où les plantes métallophytes accumulatrices (qui ont des fortes teneurs en métaux dans leurs feuilles) et les plantes moins tolérantes aux métaux interagissaient. Ils étaient particulièrement marqués pour les cibles sensibles à la pollution métallique. Les résultats de cette thèse donnent des pistes potentielles pour utiliser la facilitation dans un cadre de phyto-management de milieux pollués par les métaux/métalloïdes, en prenant en compte explicitement les stratégies fonctionnelles végétales des plantes en interactions et le niveau de pollution en jeu. Des résultats obtenus pendant la canicule de 2022 nous donnent aussi une bonne vision des évolutions attendues des différents effets impliqués dans les interactions entre plantes dans les écosystèmes métallifères dans un contexte de changement climatique
Plant-plant interactions have been overlooked in metal/metalloids-impacted environments and are likely driven by several factors whose influence is barely known. First, plant-plant interactions depend on the level of metal pollution, but also on the functional plant strategies of the interacting plants. Furthermore, plants can have several type of effects on their immediate environment, acting at different timescales. Plants canopy and roots have an instantaneous influence on the microclimate and available resources in their immediate vicinity. Then, during a growing season, the production of litter and its decomposition beneath their canopy can influence soil chemical and physical properties. In the longer term, when this cycle of litter production/decomposition is repeated over the years, the dynamics of the organic matter will influence soil conditions even more. In this thesis, our main objective was to delineate these effects, and to understand how plant functional strategies can influence these various effects along metal pollution gradients. We studied these effects during three consecutive years (from 2020 to 2022) in a former mining valley in the French Pyrenees (Sentein, Ariège, France). In this area, we studied interactions between plants using observational and target transplantation methods controlling for the presence of plant canopy and/or plant litter, in three study sites: a slag heap with homogeneous pollution and two mine tailings areas with heterogeneous pollution creating a gradient of pollution. Along these gradients, short-term canopy and root-uptake effects followed the Stress Gradient Hypothesis, switching from competition to facilitation as pollution increased. This facilitation was stronger when the species producing the effect were acquisitive (in relation with soil resources and the Leaf Economic Spectrum), and benefits more the low metal-tolerant plants. These positive effects were mainly due to the improvement of micro-climatic conditions during hot and dry episodes in summer. Concerning the effects linked to litter production and decomposition, negative effects on target plants were found, suggesting the so-called “elemental allelopathic” effects, in relation with the high concentration of metallic elements in the decomposing litter. These negative litter effects were more important in the least polluted environments, where metal-accumulating metallophyte plants (which have high concentration of metals in their leaves) and less metal-tolerant plants interacts. They were particularly marked for targets sensitive to metal pollution. The results of this thesis give important perspectives regarding the use of facilitation for the phyto-management of metals/metalloids-polluted environments, given that the functional strategies of interacting plants and the level of pollution involved are explicitly considered. Additionnaly, the results obtained during the 2022 heatwave provide useful insights regarding the expected evolution of the different effects driving plant interactions in metalliferous ecosystems in a climate change context

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Etienne, Mathieu. "Approches analytique et électrochimique du comportement en solution de silices mésoporeuses organiquement modifiées." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10192.

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Etchebers, Olivier. "Etude pluricontextuelle et pluridimensionnelle de la mobilité des métaux lourds (Cd, Ni, Pb) dans les sols." Pau, 2004. http://www.theses.fr/2004PAUU3004.

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Abstract:

La mobilité des métaux lourds est étudiée dans trois contextes de contamination, chacun à une échelle différente. Le premier est l'épandage de boues de station d'épuration sur sol forestier. Les processus sont accélérés par centrifugation, en microcosme. Malgré plusieurs mois d'évolution simulée, la migration des métaux (Cd, Ni, Pb) reste très limitée, vraisemblablement par affinité avec la matière organique accumulée en surface. Le deuxième est réalisé en mésocosme, à partir d'une terre agricole dopée en Pb. Après plusieurs mois en milieu extérieur, le Pb est retenu dans le solide. Il est adsorbé sur les particules organiques et argileuses (montmorillonite) mais reste potentiellement mobilisable. Le troisième concerne un aquifère sous un site industriel (macrocosme) pollué en Cu et H2SO4. L'acidité favorise la solubilité du Cd et du Pb. Cependant, le pouvoir tampon du solide entraîne la précipitation du Cu et du Fe; et l'immobilisation du Cd et du Pb par adsorption ou coprécipitation
The mobility of heavy metals is studied on three cases of contamination, each one at a different scale. The first one deals with spreading of sewage sludge on forest soils. Processes are accelerated under centrifugation, at microcosm scale. Despite several months of simulated evolution, migration of heavy metals (Cd, Ni, Pb) is quite limited, probably by affinity with organic matter accumulated at the surface. The second one is run at mesocosm scale, using an agricultural soil spiked with Pb. After several months outdoor, Pb is retained within the solid. It is adsorbed on organic and clay (montmorillonite) particles, but remains under a potentially soluble form. The third one corresponds to an aquifer underlying an industrial site (macrocosm) polluted by Cu and H2SO4. Acidity enhances the solubility of Cd and Pb. However, the buffer capacity of the solid induces the precipitation of Cu and Fe; and the fixation of Cd and Pb by adsorption or coprecipitation

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Ferlin, Nadège. "Synthèse et propriétés de tensioactifs chelatants des métaux dérivés de glucose." Amiens, 2008. http://www.theses.fr/2008AMIE0106.

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Abstract:

La contamination des sols et des eaux par les métaux cause de graves problèmes d’environnement et de santé publique. La flottation consiste à extraire les particules métalliques d’une phase aqueuse à l’aide de tensioactifs, qui après un bullage d’air concentrent les polluants dans la mousse formée. Les tensioactifs dérivés de sucre possédant une fonction chélatante peuvent être de bons candidats à l’utilisation en flottation. Les composés ont été obtenus avec de bons rendements par une synthèse simple, rapide et la moins onéreuse possible. Les tensioactifs synthétisés sont dérivés de glucosides d’alkyle obtenus par glycosylation sous irradiation micro-ondes. Une oxydation sélective de l’alcool primaire en acide carboxylique a permis l’ajout d’une fonction complexante par réaction de couplage. Il a été aussi possible de substituer l’alcool primaire par une fonction plus nucléophile afin d’améliorer la complexation entre les ions métalliques et le tensioactif. Les propriétés interfaciales des composés ont été déterminées par la méthode du capillaire. La concentration micellaire critique des composés se situe en général entre 13 et 36 mmol. L-1 et les tensioactifs ont montré de bonnes aptitudes pour la flottation, car ce sont de bons abaisseurs de tension de surface. Des tests de flottation à l’échelle du laboratoire ont été effectués avec différents sels métalliques (Fe3+, Cr3+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Ni2+, As3+) et les échantillons récoltés quantifiés par ICP. Des tests de flottation ont aussi été réalisés avec Ca2+ pour d’éventuelles applications en détergence. La capacité d’extraction des composés dépende de la structure du tensioactif, mais aussi du métal testé. La formation d’une mousse abondante en présence du sel métallique est essentielle. Selon la nature de la fonction chélatante, certains tensioactifs se sont montrés spécifiques ou au contraire pluri-extracteurs
Heavy metals pollution of water and soils is a problem for the environment and public health. One possibility to treat the contaminated areas is flotation. This process evacuates the pollutants in a foam formed by the addition of surfactants and air bubbling. Sugar-based chelating surfactants seem to be good candidats for a use. The compounds were obtained with good yields through a simple, fast and not expensive synthesis. The surfactants are all derivates from alkylglucosides obtained by micro-waves assisted synthesis. The oxidation of the primary alcohol to carboxylic acid permitted the addition of a chelating function by coupling reactions. Another possibility to form chelating surfactants was the substitution of the primary alcohol by a more nucleophilic function. Interfacial properties were determined by the maximum bubble pressure method. The critical micellar concentration of the surfactants goes from 13 to 36 mmol. L-1 and the compounds showed good properties for flotation. Flotation tests were performed at laboratory scale with different metal salts (Fe3+, Cr3+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Ni2+, As3+) and the metal concentrations were measured by ICP. Ca2+ extraction was also studied for use in detergency. The extracting capacity of the compounds depends of the structure of the surfactant, but also of the involved metal. In fact, a good foaming capacity in presence of metal salts is a very important factor. Depending of the chelating function, selective or general estractive chelating surfactants were obtained

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Bouvet, Mickaël. "Transfert dans les sols routiers de métaux lourds issus de l'utilisation de déchets." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://www.theses.fr/2005INPL021N.

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Abstract:

Des enjeux de gestion des déchets poussent à la réutilisation de matériaux alternatifs en construction routière. Dans le cas des MIOM, les principaux polluants sont des métaux lourds qui peuvent être lixiviés et transférés au milieu naturel via le sol routier par les eaux d'infiltration. Le sol routier est défini comme le sol naturel sous-jacent à la chaussée, préalablement décapé et compacté. Il s'agissait de mettre en évidence la rétention de Cr, Cu, Pb et Zn, le mode de fixation de ces polluants dans le sol et les interactions entre le lixiviat et les sols routiers. L'étude sur les interactions entre des sols routiers et un lixiviat de MIOM est réalisée à partir d'essais expérimentaux en laboratoire (isothermes de sorption et simulations en colonnes) et sur le terrain en conditions climatiques réelles (plot d'essai) ainsi que de l'inspection d'un ouvrage ancien. Ces travaux ont permis de mettre en évidence la capacité des sols routiers à fixer les polluants métalliques et de relier cette capacité aux caractéristiques physico-chimiques des sols' (fraction argileuse et CEC). Les caractéristiques des sols sont sensiblement modifiées par l'interaction avec le lixiviat avec une augmentation du pH et des teneurs en Ca. L'étude des phases porteuses par un protocole d'extraction séquentielles (BCR) et des observations au MEB, indique un lien entre la fixation des métaux et la précipitation d'une phase carbonatée ainsi que de possible redistribution des métaux sur les différentes phases du sol à plus long-terme par la comparaison avec les résultats obtenus sur l'ouvrage ancien. Ces travaux sont une approche du transfert de polluants dans un scénario d'utilisation de matériaux alternatif en construction routière avec la prise en compte du rôle du sol routier dans la rétention et le devenir des polluants métalliques
Economic stakes on raw materials and harmful effects linked to waste landfill, lead to the re-use of

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Charlatchka, Rayna. "Mobilité des métaux dans un sol contaminé : influence des conditions réductrices." Paris 12, 1996. http://www.theses.fr/1996PA120014.

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Abstract:

Une etude de l'influence des conditions reductrices sur la mobilite des metaux contenus dans un sol contamine par cd, pb et zn est realisee. L'approche experimentale adoptee consiste, d'une part, a suivre la composition chimique des solutions percolant au travers d'un bloc de sol structure representant l'horizon cultive lorsqu'il est soumis au laboratoire a des conditions hydromorphes. D'autre part, afin de mieux elucider le role des divers mecanismes de solubilisation des metaux-traces, une suspension du meme sol, tamise a 315 m, est soumise a differents processus de reductions en jouant sur les parametres tels que l'aeration, l'ajout de carbone biodisponible, et la nature du reactif utilise pour maintenir le milieu a un ph constant (ph 6,2). A partir des experiences sur le bloc de sol structure, suppose proche du milieu in situ, et notamment par la speciation chimique des percolats calculee a l'aide d'un programme mathematique (soilchem), et de la repartition en phase solide (extractions chimiques), les differents mecanismes susceptibles d'affecter le passage en solution des metaux traces sont consideres. L'influence des conditions reductrices est demontree pour les oxydes de fe et mn, et pour les metaux traces qui leur sont en partie associes, en particulier zn et pb. Le ph et les carbonates interviennent parallelement, la speciation calculee indiquant une sursaturation des solutions par rapport au caco#3 et mnco#3. Pour cd, qui est plus echangeable pour une part et lie a caco#3 pour une autre part, le principal facteur de mobilisation semble etre le ph. Apres plusieurs periodes d'hydromorphie totalisant 9 mois, une transformation des substances organiques a entraine la production des molecules organiques solubles, pouvant complexer les metaux et ainsi faciliter leur passage en solution. A l'issue des experiences en suspension et des calculs, il est apparu que la diminution du ph de 8 a 6,2 entraine une augmentation significative de la mobilite de certains metaux, mais le fe n'est mobilise qu'en conditions nettement reductrices. La formation de certains acides organiques (acetique, butyrique,) intervient dans les mecanismes de passage en solution. A ph constant, les conditions reductrices facilitent la mobilisation des metaux-traces, surtout zn et pb, par la solubilisation partielle des oxydes. L'activite anaerobie dans des conditions favorables entraine un accroissement de la biomasse, d'ou un processus de refixation de metaux, en particulier pour zn. Les conditions reductrices affectent la mobilite des metaux traces au travers de leurs effets sur le ph et de la formation de ligands organiques solubles. Les conditions reductrices affectent egalement les fractions reductibles solides et les metaux associes, particulierement pb et zn

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Fuentes, Perez Edwar. "Méthodologies analytiques pour la détermination de l'antimoine total dans les sols et les végétaux et pour sa spéciation dans les sols." Pau, 2002. http://www.theses.fr/2002PAUU3004.

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Abstract:

L'antimoine est un élément intéressant d'un point de vue environnemental, de part sa toxicité et ses effets biologiques sur les organismes vivant. Cet élément n'est pas essentiel pour les plantes et les animaux, et les composes de Sb(III) sont plus toxiques que ceux de Sb(V). Ce travail présente l'optimisation de méthodologies analytiques pour la détermination de l'antimoine total dans les sols et végétaux, et pour sa spéciation redox dans les sols. Les techniques optimisées ont été la spectroscopie d'absorption atomique par atomisation électrothermique (ET-AAS), et la spectroscopie d'absorption ou fluorescence atomique avec génération d'hydrures (HG-AAS ou HG-AFS). Cette dernière technique a permis d'obtenir les meilleures performances analytiques (limite de détection d'environ 0,01 mg l-1). Les méthodologies ont été validées par l'analyse de matériaux de référence certifiés et appliquées à la détermination de l'antimoine dans des sols et luzernes provenant des endroits contaminés et non contaminés par les activités minières du cuivre dans trois zones du Chili. La spéciation redox de l'antimoine a été basée sur le dosage sélectif de Sb(III) par HG-AFS. La concentration de Sb(V) est obtenue par différence entre l'antimoine total et le Sb(III). Cette méthodologie a été appliquée à la speciation redox de l'antimoine dans les extraits des sols obtenus à partir d'extractions simples et séquentielles. Les résultats ont montré des différences significatives entre la concentration de l'antimoine dans les échantillons provenant de sites contaminés et non contaminés. Le pourcentage de l'antimoine associé aux fractions soluble et disponible des sols s'est révélé faible, et une partie importante a été trouvée dans la fraction résiduelle. La forme prédominante dans toutes les fractions a été le Sb(V). Ces résultats ont permis de conclure que l'antimoine présente une disponibilité et mobilité relativement faible dans les sols étudiés
Antimony is an element of environmental concern due to its toxicity and biological effects. This element is non-essential for plants and animals, and its action depend on the oxidation state, being Sb(III) compounds more toxic than Sb(V) ones. This work presents the optimization of analytical methodologies for the total antimony determination in soils and vegetables and its redox speciation in soils. The analytical techniques optimized were the electrothermal atomic absorption spectrometry (ET-AAS), and the hydride generation coupled to atomic absorption spectrometry (HG-AAS) or to atomic fluorescence spectrometry (HG-AFS). This last technique shows the best analytical performances (LOD 0. 01 mg l-1). The methodologies were validated by analyzing appropriates certified reference materials and then applied to the antimony determination in soils and alfalfa samples from sites contaminated and non-contaminated by copper mining activities from three regions in Chile. The redox speciation of antimony was based on the selective determination of Sb(III) by HG-AFS. Sb(V) was evaluated as the difference between total antimony and Sb(III) determinations. This methodology was applied to the redox speciation of antimony in soils extracts obtained by simple and sequential extraction procedures. Significantly difference between the antimony concentration in samples collected from contaminated and non-contaminated sites were obtained. The soluble and available antimony fractions in soils were low; it was mostly associated to the residual fraction. Furthermore, in all fraction Sb(V) was the predominant species. It was concluded that antimony in these soils has a relatively low mobility and availability

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Hargé, Jean-Claude. "Spéciation comparée du zinc, du plomb et du manganèse dans les sols contaminés." Grenoble 1, 1997. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00743936.

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Abstract:

Le risque chimique associe a la presence de metaux lourds dans les sols depend de leur mobilite, et en consequence de leur forme chimique. La speciation du zinc, du plomb et du manganese dans plusieurs sols contamines a ete etudiee en combinant la spectroscopie exafs, la diffraction des rayons x, les extractions chimiques et des fractionnements physiques. Le resultat le plus important de ce travail concerne la mise en evidence de la fixation du zinc et du plomb par les phyllomanganates et les silicates. Dans le cas d'une contamination par des boues d'epandage issues d'une station d'epuration, il a ete montre que dans la boue 70% du zinc etait present sous forme de sphalerite et 30% dans des composes oxygenes. Le manganese est present sous forme de manganate. Dans le sol contamine par cette boue, la sphalerite est oxydee et 80% du zinc est alors lie a un phyllomanganate, la chalcophanite (znmn#3o#7. 3h#2o). Le second sol etudie contient des nodules siliceux millimetriques enrichis en elements metalliques. La forme hexagonale de la birnessite, qui appartient egalement a la famille des phyllomanganates, a ete identifiee dans les nodules. Ce mineral fixe 100% du plomb et environ 80% du zinc, le reste etant associe aux argiles. Dans les autres sols etudies, le zinc est majoritairement associe aux argiles quelle que soit la nature de la contamination (solvants organiques et residus de distillation, sous-produits de fonderies plomb-zinc et residus de dragage de canaux). A l'endroit ou la pollution est la plus forte, deux silicates de zinc purs, l'hemimorphite et la willemite, ont ete identifies. Cette etude demontre la potentialite de la spectroscopie exafs pour determiner la speciation des metaux lourds dans les sols. Cette methode complete utilement les approches chimiques traditionnellement utilisees.

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Mouabad, Abdelfattah. "Toxicité comportementale et physiologique (filtration, respiration) des métaux lourds (Cu, Zn, Hg, Cd et Pb) chez la moule d'eau douce Dreissena polymorpha pallas : proposition d'un protocole d'essai pour l'évaluation de la toxicité par la réponse comportementale de Dreissena." Metz, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1991/Mouabad.Abdelfattah.SMZ918.pdf.

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Abstract:

Cette étude traite de la toxicité comportementale et physiologique des métaux lourds (Zn, Cu, Hg, Cd et Pb) chez la moule d'eau douce Dreissena polymorpha. Une étude préliminaire sur la toxicité létale a montré que la Cl 50-96 H est de 0. 191 mg/L pour le Cu, 0. 420 mg/L pour le Hg et supérieure à 14 mg/L pour le Cd. Le Zn (jusqu'à 10 mg/ L) n'exerce pas d'effet létal en 96 H. L'étude des effets comportementaux lors d'expositions de 24 H montre que des concentrations sublétales en métaux provoquent de profondes modifications de l'activité de filtration. Alors qu'il est continu chez le témoin, le mode de filtration de l'animal exposé devient intermittent avec une augmentation des durées de fermeture valvaire. Les métaux peuvent être classés selon l'ordre de toxicité décroissante suivant : Hg, Cu, Cd, Pb, Zn. Considérant sa bonne sensibilité, la réponse comportementale de Dreissena comme critère pour l'évaluation de la toxicité. Un protocole d'essai est présenté ; ses limites de détection pour les métaux sont (en mg/L) : 0. 010 pour le Hg, 0. 015 pour le Cu, 0. 100 pour le Cd, 0. 200 pour le Zn et 0. 400 pour le Pb. Lors d'expositions de 48 H et 1 semaine, les effets des métaux sur le taux de filtration se manifestent par des réductions de celui-ci en fonction des concentrations. Ces effets ont lieu dans le même ordre de toxicité que pour le comportement. La consommation d'oxygène est augmentée par le Zn et réduite par le Cu et le Hg, le Cd et le Pb n'ayant pas d'effet significatif. Un essai d'intégration des effets physiologiques a été réalisé pour le Cd (de 0. 005 a 0. 045 mg/L) et le Cu (de 0. 004 a 0. 044 mg/L) lors d'une exposition de 4 semaines. Les résultats montrent que le Cd n'affecte pas le potentiel énergétique de croissance tandis que le Cu le réduit
The study deals with the effetcts of subletal concentrations of heavy metals (Cu, Zn, Hg, Cd, Pb) on the pumping behaviour and physiological functions (filtration rate, oxygen consumption) of the freshwater mussel Dreissena polymorpha. A preliminary study, carried out to screen the letal effects, showed that the LC 50-96 h is 0,191mg/l for Cu, 0,420 mg/l for Hg and above 14 mg/l for Cd. Zn has no letal effect in a 96 h exposure. In a 24h exposure, subletal concentrations of metals induce deep changes in the pumping activity of Dreissena. Pumping flow becomes intermittence and valve closure in enhanced. The effects are concentration dependent. Metals can be classified in a decreasing order of toxicity as following : Hg, Cu, Cd, Pb, Zn. In view of its good sensitivity, the behavioural response of Dreissena is proposed as a tool for the screening of toxicity in freshwaters. The detection limits set for metals are (in mg/l) : 0, 010 for Hg, 0,015 for Cu, 0,100 for Cd, 0,200 for Zn and 0,400 for Pb. In exposures of 48 h and 1 week, metals significantly reduce the filtration rate of Dreissena. Order of toxicity is the same as for behaviour. The oxygen consumption study showed that it is increased by Zn and reduced by Cu and Hg. No effect was obtained with Cd and Pb. Integration of the physiological effects was undertaken for Cd (0,005 to 0,045 mg/l) and Cu (0,004 to 0,044 mg/l) in a 4 weeks exposure. Results show that the Scope for Growth in not impaired by Cd whereas Cu reduces it. The usefulness of the studied physiological functions as criteria for the chronic toxicity testing is discussed

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Dawood, Ihssan. "Modélisation du transfert de métaux lourds dans les sols non saturés (modèle fractionnaire hydrogéochimique)." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00422621.

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Abstract:

Beaucoup d'études ont montré que l'équation d'advection-dispersion classique ne permet pas de simuler correctement le transport de solutés dans les sols hétérogènes, ni de prendre en considération la spéciation des solutés dans les systèmes géochimiques que constituent les sols. Dans ce travail, un modèle fractionnaire hydrogéochimique a été proposé pour simuler le transport et la spéciation des métaux lourds dans la zone non saturée des sols, que ce soit en régime permanent ou transitoire. Ce modèle a été proposé pour remédier aux limitations du modèle classique d'advection dispersion. En régime permanent, la solution analytique de l'équation fractionnaire d'advection-dispersion a été couplée sous MATLAB au modèle de réactions géochimiques, et ce nouveau modèle a été validé à l'aide de résultats expérimentaux. En régime non permanent, une nouvelle solution numérique de l'équation fractionnaire d'advection-dispersion est proposée, et couplée avec un modèle d'écoulement et un modèle géochimique. Le modèle résultant, programmé sous MATLAB, a été testé en le comparant à des simulations obtenues avec les codes HYDRUS-1D et HP1. Les résultats de validation ont montré que le nouveau modèle fractionnaire reproduit bien le transfert de solutés dans la zone non saturée des sols et qu'il est capable de donner plus de détails sur les espèces chimiques présentes dans le sol, sur leur migration et leur interaction. Le nouveau modèle a été utilisé pour étudier le transfert de zinc dans la région de Kempen (à la frontière entre la Belgique et les Pays Bas). Il s'agit d'un site fortement pollué par les métaux lourds rejetés par les fonderies de zinc existant dans la région. Une étude paramétrique a été conduite pour déterminer la sensibilité du modèle à une variation de ses paramètres hydrologiques ou géochimiques. La conductivité hydraulique du sol (Ks), la teneur en eau à saturation (θs) et la teneur en eau initiale (θini) du sol sont les paramètres les plus influents pour le modèle d'écoulement d'eau. Le modèle fractionnaire de transport de soluté est sensible à la variation de l'ordre fractionnaire de dérivation (α) et à celle du coefficient de dispersion (D). Le pH est le facteur déterminant pour le modèle géochimique, suivi par la concentration en SO42- et en CO32-. L'effet des cations Al3+, Mn2+ et Fe2+ n'est pas significatif.

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Ledrich, Marie-Laure. "Mise en évidence et étude comparative des protéines de transport de fer et d'autres métaux chez Ralstonia eutropha CH34 et souches dérivées." Metz, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2001/Ledrich.Marie_Laure.SMZ0132.pdf.

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Abstract:

Ralstonia eutropha CH34, anciennement Alcaligenes eutrophus CH34, a été isolée dans un bassin de décantation d'une usine de zinc par Houba et al. En 1976. L'étude de cette souche a révélé des résistances à au moins onze "métaux lourds", portées par deux mégaplasmides de résistance : pMOL28 et pMOL30, traduisant l'adaptation de la bactérie sur des sols fortement contaminés. Le système czc, porté par pMOL30, permet l'expulsion du cadmium, zinc, cobalt. Ralstonia eutropha CH34 a développé, un mécanisme très spécifique de captation du fer, trop peu biodisponible dans l'environnement : le sidérophore. Ces deux mécanismes, le premier facultatif, le second inductible, mais constitutif, semblent liés. La connaissance du fonctionnement de ces deux systèmes est indispensable à la bioremédiation de ces métalloïdes au sein des écosystèmes. Cette étude a porté sur l'identification du récepteur du complexe sidérophore-fer. Deux souches dérivées de Rastolnia eutropha CH34 ont été utilisées comme témoin : Rastolnia eutropha 1153 (suexprime la production de sidérophores) et Rastolnia eutropha 104 (souche dépourvue des plasmides). Une protéine membranaire d'environ 45 kDA a été révélée chez cette dernière souche, naturellement surexprimée et a été purifiée et étudiée. Cette protéine correspond probablement au récepteur du complexe sidérophone-fer
Rastolnia eutropha CH34, formerly Alcaligenes eutrophus CH34, was initially isolated from a decantation tank by Houba et al. , in 1976. Studies on this strain revealed at least 11 heavy metals resistances, carryied by two megaplasmids : pMOL28 et pMOL30, which translate a bacteria adaptation system to highly polluted soils. Firstly, the czc resistance system, carried by pMOL30, is based on cadmium, zinc and cobalt efflux. Secondly, Rastolnia eutropha CH34 had developed a highly specific system for iron transport, based on siderophore affinity, because this element is weakly biodisponible in environment. These two mechanisms, the first one facultative, and the second one inducible but constitutive, seem to be associated. The knowledge of these two mechanism is very important to understand the way of heavy metal depollution processes. The main purpose of this study was to identify the proteins of czc system and the siderophore-iron receptor. Two Rastolnia eutropha CH34 derivates were used as references : Rastolnia eutropha 1153 (which overexpresses siderophores) and Rastolnia eutropha 104 which is plasmids-free). A 45kDa outer membrane protein was identified, by electrophoresis techniques. It seems to be the siderophore-iron receptor

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Bert, Valérie. "Tolérance aux métaux lourds et accumulation chez Arabidopsis halleri (Brassicaceae)." Lille 1, 2000. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2000/50376-2000-69.pdf.

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Abstract:

La rehabilitation et la depollution des sols pollues par les metaux sont des preoccupations mondiales. La capacite de certaines plantes a tolerer et a accumuler les metaux permet d'envisager leur utilisation en phytoremediation. Cependant, avant toute utilisation, une bonne connaissance des mecanismes qui sous-tendent les phenomenes de tolerance et d'hyperaccumulation est necessaire. C'est dans le cadre du programme de recherches concertees (prc) evaluation d'un site pollue en vue de sa requalification que ce travail s'insere. Le sujet porte sur la tolerance aux metaux (zinc, plomb, cadmium) et leur accumulation par l'arabette de haller (arabidopsis halleri), espece regionale appartenant a la famille des brassicaceae, tolerante et hyperaccumulatrice de zinc. L'etude a ete menee a l'aide d'approches complementaires : ecologie, ecotoxicologie, genetique classique et genetique moleculaire. En plus des populations metallicoles presentes dans le nord-pas-de-calais, des populations metallicoles et non-metallicoles d'europe centrale ont ete etudiees pour comparaison
Toutes ces populations sont tolerantes et accumulatrices de quantites tres importantes de zn et de cd. La tolerance a ces metaux ainsi que leurs accumulations semblent etre des proprietes constitutives de l'espece. L'etude de la descendance (f2) d'un croisement interspecifique, (a. Halleri tolerant-hyperaccumulateur) x (a. Petraea non-tolerant-non-accumulateur), a montre que la tolerance au zn semblait etre sous le controle d'un gene majeur tandis que la variation du degre de tolerance au zn semblait etre sous le controle de genes modificateurs. La tolerance au zn n'est pas due aux metallothioneines. Elles pourraient, cependant, contribuer a modifier le degre de tolerance au zn et ainsi intervenir au titre de modificateur. Les resultats preliminaires obtenus sur la tolerance et l'accumulation du cd en relation avec la tolerance et l'accumulation du zn suggerent l'independance des mecanismes lies au cd et au zn

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Brohon, Bertrand. "Utilisation d'indicateurs d'activités microbiennes telluriques et de biotests pour l'évaluation du niveau de pollution d'un sol : application à un sol pollué par des hydrocarbures et à un sol agricole soumis à l'épandage de boues et déchets de nature variée." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0114.

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Abstract:

L'objectif principal de cette étude est de savoir si les informations apportées par des mesures éco-toxicologiques permettent d'affiner le diagnostic d'un sol modérément pollué. Ce travail a été appliqué à deux types de pollution : une pollution chronique représentée par un site industriel pollué par les hydrocarbures et une pollution ponctuelle représentée par un sol agricole après amendements de boues et déchets de nature variée. L'utilisation de bio indicateurs du sol (respiration microbienne, activités déshydrogénase, phosphatase, uréase et estérase) et de bio tests (PFGRI, Lumistox et MetPiate) réclame de la -part de l'expérimentateur une attention toute particulière vis-à-vis du protocole de manutention et de conditionnement des terres échantillonnées. Dans une phase expérimentale préliminaire aux études sur site réels, nous montrons la sensibilité de ces mesures en rapport avec la température et la durée du stockage des terres. Après avoir défini quelques principes protocolaires de laboratoire, nous montrons la pertinence de l'utilisation conjointe des bio-indicateurs microbiens du sol et des bio-tests sur le site industriel. La démarche adoptée permet de réduire la probabilité d'obtenir des "faux négatifs" et d'affiner le diagnostic de la pollution du site. Sur le sol agricole après épandage, les mesures des activités des micro-organismes telluriques se révèlent plus sensibles que le biotest Microtox et permettent de mettre en évidence l'impact de certains amendements sur la microflore du sol. Les résultats de nos études révèlent des avantages et inconvénients des outils éco-toxicologiques. L'activité phosphatase montre notamment peu d'aptitude à discriminer les terres en fonction de leur teneur en polluants et ne semble donc pas être un bio-indicateur approprié pour affiner le diagnostic des sols et sites faiblement ou modérément pollués
The aim of this present study is to evaluate whether the information given by the measures in eco-toxicology could be used in diagnosis of sail pollution. The sail bio-indicators (sail respiration measurement, enzyme activities measurements represented by Dehydrogenase activity, Phosphatase activity, Esterase activity and Urease activity) and the bio-essays used require a great care about handling and storage of the sail samples. Preliminary investigations have therefore focused on the laboratory practices to be used in order to minimize the bias introduced by handling and storage of the sail samples. One case of chronic pollution represented by an industrial site polluted by hydrocarbons and one case of a punctual pollution represented by sail polluted by different sludges and wastes have been analysed. We have shown the pertinence of bath bio-indicators and bio-essays simultaneously used. The followed processes help to reduce the probability of « false negative results » and provide useful information for the diagnosis of sail pollution. However, the use of microbial activity measurements on sail polluted by sludges and wastes showed a greater sensibility than the Microtox bio-essay. From our study, the results demonstrated the advantages and inconvenient of the eco-toxical measurements. Notably, on slightly polluted soils, the phosphatase activity didn't seem sensitive enough to the level of sail pollution

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Flores, Velez Luisa Maria. "Essai de spéciation des métaux dans les sols : cas du Cu dans les vignobles." Paris 12, 1996. http://www.theses.fr/1996PA120027.

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Abstract:

Le travail concerne la distribution du cuivre dans les sols de vignoble ou le cuivre est apporte en abondance par des traitements phytosanitaires. Preferentielle: dans les fractions grossieres et dans les fractions fines. Vis a vis de la distribution du cu nous avons pu identifier avec les methodes chimiques une difference en reactivite du cu dans les deux sols etudies surtout dans les fractions fines. Le cu echangeable est plus eleve dans le sol acide ainsi que celui extrait avec l'edta, ce qui indique une mobilite et disponibilite importante. En effet des tests de toxicite sur les sols que nous avons etudie ont montre que le sol acide est toxique contrairement au sol calcaire ou il n'y a pas eu problemes de toxicite. Les caracteristiques de sols etudies ont comme consequence une difference distribution du cu en fonction du type de sol. Les sols carbonates ont des teneurs plus importantes du c et du cu dans les fractions fines, cela indique une bonne mineralisation de la matiere organique malgre la presence du cu. Dans ces sols carbonates la proportion des fractions fines est plus importante en consequence la proportion du c et du cu dans ces fractions est plus considerable. Dans les sols acides l'importance des proportions du cu liees aux fractions grossieres organiques augmente, ce qui implique une mineralisation plus reduite peut etre liee a une certaine toxicite du cu. En consequence on a une double localisation. La separation physique de debris vegetaux en voie de decomposition dans ces sols ont montre qu'ils se distinguent par des teneurs particulierement elevees en cet element (1000 a 3000 mg par kg de debris vegetaux). Ces debris, quand il n'y a pas de travail du sol, sont abondants en surface. Immediatement sous cette surface, 20 a 40% du cuivre total d'une tranche de sol donnee peuvent etre ainsi lies a ces debris alors que la teneur en matiere organique de cette tranche est faible. Cette matiere organique continue a evoluer vers des composes humifies: elle peut donc etre consideree comme une forme de stockage temporaire du cuivre jusqu'a sa mineralisation complete

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Davranche, Mélanie. "Evaluation du potentiel de remobilisation de la charge en métaux lourds de solides pollués en milieu réducteur." Limoges, 2000. http://www.theses.fr/2000LIMO0028.

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Abstract:

La contamination des sols par les metaux lourds a la suite d'activites industrielles souleve plusieurs problemes quant a la mobilite des micropolluants metalliques. Cette etude s'interesse a l'effet des conditions reductrices sur cette mobilite. Les influences de 5 facteurs ont ete evaluees : la structure solide, la complexite geochimique des solides, le lien metal/solide, la puissance du reducteur, la voie de reduction (chimique ou biochimique). L'etude de ces facteurs a permis de mieux cerner les mecanismes susceptibles d'intervenir sur la mobilite des metaux dans le milieu naturel en milieu reducteur. Le suivi de la solubilisation des metaux provenant de divers types d'echantillons en presence d'agents chimiques ou de bacteries induisant une reduction a montre une liberation des metaux intervenant de facon concomitante a celle du mn et du fe. Ce travail a ete realise sur des solides simples, fe(oh) 3 s, -fe-ooh et mno 2, sur un sol agricole pollue et enfin sur des dechets industriels. Dans le cas d'une adsorption de surface, le cd est le plus solubilise et le pb se readsorbe sur les phases geochimiques non detruites en milieu reducteur ; dans le cas d'une coprecipitation, le pb est le plus libere. Pour les solides industriels, ce n'est plus la nature du lien metal/solide qui regit la liberation des metaux mais le stade d'alteration de ces solides. Toutes ces donnees ont permis l'etablissement d'un modele (base sur l'evolution de la cec) permettant de predire l'evolution de la liberation de metaux sur une gamme de ph en milieu reducteur. Enfin, des experiences ont ete realisees en presence de bacteries pratiquant la dissimilation reductrice. Celles-ci entrainent une solubilisation des metaux, cependant limitee par deux phenomenes. La biomasse generee par la croissance bacterienne se comporte comme un fort adsorbant des metaux, et lorsque les conditions sont tres reductrices et/ou en presence de bacteries sulfato-reductrices, les metaux precipitent sous forme de sulfures.

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Sirven, Jean-Baptiste. "Détection de métaux lourds dans les sols par spectroscopie d'émission sur plasma induit par laser (LIBS)." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00122546.

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Dans les domaines de l'analyse, du contrôle et de la mesure physique, le laser constitue un outil métrologique particulièrement puissant et polyvalent, capable d'apporter des réponses concrètes à des problématiques variées, y compris d'ordre sociétal. Parmi ces dernières, la contamination des sites et des sols par les métaux lourds est un enjeu de santé publique important qui requiert de disposer de moyens de mesure adaptés aux réglementations existantes et suffisamment souples d'utilisation. Technique rapide et ne nécessitant pas de préparation de l'échantillon, la spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS) présente des avantages très intéressants pour réaliser des mesures sur site de la teneur en métaux lourds à l'échelle de la dizaine de ppm; la conception d'un appareil portable à moyen terme est envisageable.
Dans cette thèse nous montrons d'abord que le régime femtoseconde ne présente pas d'avantages par rapport au régime nanoseconde standard pour notre problématique. Ensuite nous mettons en œuvre un traitement avancé des spectres LIBS par des méthodes chimiométriques dont les performances améliorent sensiblement les résultats des analyses qualitatives et quantitatives d'échantillons de sols.

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Fleury, Guillaume. "Identification des molécules des acides fulviques impliquées dans la sorption des métaux lourds dans les sols." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAE011/document.

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Abstract:

La compréhension des cycles couplés de la matière organique et des éléments traces métalliques (ETMs) tels que Cu, Zn, Cd, Pb et les lanthanides (Ln) dans les sols nécessite des connaissances sur les espèces formées aux interfaces solide-solution. La sorption des acides fulviques (AFs) sur les surfaces minérales est d’importance car les AFs modifient la réactivité de surface et la capacité de sorption des minéraux vis-à-vis des ETMs. Les AFs sont des mélanges complexes de milliers de composés organiques qui subissent un fractionnement chimique lors de leur sorption sur les surfaces minérales des sols. Le but principal de cette étude est d’élucider le fractionnement d’AFs d’origines et de compositions différentes sur des surfaces minérales (argiles, hydroxydes de fer et d’aluminium) d’intérêt pour les sols, et d’en investiguer l’effet sur la sorption des ETMs dans des systèmes métaux-AF-minéral-solution modèles. Il s’agit ensuite d’appliquer les connaissances acquises dans les systèmes modèles à la compréhension du comportement des ETMs dans des systèmes eaux-sols.L’utilisation de la spectrométrie de masse haute résolution ESI(-)-FTMS pour l’analyse de solution d’AFs (PPH,extrait d’un sol sous hêtraie ; PPC, extrait d’un sol sous conifères; PPFA, AF de référence issu d’une tourbe)issus d’expériences de sorption sur l’hématite, l’alumine et la kaolinite a permis de mettre en évidence que les propriétés de surface des minéraux sont un paramètre clé régissant le fractionnement de sorption des AFs. Les données ont montré que l'affinité relative des molécules d’un AF pour la surface des oxydes métalliques est régie par l'acidité moléculaire, l’échange de ligand étant le principal mécanisme impliqué dans le processus de sorption à pH acide. En revanche, la surface de la kaolinite a montré une faible sélectivité, la sorption résultant principalement de la formation de liaisons H avec les sites de faible affinité sur les plans basaux des particules.En combinant des données macroscopiques sur la sorption compétitive des métaux (Cu, Zn, Cd, Pb et Ln) avec des descriptions à l'échelle moléculaire du fractionnement de PPH sur l’hématite et la kaolinite à différents rapports AF/minéraux, nous avons mis en évidence que le comportement de sorption des métaux sur une surface minérale en présence d’AFs est largement influencé par la distribution moléculaire des AFs aux interfaces minéral-solution, qui dépend principalement de la nature (oxyde métallique versus argile) et des propriétés des surfaces minérales ainsi que du rapport AF/minéral dans le cas des oxydes métalliques.L’acquisition de données sur deux profils de sols développés sous hêtraie et sous conifères par différentes approches complémentaires (minéralogie, calculs de bilans massiques, extractions séquentielles, et analyses ESI(-)-FTMS des substances humiques) a montré que les dynamiques (distribution verticale, fractionnement) des AFs et le comportement des ETMs sont interconnectés et gouvernés par la nature et la réactivité des surfaces minérales présentes dans les sols
Building a comprehensive description of the coupled cycles of organic matter and trace metal elements (TMEs) such as Cu, Zn, Cd, Pb and lanthanides (Ln) in soils requires knowledge on the species formed at the solid-solution interfaces. The sorption of fulvic acids (FAs) on mineral surfaces is of importance, because FAs modify the surface reactivity and the sorption capacity of minerals towards TMEs. FAs are complex mixtures of thousands of organic compounds which undergo a chemical fractionation during their sorption on mineral surfaces of soils. The purpose of this study was to elucidate the fractionation of FAs of different origins and compositions on mineral surfaces (Fe and Al hydroxides, clays) relevant to soils, and to investigate its effect on the sorption of TMEs in model metals-FA-mineral-solution systems. The next step was to use the knowledge acquired on model systems for understanding the behavior of TMEs in water-soil systems. The use of high-resolution ESI(-)-FTMS mass spectrometry for analyzing FA solutions (as FAs: PPH, extracted from a soil under a beech forest; PPC, extracted from a soil under a fir forest; and PPFA, a reference peat FA) resulting from sorption experiments onto hematite, alumina and kaolinite provided evidence that mineral surface properties are a key parameter governing the FA sorptive fractionation. The MS data showed that the relative affinity of FA molecules for the surface of metal oxides is governed by molecular acidity, ligand exchange being the main mechanism involved in the sorption process at acidic pH. In contrast, the surface of kaolinite displayed alow selectivity, the sorption resulting mainly from H-bonding with low-affinity basal sites. By combining macroscopic data on the competitive sorption of metals (Cu, Zn, Cd, Pb and Ln) with molecular scale descriptions of PPH fractionation onto hematite and kaolinite at different FA/mineral ratios, we have shown that the sorption behavior of metals on mineral surfaces in the presence of PPH is greatly impacted by the molecular distribution of PPH at the mineral-solution interface, which mainly depends on the nature (metal oxidevs clay) and properties of the mineral surfaces as well as on the FA/mineral ratio for metal oxides. Data acquired on two soil profiles developed under beech and fir forests by using different complementary approaches (mineralogy, mass balance calculations, sequential extractions and ESI(-)-FTMS analyzes of humic substances) showed that the dynamics (vertical distribution, fractionation) of FAs and the behavior of TMEs are interconnected and governed by the nature and reactivity of mineral surfaces in soils

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Floch, Carine. "Les enzymes du sol : étude de leurs potentialités bioindicatrices de contaminations par des métaux et des polluants organiques." Aix-Marseille 3, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX30070.

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Abstract:

L’objectif principal de ce travail de recherche a été de déterminer le potentiel bioindicateur de certaines activités enzymatiques pour caractériser le fonctionnement et la qualité des sols dans un contexte de pollutions métalliques et organiques (i. E. Pesticides et modes de gestion agricoles conventionnel, organique ou biologique et intégré). Dans un premier temps, l’activité des phénoloxydases a fait l’objet d’une mise au point méthodologique permettant sa quantification dans les sols, et d’une étude plus approfondie sur sa sensibilité vis-à-vis de certains métaux. Par la suite, différentes approches ont été appréhendées au travers d’incubations en conditions contrôlées de laboratoire et d’observations de terrain, réalisées à des échelles spatiales allant de la parcelle au paysage. Les enzymes étudiées sont impliquées dans le fonctionnement des principaux cycles biogéochimiques du C (cellulase, hydrolase de la fluorescéine diacétate, β-galactosidase, β-glucosidase et phénoloxydase), N (arylamidase), P (phosphomonoestérases acide et basique, phosphodiestérase et phosphotriestérase) et S (arylsulfatase). Les résultats ont clairement démontré la variabilité des patrons de réponses des activités enzymatiques, notamment en fonction du type de contamination et des caractéristiques physico-chimiques des sols. Ceci souligne la difficulté de sélectionner des bioindicateurs enzymatiques universels de qualité des sols applicables à une large gamme de perturbations. Toutefois, certaines enzymes, telles que les arylamidases et les phénoloxydases, se sont révélées à plusieurs reprises être des indicateurs particulièrement sensibles aux perturbations appliquées aux différents sols de cette étude. Une suite intéressante à ce travail serait donc d’intégrer l’étude de ces bioindicateurs potentiels à des réseaux de mesure de la qualité des sols. Enfin, d’autres paramètres microbiens ont également été étudiés, il s’agit de la diversité fonctionnelle des communautés bactériennes (Biolog® Eco) et des densités bactériennes et fongiques, mais ceux-ci se sont révélés être des bioindicateurs moins pertinents de la qualité des sols que les activités enzymatiques
The main objective of this research was to determine the potential bioindicator of certain enzymatic activities to characterize the functioning and quality of soil in the context of metal and organic pollutions (i. E. Pesticides and conventional, organic or biological, and integrated management strategies). In a first step, a methodology for the quantification in soils of phenol oxidase activities has been developed, and further study on its sensitivity towards certain metals has been performed. Thereafter, different approaches have been apprehended through incubation under controlled laboratory conditions and field observations, made at scales ranging from plot to landscape. The enzymes studied are involved in the functioning of the major biogeochemical cycles of C (cellulase, fluorescein diacetate hydrolase, β-galactosidase, β-glucosidase and phenol oxidase), N (arylamidase), P (acid and alkaline phosphomonoesterases, phosphodiesterase and phosphotriesterase) and S (arylsulfatase). The results have clearly demonstrated the variability of response patterns of enzyme activities, with the type of contamination and physical and chemical characteristics of soils. This underlines the difficulty for selecting universal enzymatic bioindicators of soil quality for a wide range of perturbations. However, some enzymes, such as arylamidases and phenol oxidases, proved repeatedly to be indicators especially sensitive to disturbance applied to the different soils of this study. An interesting continuation of this work would be to integrate such kind of study of these potential bioindicators in networks of soil quality measurement. Finally, other microbial parameters were also studied, the functional diversity of bacterial communities (Biolog® Eco) and bacterial and fungal densities, but they have proved to be less relevant as soil quality indicators with regards to enzyme activities

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Auguy, Florence. "Identification de gènes impliqués dans la tolérance au plomb chez la brassicacée Hirschfeldia incana." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20141/document.

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Abstract:

L'exploitation, puis l'abandon, des sites miniers, dans l'oriental marocain, a entraîné une importante pollution des zones avoisinantes, générée par la dispersion de déchets riches en Pb. Pour résoudre ce problème, des programmes de phytomanagement sont à développer. Cependant, la réalisation de ces projets se heurte à deux contraintes : une faible diversité des plantes métallophytes et une méconnaissance des mécanismes de la tolérance au Pb.Dans ce contexte, l'objectif de mon travail de thèse a été de sélectionner une ou des plantes susceptibles d'entrer dans un programme de phytoremédiation et d'identifier des gènes impliqués dans la tolérance au Pb. Dans un premier temps, l'analyse des sols et des résidus miniers a révélé une importante contamination polymétallique du site d'étude. Des prospections floristiques ont ensuite permis d'identifier une plante de la famille des brassicacées, Hirschfeldia incana, prédominante sur les sites miniers pollués et qui accumule le Pb. L'accumulation du Pb chez H. incana a été confirmée en conditions contrôlées et une stratégie « gène candidat » a montré l'implication dans la tolérance au Pb de deux gènes, l'un codant pour une métallothionéine MT2a et l'autre pour un transporteur membranaire HMA4. Enfin, la comparaison des transcriptomes d'H. incana et d'A. thaliana a abouti à l'édification d'une liste de gènes candidats susceptibles d'être impliqués dans la tolérance au Pb. L'analyse fonctionnelle de quatre de ces gènes, codant pour une ferritine, une métallothionéine, une protéine fixatrice du cuivre et une défensine, a précisé leur rôle dans la tolérance au Pb
Exploited, and then abandoned, mining sites, in the oriental Morocco, have polluted the neighboring regions, by dispersion of mining wastes containing Pb. Facing this problem, it is necessary to develop phytomanagement programs. Nevertheless, these project realisations encountered two major constraints: weak metallophyte plant diversity and misunderstanding of Pb tolerance mechanisms. In this context, the objectif of my work was to select plants compatible with a phytoremediation program and to identify genes implicated in lead tolerance. Firstly, soil and mining waste analysis has revealed an important polymetallic pollution of the studied region. Then, floristic explorations had permitted to identify a plant of the brassicaceae family, Hirschfeldia incana, which is predominant on the polluted mining regions and accumulated Pb. Pb accumulation in H. incana was confirmed in controlled conditions and a candidate gene approach has shown the lead tolerance implication of two genes, one coding for a metallothionein (MT2A) and the other a membrane transporter (HMA4). Finally, the transcriptome comparison from H. incana and A. thaliana has generated a list of candidate genes putatively implicated in Pb tolerance. Functional analysis of four genes, coding a ferretin, a metallothionein, a copper binding protein and a defensin, has permitted to clarify their role in Pb tolerance

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Palaprat, Stéphane. "Couplage géochimie / transport lors de la dépollution électrocinétique d'une terre polluée par des métaux lourds." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL043N.

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L'électroremédiation consiste à imposer un courant électrique continu entre deux électrodes insérées dans le milieu afin d'en extraire les polluants en solution par électro-osmose et par électromigration s'il s'agit des espèces chargées. Les phénomènes crées lors de l'application du procédé entraînent des modification physico-chimiques dans le système. Celles-ci sont autant de facteurs affectant la spéciation, la solubilité e donc le transport des polluants. Il s'agit donc de phénomènes couplés dont la connaissance est essentielle pour la maîtrise du procédé. Le travail présenté dans ce mémoire s'est proposé de mettre en place une méthodologie globale visant, analyser l'aptitude d'une terre polluée à être traitée par électroremédiation. Il a été entièrement réalisé sur Uni terre réelle perméable contenant du plomb, du cuivre, du zinc et de l'arsenic. La méthodologie consiste à définir tout d'abord les mécanismes réactionnels caractérisant les processus de solubilisation et les réactions en phase aqueuse des espèces, en condition de lixiviation acide. Ils ont été déterminés en couplant l'expérimentation en colonne de laboratoire et la modélisation multicomposants des interactions lors de l'écoulement. Ensuite, des essais d'électroremédiation ont été réalisés afin d'étudie l'interdépendance réaction chimique / transport, aspect du procédé peu étudié dans la littérature. Le mécanisme réactionnel proposé permet de déterminer les concentrations et la distribution en composés dans le milieu, autorisant alors une analyse des mécanismes de transport prépondérants pour chaque espèce. Enfin, cette approche a permis d'asseoir les bases d'un modèle de tendances qui a pour objectif d'estimer l'évolution des concentrations en espèces extraites du milieu. Bien qu'il nécessite des améliorations et des validations ultérieures, il a montré des accords raisonnables avec les résultats expérimentaux pour les espèces majeures et pour certains polluants.

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Ferraro, Alberto. "Optimal design and operation of HMs removal from soil by EDDS enhanced washing." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1194/document.

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Ce travail de recherche porte sur l'optimisation des procédés de lavage de sol permettant le traitement des sites contaminés par des métaux lourds. Cette étude se concentre sur le cycle complet de ce type de traitement, incluant la possibilité de réutilisation et un traitement adapté de la solution de lavage de sol utilisée. La conception et l'exploitation d'un procédé de lavage de sol sont étudiées dans le but d'optimiser leur coût et leur efficacité. Dans ce but, les paramètres et la configuration du réacteur utilisé pour ce procédé sont étudiés en détail à travers des tests à l'échelle du laboratoire, et les cinétiques sont simulées par une modélisation mathématique. Les échantillons de sol utilisés au cours de cette étude proviennent de terres agricoles présentant une forte contamination en cuivre. Parmi plusieurs agents chélateurs de la famille des aminopolycarboxylates, il a été choisi d'utiliser l'acide éthylènediamine-N, N'-disuccinique (EDDS) pour sa biodégradabilité - largement rapportée dans la littérature – et son efficacité importante d'extraction des métaux lourds, y compris du cuivre. Le travail bibliographique a permis d'identifier les deux paramètres cruciaux pour l'optimisation du procédé de lavage de sol : le rapport molaire EDDS : Cu et le rapport liquide-solide (L/S). Des tests réalisés dans un réacteur à agitation continue (RAC) en fonctionnement discontinu ont permis d'étudier l'influence de ces deux paramètres sur le rendement et la cinétique d'extraction du cuivre. L’augmentation du rapport molaire EDDS : Cu a permis une meilleure amélioration de l'efficacité du procédé, comparée à l'augmentation du rapport L/S. Par ailleurs, les tests réalisés en discontinu ont clairement mis en évidence une première étape cinétique rapide au début du traitement, suivie d'une seconde étape d'extraction plus lente jusqu'à la fin du traitement. Il a donc été formulé un modèle empirique basé sur deux termes cinétiques. Les paramètres du modèle ont été calibrés puis validés grâce à deux séries de données expérimentales différentes. Ce modèle permet d'abord d'évaluer la validité de l'hypothèse d'un procédé reposant sur deux étapes cinétiques différentes. Cela représente aussi un nouvel outil pour prévoir l'efficacité du procédé en fonction de l'évolution du ratio molaire EDDS : Cu et du temps de traitement. Les coûts d'exploitation du procédé ont été minimisés en étudiant différentes configurations de traitement. En particulier, deux configurations en réacteur piston ont été analysées et comparées à celle en RAC. Les réacteurs pistons ont été simulés en utilisant plusieurs réacteurs en série et en variant les temps de rétention et le fractionnement de l'injection de la solution de lavage de sol. Comparés à la configuration en RAC, les résultats obtenus en réacteur piston ont montré une amélioration du rendement et de la cinétique d'extraction du cuivre, ainsi qu'une réduction de la quantité de solution de lavage utilisée. Pour finir, un procédé électrochimique a été mis en place pour le traitement et la récupération de la solution d'EDDS utilisée. Des tests en réacteur discontinu ont permis d'optimiser les paramètres de ce procédé (densité de courant, pH et conductivité de la solution de lavage de sol). La solution récupérée a ensuite été utilisée pour d'autres étapes de lavage de sol. Les résultats obtenus ont prouvé l'efficacité du traitement électrochimique pour la récupération de la solution d'EDDS, et permettent d'envisager l'application de cette technique pour réduire le coût des procédés de lavage de sol utilisant l'EDDS
The object of the present research work is the optimization of soil-washing processes applied to heavy metal contaminated soils. The work focuses on the whole cycle of these treatments, including the possible recovery and the proper disposal of the used washing solution. Both the design and the exploitation of a soil washing treatment are investigated, in order to maximize their efficacy, in terms of cost and process efficiency. At this aim process parameters and reactor configurations are studied in details through lab-scale tests, and the observed kinetics are simulated through mathematical modeling. Soil samples used for the experimental activity were collected from an agricultural field located in Southern Italy, mainly contaminated by copper. Among several Aminopolycarboxylate (APC) chelating agents, Ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid (EDDS) was selected, for its recognized biodegradability, widely reported in literature works, and its efficiency as extracting agent towards several heavy metals, including Cu. Literature review allowed determining the two most important process parameters to be investigated for washing optimization. The two parameters were identified as EDDS : Cu molar ratio and liquid to soil ratio (L/S). In order to investigate the effect of these parameters on process kinetics and Cu extraction yield, batch washing tests in continuous-stirred tank reactor configuration (CSTR) were carried out. EDDS : Cu molar ratio increase was found to be able to enhance process efficiency more than L/S increase. Batch tests clearly displayed a first fast kinetic step at the beginning of the treatment, followed by a second slower kinetic extraction step, which lasted until the end of the treatment. According to this observation, an empirical mathematical model based on two-kinetic terms was formulated. Model parameters were firstly calibrated and then validated using two different sets of experimental data. The derived mathematical model was useful to assess the validity of the two-kinetic steps process hypothesis, and to provide a tool for process efficiency prediction depending on EDDS : Cu molar ratio and treatment time length. Exploitation costs of the process were minimized studying different treatment configurations. In details two Plug-Flow configurations were analyzed and compared to the CSTR one. The two Plug-Flow configurations were simulated using several reactors in series, varying the detention time of the reactors, and fractionating the injection of the washing solution. Achieved results displayed improvements in terms of Cu extraction yield and process kinetic for the tested Plug-Flow conditions compared to the CSTR one, and showed that the use of a Plug-Flow reactor allows to reduce the amount of required washing solution. Finally, an electrochemical process was tested for the treatment and the recovery of the spent EDDS solution. Batch tests were carried out to optimize electrochemical process parameters (e.g. current density, washing solution pH and conductivity). The recovered solution was also used for a multi-washing test. Results proved the effectiveness of the electrochemical treatment for EDDS solution recovery and its potential application as technique for EDDS-enhanced soil washing costs reduction

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Weissenhorn, Ingrid. "Les mycorhizes à arbuscules dans des sols pollués par des métaux lourds : tolérance aux métaux et rôle dans leur transfert aux plantes." Nancy 1, 1994. http://www.theses.fr/1994NAN10009.

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Abstract:

Dans ce travail, la tolérance des mycorhizes à arbuscules aux métaux lourds et leur rôle dans le transfert des métaux à la plante ont été étudiés dans 15 sols différents par leurs teneurs en métaux et par l'origine des métaux. Des études au champ et des expériences au laboratoire ont été effectuées. Les résultats suggèrent une adaptation des populations de champignons mycorhizogènes indigènes aux concentrations élevées de métaux. L’influence de la mycorhization sur l'absorption de métaux par la plante dépend des conditions de croissance, du partenaire fongique, de la nature du métal et de sa disponibilité. Une inoculation avec des champignons mycorhizogènes à arbuscules tolérants aux métaux pourrait être considérée dans le cadre de la réhabilitation de sols pollues. La germination des spores des champignons mycorhizogènes à arbuscules pourrait être utilisée comme biotest simple pour la réceptivité d'un sol aux mycorhizes et plus particulièrement pour la toxicité du sol liée aux métaux lourds ou à d'autres facteurs

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Dissertations / Theses on the topic 'Sols – Effets des métaux lourds'

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