Dissertations / Theses: 'Carbonated soils'

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Achour, Yosra. "Etude de la mobilité des métaux (Pb, Zn, Cd) et des métalloïdes (As, Sb) dans les sols carbonatés contaminés par les rejets miniers." Electronic Thesis or Diss., Orléans, 2022. https://theses.univ-orleans.fr/prive/accesESR/2022ORLE1041_va.pdf.

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Abstract:

Cette thèse porte sur plusieurs réponses sur l'écodynamisme et la phytodisponibilité des éléments potentiellement toxiques (EPT) dans des sols agricoles fortement contaminés par des rejets miniers développés sur un substrat carbonatés de la Tunisie septentrionale (Jebel Ressas (JRS), Jebel Hallouf (JH1) et Sidi Bouaoune (SB) dans un climat semi-aride. Les principaux contaminants en cause sont Zn, Pb, Cd, As et Sb pouvant atteindre respectivement 185037 mg.kg-1 à JRS, 28 000 mg.kg-1 à (JH1), 1021 mg.kg-1 à JRS, 1 355 mg.kg-1 et 338 mg.kg-1 à (JH1).Ces sols sont essentiellement formés d'argiles (kaolinite, illite, et montmorillonite), de carbonates (calcite, dolomite et hydrozincite), de silicates (quartz et hémimorphite), et de sulfates (barytine et anglésite). L'effet rhizosphérique sur la mobilité des EPT a été étudié par un test cinétique avec des acides à faible poids moléculaire (LMWAOs). Les résultats ont montré une augmentation du pH de la solution initiale (2,8) jusqu'à des valeurs proches de la neutralité, résultant de la dissolution des carbonates. Nos résultats suggèrent que les éléments les plus extractibles sont le Cd et le Zn et dans une moindre mesure le Pb. La mobilité des métalloïdes (As et Sb), était relativement faible à l'exception des sols de Jebel Hallouf et Sidi Bouaouane, ou un pourcentage d'extraction ne dépassant pas 1% pour Sb et 0,1% pour As, respectivement a été observé.Pour la détermination des formes des EPT dans les sols, deux méthodes d'extractions séquentielles ont été appliquées (BCR et Maiz). En parallèle, la concentration totale dissoute dans les eaux porales, la fraction labile (sondes DGT) et l'absorption par les plantes (orge et petit pois) ont été déterminées afin d'étudier la spéciation, la mobilité et la phytodisponibilité de sols agricoles autour de deux sites post-minier (Jebel Hallouf - Sidi Bouaouane et Jebel Ressas). Nos résultats ont montré que les fractions mobile et mobilisable (schéma de Maiz) des sols sont faibles par rapport à leurs concentrations totales. Le schéma de BCR a quant lui révélé que la majeure partie des EPT est liée à la fraction résiduelle à l'exception du Zn à JRS qui est beaucoup plus concentré dans la fraction échangeable. Une exception a été observée aussi pour le Pb dans les sols de Jebel Hallouf où il est distribué de façon similaire dans les fractions échangeable, oxydable et résiduelle dont le pourcentage varie entre 23 % et 32 %. La réponse des plantes vis-à-vis de ces contaminants montre que le petit pois et l'orge ont accumulés des teneurs en EPT dépassant les teneurs absorbées par les plantes dans les sols témoins. Les concentrations des EPT dans les eaux interstitielles ainsi que celles mesurées par DGT ne montrent pas de corrélation avec le contenu foliaire des plantes. Ce résultat s'explique par le fait que les concentrations des EPT accumulées dans les plantes sont supérieurs à celles disponibles dans les eaux interstitielles et que le réapprovisionnement de la phase solide est pratiquement négligeable. Le risque de transfert des EPT vers l'eau souterraine a été étudié par percolation en condition saturée dans des colonnes de sol reproduisant le profil de surface. Une diminution progressive du potentiel redox liée à la concentration en carbone organique dans le sol a induit un accroissement de la mobilité de l'arsenic probablement liée à la réduction microbienne des oxydes de fer This thesis provides answers on the ecodynamics and phytoavailability of potentially toxic elements (PTE) in agricultural soils heavily contaminated by mining waste developed on a carbonated bedrock of northern Tunisia (Jebel Ressas (JRS), Jebel Hallouf (JH1) and Sidi Bouaoune (SB) in a semi-arid climate.The main contaminants in question are Zn, Pb, Cd, As and Sb which can respectively reach 185037 mg.kg-1 at JRS, 28,000 mg.kg-1 at (JH1), 1021 mg.kg-1 at JRS, 1,355 mg.kg-1 and 338 mg.kg-1 at (JH1).These soils are essentially made up of clays (kaolinite, illite, and montmorillonite), carbonates (calcite, dolomite, and hydrozincite), silicates (quartz and hemimorphite), and sulfates (barite and anglesite).The rhizospheric effect on the mobility of PTE has been investigated using kinetic test with a mixture of low molecular weight organic acids. The results showed an increase in the pH of the solution (initial pH 2.8) up to near neutrality, leading to the dissolution of carbonates. Our results suggest that the most extractable elements are Cd and Zn and to a lesser extent Pb. an extraction percentage not exceeding 1% for Sb and 0.1% for As, respectively, was observed. for metalloids (As and Sb) their extractibility was relatively low with the exception of the soils of Jebel Hallouf and Sidi Bouaouane, with an extraction percentage not exceeding 1% for Sb and 0.1% for As, respectively.For the determination of the forms of the PTE in soils, two methods of sequential extractions were applied (BCR and Maiz). Jointly, the total dissolved concentration in pore waters, the labile fraction (DGT probes) and the absorption by plants (barley and peas) were measured in order to study the speciation, mobility and phytoavailability of two sites post-mining (Jebel Hallouf - Sidi Bouaouane and Jebel Ressas).Our résultats showed that the PTE in the mobile and mobilisable fraction(Maiz scheme) of the soils are low compared to their total concentrations. The BCR scheme revealed that most of the PTE are bound to the residual fraction with the exception of Zn at JRS which is much more concentrated in the exchangeable fraction. An exception was also observed for Pb in JH(1) and JH(2) soils where it was distributed evenly in the exchangeable, oxidizable and residual fractions, the percentage of which varies between 23 % and 32 %.The response of plants to these contaminants shows that peas and barley have accumulated TPE levels exceeding the levels absorbed by plants in control soils.Total dissolved concentrations soil power water as well as concentrations measured by DGT are not correlated with primary plant leaf content. This result is explained by the fact that the concentrations of PTE accumulated in the plants are higher than those available in the power waters and that the replenishment of the solid phase is practically negligible.The risk of transfer of PTE to water was studied by percolation in saturated conditions in soil columns reproducing the surface profile. A progressive decrease in the redox potential related to the concentration of organic carbon in the soil induced an increase in the mobility of arsenic probably related to the microbial reduction of iron oxides

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Al, Qabany Ahmed Abdul Aziz. "Microbial carbonate precipitation in soils." Thesis, University of Cambridge, 2011. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.609845.

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Reynolds, Lindsay. "Soil 14CO2 Source Apportionment for Biodegradation in Contaminated Soils in Permafrost Climates: A Novel Technique for Rapid Sample Collection by Barium Carbonate Precipitation." Thesis, Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2019. http://hdl.handle.net/10393/39130.

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Abstract:

The rate of biodegradation of hydrocarbon contaminated soils can be studied using the radiocarbon (14C) content of CO2 efflux from the ground surface over an impacted area.14C is used as a tracer to distinguish modern 14C CO2 from natural respiration processes and 14C depleted CO2 derived from petroleum degradation. Studies have shown that this analysis provides reliable, quantifiable data and an effective means of correcting for background CO2 which may present some natural depletion from older subsurface organics. The study area for this project is a remote community in Northern Yukon where organic rich sediments overlying continuous permafrost are contaminated by diesel oil. An objective of this study was to evaluate the use of 14C to quantify background CO2 in permafrost soils with abundant, older labile organics. A second objective was to test a new sampling technique to facilitate sample shipment from remote sites, which traps soil CO2 in small sealed exetainers as a solid barium carbonate. Data obtained from established radiocarbon sampling procedures and this new novel approach were shown to be comparable and reproducible. This technique facilitated both sample collection and shipment as well as analysis by accelerator mass spectrometry (AMS), allowing for rapid, efficient sampling techniques to be deployed in remote areas. Results of this study show the carbonate method to be an economical and effective sampling method, and used at the Old Crow site, demonstrated that under current climate conditions, older organics in the subsurface do not confound the use of 14CO2 for source zone biodegradation assessment at this hydrocarbon impacted permafrost site.

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Versteegen, Audrey. "Biotic and abiotic controls on calcium carbonate formation in soils." Thesis, Cranfield University, 2010. http://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/5332.

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Abstract:

Over half of the carbon (C) taking part in the global C cycle is held in terrestrial systems. Because of the sensitivity of the C cycle to changes in such soil-based pools of carbon, it is important to understand the basic mechanisms by which soil C is stored and cycled between the range of di erent pools which occur belowground. In the context of climate change mitigation, it is considered that increasing soil-based stocks of C, either by reducing losses from soils, or by actively sequestering new carbon, is a potentially important strategy . Organic carbon is the main form of carbon in soil and as such has received most focus. Cont/d.

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Al-Ghanem, Abdulhakim M. F. "Factors affecting the strength characteristics of calcium-carbonate - cemented soils." Diss., The University of Arizona, 1989. http://hdl.handle.net/10150/184645.

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Abstract:

The factors which affect the engineering properties of calcium carbonate cemented soil are examined. The influence of calcium carbonate content, molding moisture content, and confining pressure on the strength characteristics of two types of soil is investigated in two distinct phases of the research. Type A soil, obtained from the University of Arizona Campbell Avenue Farm in Tucson, was used for the artificially cemented specimen stage. It is composed of sand and silt-size particles with some clay and is virtually free of calcium carbonate in its natural state. Sierrita soil, obtained from the Twin Buttes Open Pit Mine south of Tucson, was used for the reconstituted sample stage. It is naturally cemented with calcium carbonate and is composed mainly of sand, gravel, a small amount of silt, and occasional large-sized (boulder and cobble) particles. Specimens for triaxial compression testing were compacted for each phase of the study under carefully controlled conditions. Three test series were carried out on Type A soil artificially cemented with calcium carbonate. Three percentages (0%, 15%, and 30%) on a dry weight basis of the soil were used. Two molding water contents, one dry and one wet of optimum moisture content, were established for each test series. Unconsolidated undrained triaxial compression tests were carried out on oven-dried specimens at three different confining pressures to obtain shear strength parameters. The fabric characteristics of selected specimens were then defined by viewing them under a scanning electron microscope. The results indicate that the strength of the calcium carbonate cemented soil depends on the distribution and not necessarily the content of the cementing agent within the soil mass. Visual examination of the various microstructures of the artificially cemented soil confirmed the hypothesis that strength gain occurs when the calcium carbonate particles are concentrated at the points of contact between soil grains. Visual examination of the fabric of the naturally cemented Sierrita soil showed the microstructure to be highly compressed with weathered calcium carbonate particles dominating the soil structure. The calcium carbonate content was found to range from 14 to 23%. Because of sampling difficulties, an in situ cohesion value for the Sierrita soil could not be obtained from conventional laboratory tests. Therefore, the value was obtained by back analysis of the stability of actual slopes existing at Twin Buttes Mine. Slope stability analyses using Bishop's Modified Method with a search routine based on the Simplex Method of Nelder and Mead were performed. Stability analyses were also performed using strength properties of artificially cemented Type A soil. These analyses showed the relationships among cohesion, friction angle, safety factor, and calcium carbonate content for a specified slope geometry.

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Walworth, James. "Recognizing and Treating Iron Deficiency in the Home Yard." College of Agriculture and Life Sciences, University of Arizona (Tucson, AZ), 2006. http://hdl.handle.net/10150/144777.

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Walworth, James. "Recognizing and Treating Iron Deficiency in the Home Yard." College of Agriculture and Life Sciences, University of Arizona (Tucson, AZ), 2013. http://hdl.handle.net/10150/267537.

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Sterianos, Benjamin. "Geotechnical properties of carbonate soils with reference to an improved engineering classification." Master's thesis, University of Cape Town, 1988. http://hdl.handle.net/11427/9636.

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Abstract:

Includes bibliography. The engineering behaviour of carbonates differ substantially from quartz based soils. A review of the literature was undertaken in an attempt to identify relevant parameters which could provide the basis for an improved engineering classification. Carbonate content, cementation, crushability, particle size distribution and Atterberg limits were found to be relevant to engineering behaviour of carbonates, and should be included. The maximum obtainable void ratio (emax), which is related to the particle shape distribution, has been proposed as an additional index for carbonate sands. Results from direct shear tests showed that this parameter correlates well with crushability and compressibility. It is recommended that this parameter (emax) as determined in the test devised by Kolbuszewski (1948), should be adopted as an index property for classifying carbonate sands.

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Metzger, Laure. "Comportement du rimsulfuron dans deux sols carbonatés." Nancy 1, 1997. http://www.theses.fr/1997NAN10302.

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Abstract:

Le devenir de l'herbicide rimsulfuron dans une rendzine et un sol alluvial a été étudié à partir d'incubations de sols et d'expériences en "batch". L'apport de rimsulfuron, à 4-5 fois les doses recommandées au champ, n'a pas modifié l'activité microbienne des sols, mesurée par la respiration. La minéralisation du rimsulfuron n'a été observée qu'en présence d'une microflore active et était très faible : respectivement 2 et 0,75 % de la radioactivité apportée au sol alluvial et à la rendzine. La plus faible minéralisation du rimsulfuron obtenue avec la rendzine pourrait résulter de la présence de quantités élevées de matière organique qui (i) constituerait une source de carbone alternative pour la microflore et (ii) fixerait des résidus du rimsulfuron, diminuant ainsi leur biodisponibilité. En effet, les études d'adsorption du rimsulfuron montraient non seulement que la surface spécifique influençait l'adsorption, mais que la vitesse d'adsorption semblait augmenter avec la teneur en argiles et la capacité d'adsorption augmentait avec la teneur en matière organique. De plus, des résidus non-extractibles (RNE) de rimsulfuron étaient plus concentrés dans les fractions granulométriques ayant les plus fortes teneurs en matière organique et une part de ces RNE était extractible avec les composés organiques alcalino-solubles. Cependant, 65 à 80 % des résidus du rimsulfuron étaient encore extractibles, même après 3 à 7 mois d'incubation. Cette mobilité potentielle des résidus du rimsulfuron était confirmée par les valeurs des Kd obtenues lors des expériences d'adsorption. Ainsi, des résidus du rimsulfuron peuvent persister dans le sol et être disponibles pour migrer vers les eaux souterraines ou être absorbés par les plantes. Les processus influençant le devenir du rimsulfuron dans les sols sont similaires à ceux qui affectent l'évolution des matières organiques naturelles, mais l'importance relative de ceux-ci et leur durée diffèrent The fate of rimsulfuron, a sulfonylurea herbicide, was studied in a rendzina and an alluvial soil, through (i) laboratory soil incubations and (fi) batch experiments to de termine the capacity and the dynamics of rimsulfuron adsorption. The application of rimsulfuron, at 4-5 times the recommended field doses, did not modify the soil microbial activity, measured by the soil respiration. The mineralization of rimsulfuron occured only in the presence of an active microflora and was very low: 2 and 0. 75 % of the applied radioactivity for the alluvial soil and the rendzina soil, respectively. The lower rimsulfuron mineralization observed in the rendzina could be explained by high amounts of organic matter that (i) constituted an alternative source of organic carbon for the microflora, and (ii) might increase the adsorption of rimsulfuron residues, thus reducing their availability for mineralization processes. Lndeed, adsorption studies showed not only that the specific surface area influenced the rimsulfuron adsorption, but also that higher clay contents seemed to enhance the adsorption dynamics and that organic matter seemed to increase the adsorption capacity. Besides, non extractable residues (NER) of rimsulfuron were more concentrated in the grain-size fractions having the higher organic matter contents and a non negligible proportion of these NER has been co-extracted with alcalino-soluble organic compounds. However, 65 to 80 % of rimsulfuron residues were still extractable, even after 3 to 7 months. This potential mobility of rimsulfuron residues was confirmed by the Kd values obtained from the adsorption experiments, ranging from 0. 12 to 1. 7. Thus rimsulfuron residues can accumulate in soil and be available for migration or for absorption by plants. The processes influencing the behavior of rimsulfuron in soil are similar to those affecting the evolution of natural organic matter but the relative importance of these processes and their kinetics are different

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Hamdi, Salwa. "Vulnérabilité des services écosystémiques des sols tunisiens face aux changements climatiques régionaux : sensibilité de la respiration du sol à la température." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20137.

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Abstract:

Afin de mieux comprendre et évaluer l'impact du changement climatique sur les stocks de carbone organique du sol (COS) et les flux de carbone, et en particulier la respiration hétérotrophe du sol (RS), il est nécessaire d'étudier la sensibilité de la RS à la température. Plusieurs études sur les facteurs contrôlant la dépendance de la RS à la température ont été faites antérieurement et montrent que la sensibilité de la RS à la température diminue avec la température. Ces études ont suggéré que cette diminution de sensibilité de la RS à la température était liée à la modification de la disponibilité en substrat. D'autres études ont suggéré que cette diminution est liée à l'adaptation de la communauté microbienne aux températures élevées. La sensibilité de la RS à la température est plus particulièrement critique dans les régions semi-arides, comme le Nord Ouest de la Tunisie où le stock de COS est faible. Il est nécessaire de connaître l'effet de la disponibilité en substrat sur la sensibilité de la RS à la température. Dans cette étude, les échantillons de sol ont été incubés pendant 28 jours après une période de 28 jours de pré-incubation. Les pré-incubations et incubations ont été réalisées à 20, 30, 40 et 50°C. Pour tester l'effet de la disponibilité en substrat sur la sensibilité de la RS à la température, du glucose a été ajouté au sol au début de la période d'incubation. L'analyse des résultats a montré que les températures élevées de pré-incubation réduisent la sensibilité de la RS à la température d'incubation. L'addition de glucose réduit l'effet de températures élevées de pré-incubation sur la réponse de la RS. Il apparaît ainsi que la diminution de la sensibilité de la RS après un mois de pré-incubation aux fortes températures est due à la diminution de la disponibilité en substrat. Elle semble aussi liée à une diminution de la biomasse microbienne. Puisque, le sol utilisé pour cette étude est un Cambi sol Calco-magnésimorphe, une deuxième expérimentation a été réalisée afin de déterminer la part de CO2 provenant des carbonates et la part de CO2 provenant du COS. Cette étude a été réalisée par des mesures des signatures isotopiques (δ13C) du COS, des carbonates et du CO2 émis. Après 28 jours d'incubation, 23±9% de CO2 provient des carbonates. Cette contribution est faible par rapport à la teneur initiale élevée de C-CaCO3 dans le sol (4,3%) et est indépendante de la température d'incubation. Cette étude a montré que la réduction de la sensibilité de la RS aux fortes températures est surtout liée à une réduction de la disponibilité en substrat organique et de la biomasse microbienne aux fortes températures To better understand and assess the impact of climate change on the stocks of soil organic carbon (SOC) and carbon fluxes, and particularly heterotrophic soil respiration (SR), it is necessary to study the sensitivity of SR to temperature. Several studies have been achieved to improve the understanding of factors controlling the temperature dependence of SR and showed that the temperature sensitivity of SR decreases with temperature. These studies suggested that this decrease in temperature sensitivity of SR was related to change in substrate availability. Other studies presented microbial adaptation to warmed conditions. The temperature sensitivity of SR is especially critical in semi-arid regions, such as North West Tunisia, where the SOC stock is low. It is necessary to know the influence of substrate availability on the sensitivity of SR to temperature. In this study, soil samples were incubated for 28 days after a 28-day pre-incubation per iod. Pre-incubation and incubation were carried out at 20, 30, 40 and 50°C. To test the substrate availability effect on the temperature sensitivity of SR, glucose was added to soil at the beginning of the incubation period. Results showed that the highest pre-incubation temperature reduced the temperature sensitivity of SR during the subsequent incubation period. Glucose addition reduced the effect of high pre-incubation temperature on SR response. Thus, it appears that the observed decrease in SR sensitivity to temperature after one month pre-incubation at high temperature was due to a reduce in substrate availability and to a decrease in microbial biomass. Since the soil used in this study is a Calcari-Leptic Cambisol, a second experiment was also performed to determine the amount of CO2 from carbonates and the amount of CO2 from SOC. This study was carried out by measurements of the isotopic signatures (δ13C) of SOC, carbonates and emitted CO2. After 28 days of inc ubation, 23±9% of CO2 came from carbonates. This contribution was low compared to the high initial C-CaCO3 content in soil (4.3%), and it was independent to the incubation temperature. This study showed that reduce in the sensitivity of SR to high temperatures was probably due to a reduction in the substrate availability and to a decrease in microbial biomass

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Woodfine, Richard Gareth. "Chemostratigraphy of Jurassic-cretaceous Italian carbonate platforms." Thesis, University of Oxford, 2002. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:03c84d34-a27d-46fd-89b0-d69a1501d888.

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Abstract:

Samples of shallow-water carbonates were collected from Jurassic and Cretaceous Italian carbonate platforms and subjected to petrographic, diagenetic and chemostratigraphic analyses (87Sr/86Sr, δ13Ccarb, δ13Corg, δ18O). In general, the new chemostratigraphic data generated reflect trends established by previous work, some of which has been carried out on biostratigraphically calibrated reference sections. Consequently, chemostratigraphic correlations (87Sr/86Sr, δ13Ccarb) of isotope profiles taken from platform carbonates with well-dated reference sections have allowed the application of high-resolution dating frameworks to the biostratigraphically poorly constrained carbonate platforms. The increased resolution in dating of the Italian carbonate platforms has, furthermore allowed a detailed investigation into the facies response of these carbonate platforms to major geological events. In particular, platform responses to oceanic anoxic events and other periods of major perturbation in the global carbon cycle are analysed (early Toarcian, Aalenian-Bajocian, Oxfordian-Tithonian, Valanginian-Hauterivian, Aptian-Albian, Cenomanian-Turonian, Coniacian-Santonian). Lower Jurassic levels of the Trento Platform record platform devastation in the early Toarcian synchronous with a major negative δ13Ccarb excursion, followed by platform recovery synchronous with a pronounced δ13Ccarb positive excursion and return to background values. The Campania-Lucania Platform shows negligible response to the oceanographic events of the early Toarcian even though the characteristic carbon-isotope profile is readily identifiable. The Trento Platform drowned at approximately the Aalenian-Bajocian Stage boundary, synchronously with a reproducible negative followed by positive δ13Ccarb excursion, whereas the Campania-Lucania Platform underwent a facies transition from oolite to cyclically bedded micrite. The Friuli Platform showed negligible depositional response to the carbon-cycle perturbations of the Kimmeridgian-Tithonian, Valanginian-Hauterivian, Aptian-Albian and Cenomanian- Santonian (as registered in the δ13Ccarb record). The Campania-Lucania Platform registered flooding and increased levels of organic-matter preservation coincident with pronounced positive δ13Ccarb excursions at Cenomanian-Turonian and Coniacian-Santonian levels. Observations on the responses of carbonate platforms to oceanographic conditions during periods of global carbon burial lead to the conclusion that temperature excess is a hitherto neglected control on global carbonate accumulation rates.

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Robinson, Stuart Alan. "Carbon-cycling, palaeo-atmospheres and isotope stratigraphy of marginal and non-marine Mesozoic sediments." Thesis, University of Oxford, 2002. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.269481.

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Huang, Yuh-Ming. "The effects of precipitation of calcium carbonate on soil pH following urea application." Thesis, University of Oxford, 1990. https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:a81844cb-c0c1-4dd3-a3c5-fc7a1b716021.

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Abstract:

This thesis describes a series of experiments both in solution systems and soil systems to study the precipitation of calcium carbonate in soils and the effects of the precipitation on soil pH after urea had been applied. (1) A gas bubbling system has been established which introduces ammonia at a steady rate to the reaction solution and keeps it equilibrated at 0.00484 atm partial pressure of carbon dioxide. (2) In a non-seeded system, the effects of calcium, urea, Mg (magnesium), P (phosphate), and DOC (water-dissolved organic matter) on the precipitation were examined individually and in various combinations. Calcite and vaterite were found in the 10 mM CaC12 solutions with and without the addition of urea. When the solutions contained Mg, P, and DOC, vaterite was not found. Aragonite was found in the reaction solution containing 5 mM Mg. In high initial concentration of P (5x10-4 M) , the formation of calcium phosphate (amorphous by X-ray analysis) catalysed the formation of calcite. The effects of urea and Mg on the precipitation are negligible compared with the effects of P and DOC. (3) In a seeded system, 16 sets of experiments with four sizes of calcite-seeds were carried out to study the precipitation rate of calcium carbonate. This was described by the equation LR=-4.113±0.132 + 0.379±0.029 LWA + LSI where LR=log (precipitation rate, PR, in mole litre-1 min-1), LWA= log (newly formed calcium carbonate, g ml-1), and LSI=log (degree of supersaturation of calcium carbonate, SI). (4) A wide range of concentrations of urea (0.05, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, and 1 M) were added to three soils (Beg., Uni., and VWH) with or without the addition of 5 per cent of calcite (10-15 μm) to establish a rate model for the precipitation of calcium carbonate in soils. The precipitation model (in logarithmic form) in soils is lnPR=-9.47±0.30 + lnKSOIL + 0.379±0.029 InWA + InSI - 1686±703 P - 6.13±3.02 DOC + 3854±1775 (P DOC) where P and DOC are the concentrations in soil solutions, and lnKSOIL is the effect of soils on the precipitation, which is - 1.98, 0.43, and -0.10 for Beg., Uni., and VWH soils respectively. The amount of newly formed calcium carbonate is about a third to a half of the amount of ammoniacal-N released by urea hydrolysis. It was able to reduce the increase of soil pH by more than 0.6 pH units in some circumstances.

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Chelladurai, Jennifer. "Using Keeling Plots to Trace δ¹³C and δ¹⁸O of CO₂ Through Processes of Heterotrophic Respiration, Diffusion and Soil Water Equilibration in Artificial C3- and C4-Grassland Soils". Scholar Commons, 2009. https://scholarcommons.usf.edu/etd/1896.

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Abstract:

Global carbon cycle dynamics and fluxes of CO2 between biosphere and atmosphere have been progressed through the use of Keeling Plots. Processes that control and effect the isotopic composition of soil-respired CO2, soil CO2, and equilibrated soil carbonate are specifically addressed in this study through the use of Keeling Plots. Replicate grassland soil profiles containing either C3 or C4 homogenized organic matter were constructed and maintained under controlled settings to encourage the production of soil-respired CO2 and the precipitation of pedogenic carbonate. Soil CO2 was sampled over five months and analyzed with IRMS. Keeling Plots illustrated source CO2 affected by mixing with atmospheric CO2 near the surface and equilibration with ¹³C-depleted CO2 at depth in the zone of likely carbonate precipitation. The δ13C Keeling Plot intercepts for the surface horizons (~ -24.7 per mil for C3 profiles and ~ -11.1 per mil for C4 profiles) follow the diffusion-production model when corrected with a constant 4.4 per mil diffusional fractionation, but the Keeling Plot intercepts for developing Bk horizons were curved towards depleted values (~ -36.2 per mil for C3 profiles and ~ -18.4 per mil for C4 profiles). This change in isotopic composition with depth deviates from the usual interpretations of Keeling Plots (steady-state, source to background diffusional mixing). δ13C Keeling Plot intercepts indicated evaporative enrichment in the surface horizons of C3 and C4 profiles). This study uses Keeling Plots as a measure of mixing to assess the efficacy of steady-state diffusion-production models of soil CO2 equilibration with soil carbonate.

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Qadimi, Abbas. "The cyclic response of a carbonate sand through critical state soil mechanics." Thesis, Imperial College London, 2005. http://hdl.handle.net/10044/1/8774.

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D'ANTONE, Carmelisa. "Absorption of Rare Earth Elements in grapevine of volcanic and carbonate soil." Doctoral thesis, Università degli studi di Ferrara, 2016. http://hdl.handle.net/11392/2403238.

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Abstract:

Il vino è un prodotto alimentare pregiato, che ha grande influenza nell’economia dei paesi che lo producono. Negli ultimi anni, la produzione vitivinicola Italiana ha subito un significativo aumento nella domanda, a causa dell’apertura di nuovi mercati, stimolando così maggiori canoni di qualità e procedure per la tutela dei vini italiani dalla concorrenza estera. Ne è derivata la necessità di definire marker scientificamente validi e quantificabili. La tesi si occupa: di trasferire i risultati della ricerca di petrografia e geochimica applicata, allo studio dei processi di assimilazione suolo pianta e della territorialità dei prodotti agroalimentari. Questo lavoro, che verte sull’uva, è stato condotto su due aree rappresentative dei principali contesti geologici e geomorfologici della Sicilia Orientale. Si è cercato di identificare, in maniera univoca, le varietà d’uva tramite la concentrazione di Terre Rare, assorbite in varie parti delle piante, prendendo in considerazione sia le caratteristiche del suolo che le condizioni climatiche. La Sicilia vanta una tradizione vitivinicola documentata sin dalla preistoria; sono presenti nel territorio cultivar di grande importanza per il patrimonio agronomico, inoltre, la regione è caratterizzata dalla presenza di differenti litotipi. Nei tre vigneti selezionati delle due macroaree (Etna e Iblei) sono stati scelte sia cultivar a bacca bianca che rossa; per l’area Etnea: Nerl. Cappuccio, Nerl. Mascalese, Merlot, Carricante, Grecanico e Inzolia; per l’area degli Iblei: Cabernet Sauvignon, Frappato, Merlot, Nero d’Avola, Grecanico, Inzolia e Moscato. La scelta è ricaduta su varietà autoctone come il Frappato e il Nero d’Avola, che alloctone come il Merlot e il Cabernet Sauvignon. La prima area è localizzata nel paese di Linguaglossa (Mt. Etna), caratterizzata da suolo vulcanico. La seconda area è localizzata nel paese di Comiso (altopiano Ibleo), caratterizzata da suolo carbonatico; le due tipologie di suolo possiedono concentrazioni di Terre Rare differenti. I risultati, ottenuti dalle varie tipologie di cultivar, mostrano che l’assorbimento di Terre Rare è maggiore nelle piante coltivate negli Iblei, per le maggiori temperature e la scarsa piovosità, così le piante assorbono un grande ammontare di elementi dal suolo. I risultati dimostrano che le Terre Rare sono assorbite e si concentrano soprattutto nelle foglie, e in misura minore nel frutto e dei semi; inoltre, temperatura e piovosità, influiscono sull’assorbimento di Terre Rare dal suolo da parte delle piante. Grazie al contenuto medio di Terre Rare nei campioni, è possibile risalire all’ambiente d’origine delle piante. Le cultivar della stessa area hanno piccole differenze nei pattern delle Terre Rare, nonostante le medesime condizioni climatiche, permettendoci di identificare le cultivar. Se confrontiamo le stesse cultivar cresciute nei diversi ambienti si riscontrano differenze nei pattern che ci permettono di risalire all’ambiente di crescita della pianta. Wine is a valuable food product, which has a lot of influence in the economy of the countries where it is produced. Over the last few years there has been a significant growth in request of this article by new markets, thus stimulating the quality and procedures for the protection of Italian wines by foreign competition. It has caused the need to establish scientifically valid and quantifiable marker. The thesis is concerned: to transfer results research of petrography and geochemistry applied to the study of ground plant processes assimilation and territoriality of food products. This work, which focuses on grapes, it was conducted on two representative areas of the main geological and geomorphological contexts of Eastern Sicily. We attempted, to get the ways to univocally identify the grape varieties by measuring the concentration of Rare Earths Elements (REEs), absorbed by the parts of the plant during growth, considering the soil and, the climatic conditions. The Sicilian region boasts a winemaking tradition documented since prehistoric times; there are cultivars of great value for heritage agronomist, moreover, the region is characterized by a considerable amount of different lithotypes. In the three selected vineyards of the two macro areas (Etna and Iblei) we were chosen both white and red grapes cultivars; for the area Etnea: Nerl. Cappuccio Nerl. Mascalese, Merlot, Carricante, Grecanico and Inzolia; for the area of the Iblei: Cabernet Sauvignon, Frappato, Merlot, Nero d'Avola, Grecanico, Inzolia and Moscato. We have chosen autochthonous varieties as Nerello Mascalese and Nerello Cappuccio, and allochtonous (Merlot and Cabernet Sauvignon). The first area is located in the municipality of Linguaglossa (Mount Etna); this area is characterized by a volcanic soil. The second area is located in the municipality of Comiso (Hyblaean Plateau) and is characterized by carbonate soil; the soils from two areas showed very different concentrations in REEs. Result obtained on the various types of cultivars showed that the absorption of REEs is higher in grapes grown in Hyblean Plateau, because of the higher temperature and lower rainfall, which make plants to absorb a greater amount of elements from the soil. Results showed that most of REE elements are concentrated in leaves, and at a lesser extent in the fruit and seed; temperature and rainfall, affect the absorption of REEs from the grapevines as well. According to the average content of REEs in different samples you can go back to the environment of origin of the plants. The grape varieties of the same area have different REEs pattern, demonstrating how the behavior of the different grape varieties under the same climatic conditions is different, thus allowing the identification of the various varieties. Same types of cultivars grown in different environments, show different concentrations allowing us to go back to the type of soil on which the plants were grown.

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Blet-Charaudeau, Catherine. "Les Rythmes de production de gaz carbonique dans les sols carbonates de champagne." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37611985h.

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Terés, Gelabert Joana. "Characterization of natural populations of Arabidopsis thaliana differing in tolerance to carbonate soil." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2017. http://hdl.handle.net/10803/457735.

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Abstract:

S’han investigat les poblacions naturals d’Arabidopsis thaliana de Catalunya per identificar mecanismes d’adaptació local als sòls carbonatats. Després de caracteritzar les propietats químiques dels sòls natius, petits rodals de poblacions biològiques d' A. thaliana (que anomenem “demes”), es van realitzar experiments anuals de camp, en parcel·les amb diferents nivells de carbonats al sòl, per avaluar l’aptitud diferencial entre els “demes”. La progènie d’aquests demes va mostrar una millor aptitud en el sòl control, sense carbonats. Les diferencies en l’aptitud dels demes per créixer l sòl carbonatat està associada amb el percentatge de CaCO3 dels sòls natius. Aquest fet confirma que el nivell de carbonats al sòl és el factor limitant per a l’adaptació local. Els demes contrastants A1 (moderadament tolerant) i T6 (sensible) es varen seleccionar per analitzar les característiques fisiològiques. Quan creixen bé en presencia de carbonats o bé amb deficiència de ferro s’observen diferencies en el contingut de clorofil·les, l’activitat de SOD i el perfil de compostos fenòlics exsudats per les arrels. El deme tolerant A1 presenta l’al·lel AtFPN2 com el genotip de referència Col.0. Per contra s’ha trobat que el deme sensible T6, presenta la seqüència de l’al·lel com Ts-1. La presencia de l’al·lel dèbil de AtFPN2 de Ts-1 podria justificar l’elevada acumulació de metalls divalents a la fulla del deme sensible T6. Creuaments realitzats entre demes tolerants i sensibles revelen l’herència d’aquests trets. En la F3 es van seleccionar famílies tolerants i sensibles per fer l’anàlisi de “bulk-segregation”, que encara esta en procés de realització. Per tal d’identificar gens candidats per a l’adaptació als sòls carbonatats, s’ha utilitzat una col·lecció HAP-MAP provinent de NASK. Aquestes accessions van ser plantades en sol carbonatat i sòl control i es va dur a terme un seguiment del creixement i un anàlisis ionòmic de la part aèria. El Genome wide association analysis (GWAS) ens ha proporcionat una llista de gens potencialment relacionats amb la tolerància als sòls carbonatats. En conclusió, els nostres resultats demostren que les plantes d’A. thaliana que tenen com a habitat natural sòl amb concentracions moderades o baixes de carbonat són més tolerants als carbonats que les plantes que viuen en sòls sense carbonats. Aquesta “tolerància” és heretable i el GWAS ha revelat múltiples gens candidats a ser els responsables d’aquesta tolerància al sòl carbonat. Els resultats que s’obtindran amb el BSA-seq anàlisis proporcionaran informació útil i addicional per a la identificació dels gens clau involucrats en aquesta tolerància. Natural populations of Arabidopsis thaliana from Catalonia were investigated to identify mechanisms of local adaptation to carbonate soils. After characterizing the chemical properties of the native soils of multiple small stands of A. thaliana (called “demes”), multi-year common garden experiments, based on contrasting soil carbonate levels, were performed to identify differential fitness among demes. Progenies from these demes performed better on control soil without carbonate. However, fitness differences among demes on carbonate soils were associated with the percentage of CaCO3 in the native soils. This confirms that the soil carbonate level is a driving factor for local adaptation. Contrasting demes A1 (moderately tolerant) and T6 (sensitive) were selected for analyzing physiological traits. When growing either with carbonate or under iron deficiency both demes differed in chlorophyll content, SOD activity, and the profile of phenolic compounds in root exudates. Tolerant deme A1 has the AtFPN2 allele like the reference genotype Col.0. Contrastingly, in sensitive deme T6 the allele sequence is as in Ts-1. The presence of the weak allele of AtFPN2 of Ts-1 could justify the higher accumulation of divalent metals in the leaf of deme T6. Crosses between tolerant and sensitive demes revealed heritability of these traits. In F3, tolerant and sensitive families were selected for bulk segregation analysis, which is still under progress. For further identifying candidate genes for adaptation to carbonate soil, a Hap-Map collection from NASK was used. Different accessions were grown in carbonate and control soils. Growth and shoot ionome was compared to plants growing on non-carbonate soil. Genome wide association analysis (GWAS) provided a list of genes potentially related with plant tolerance to carbonate soils. In conclusion, our results demonstrate that A. thaliana plants naturally adapted to soil with moderate-low carbonate concentrations are more carbonate tolerant than plants from soils without carbonate. This tolerance is inheritable and GWAS revealed multiple candidate genes responsible for tolerance to carbonate soil. BSA-seq results will provide further useful information for the identification of the key genes involved.

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Armfield, Jesse. "Combining Observations Of Soils And Streams To Investigate Trends Caused By Reduced Acid Depositon In The Sleepers River Watershed." ScholarWorks @ UVM, 2018. https://scholarworks.uvm.edu/graddis/956.

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Abstract:

Acid deposition forms when emission-derived sulfur dioxide and nitrogen oxides interact with precipitation and was particularly severe in the northeastern US. Effects of acid deposition include declining soil quality due to low pH and base cation leaching, which subsequently altered the composition of soil solution, ground water (GW) and eventually stream water. Because of the high buffering capacity of carbonates, watersheds underlain by carbonate rich rocks have received limited attention in acid deposition studies, however, carbonate weathering by strong anthropogenic acids can increase atmospheric CO2 levels. Emission reductions due to the Clean Air Act and Amendments has led to a substantial reduction of acid deposition and many ecosystems are now recovering and stream water exports contain lower concentrations of acid anions and base cations. However, the effects of recovery on watershed soil, soil solution, and GW composition, which potentially varies with landscape position, are not well constrained. The objective of this study was therefore to investigate links between soils and water composition in a watershed with important carbonate contents in the underlying rock, the Sleepers River Research Watershed (SRRW), using long-term datasets that span the recovery period. Temporal trends (1991-2015) for acid anions (sulfate and nitrate), pH, base cations (Ca, Na) and Si were investigated for stream water and trends with time, depth, and landscape position (hilltop, hillslope, and riparian zone) for the same solutes were assessed in GW and soil solution (2004-2013). Furthermore, soil elemental composition and mineralogy in archived (1996) and modern (2017) soil samples were analyzed to investigate changes in soil composition due to base cation leaching and carbonate weathering with time and landscape position. Results indicate that SRRW is indeed recovering from acidification as evidenced by declining sulfate content and rising pH in stream water, GW, and soil solution. Additionally, Ca typically derived from carbonate weathering decreased progressively with time in GW and showed signs of decreasing in soil solution at various landscape positions due to reduced leaching. However, Ca in stream water shows slight increases, likely due to Ca released from riparian soil stores. Spatial heterogeneity is especially pronounced in headwater catchments with steep topography as evidenced by changes in solution and soil composition along hillslopes. In addition to the paper submitted for publication (Chapter 2) to Frontiers in Earth Science – Biogeochemistry this thesis includes i) a background and literature review to inform the reader on pertinent topics, ii) an appendix containing additional soil data with figures, iii) and an appendix with additional aqueous phase data with figures.

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Ben, Hassine Abdelkader. "Effet d’un traitement électrocinétique sur le comportement d’un mélange de kaolinite et de carbonate en présence de plomb." Ecole nationale d'ingénieurs (Saint-Etienne), 2015. http://www.theses.fr/2015ENISE030.

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Abstract:

La dépollution des sols et le choix des méthodes adéquates pour cette application ont suscité un intérêt particulier ces dernières années. Il existe presque autant de méthodes de dépollution que de type de pollution. La méthode de dépollution par électrocinétique est l’une de ces méthodes. Elle consiste à appliquer un courant électrique et de provoquer ainsi la migration des polluants. L’objectif de ce travail est l’étude du comportement d’une kaolinite, d’un mélange de kaolinite et de carbonate en présence de plomb sous l’effet d’un traitement électrocinétique et d’étudier l’évolution de la structure de la kaolinite et des mélanges kaolinite-carbonate avant et après l’électrocinétique. Pour cette étude, la longueur de l'échantillon était de 20 cm. Le champ électriqueappliqué est égale à 1V/cm. Les essais de traitement électrocinétique sont réalisés à des durés égales à 48h, 72h, 96h, 120h, 168h, 192h. Des mesures sont effectués au cours des essais, telle que, le pH des réservoirs anodiques et cathodique, l’intensité de courant électrique, la différence de potentiel de l’échantillon et le flux électro-osmotique. Les mesures effectuées après les essais sont, le pH, la conductivité en fonction de la distance par rapport à l’anode. Ainsi que des mesures par, diffraction des rayons X, porosimétrie au mercure et surface spécifique sont également réalisées pour étudier l’évolution de la structure après le traitement électrocinétique Soil remediation and the selection of appropriate methods for this application have attracted special interest in recent years. There are almost as many methods of remediation that type of pollution. Method of depollution by electrokinetic is one of these methods. It consists in applying an electric current and to thereby cause the migration of pollutants. The objective of this work is to study the behavior of kaolinite, a mixture of kaolinite and carbonate of lead under the effect of an electrokinetic treatment and to study the evolution of the structure kaolinite, and kaolinite-carbonate mixtures before and after the electrokinetic. For this study, the sample length was 20 cm. The applied electric field is equal to 1V / cm. Electrokinetic treatment trials are made equal to 48h, 72h, 96h, 120h, 168h, and 192h. Measurements are made during the tests, such as the pH of the anodic and cathodic reservoirs, the intensity of electric current, the potential difference of the sample and the electro-osmotic flow. The measurements performed after the tests are the pH, the conductivity as a function ofthe distance from the anode. And measures by, X-ray diffraction, mercury porosimetry and surface area are also performed to study the evolution of the structure after the electrokinetic treatment

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Evans, Keith Martin. "A model study of the end bearing capacity of piles in layered calcareous soils." Thesis, University of Oxford, 1987. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:574ae32d-bb91-4be7-aae6-d456f4c40b70.

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Abstract:

The results of a series of over 120 model tests to study the end bearing capacity of piles in layered calcareous soils are described. The tests were carried out on samples enclosed in a cylindrical testing chamber, 450 mm diameter and 450 mm high, which allowed independent control of horizontal and vertical stress in the range 25 kPa to 500 kPa. The samples consisted of a loose, uncemented calcareous sand consisting predominantly of foraminifera and mollusc micro-organisms (D50 = 0.2 mm, calcium carbonate content 92%). Into this was built a layer of the same material artificially cemented by a gypsum plaster. The layer had similar properties to naturally cemented deposits, and layers with unconfirmed crushing strengths in the range 500 kPa to 4000 kPa have been prepared. All samples were tested dry. Closed end model piles of 16mm diameter were jacked at 0.1mm/s into the sample, and continuous profiles of end bearing capacity obtained during penetration. A parametric study has been carried out to examine the effects on the bearing capacity of stress level, K0, cemented layer thickness (0.5 pile diameters to 5.0 pile diameters) and layer strength. In addition, tests have been conducted with different pile geometry, multiple cemented layers, and using dynamic installation techniques. The study has identified ranges of parameters for which brittle failure of the cemented layer occurs (low stress levels and high layer strengths) and ranges where the failure is ductile (high stresses and low layer strengths). Characteristic patterns have been observed of the variation of end bearing with position as a layer is penetrated. Examination of the samples after testing has revealed details of failure mechanisms. Simple procedures are proposed for modelling the bearing capacity of such layered systems, and some implications of the results for design methods are discussed.

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Deknatel, William Brockway. "USE OF THE SOLUTION MODELS TO CALCULATE THE ACTIVITY COMPOSITION RELATIONS OF MAGNESIAN CALCITES (SOLID, CARBONATES)." Thesis, The University of Arizona, 1985. http://hdl.handle.net/10150/291512.

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Beauregard, Charles. "Impact du changement d'échelle, des carbonates et du chrome sur la décontamination des sols par électrocinétique." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1996. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq21709.pdf.

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Saiad, Jalila. "Contribution à la définition d'une méthodologie d’étude en laboratoire du traitement des sables et des craies pour la réalisation de barrières étanches." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0119.

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Abstract:

Le stockage des déchets en site de décharge peut engendrer de nombreux problèmes, notamment celui de la pollution du sous-sol. Celle-ci devient de plus en plus aiguë en présence de nappe phréatique. En effet, des matières solubles sont entraînées par l'eau et percolent dans les couches inférieures du sol. Le but de cette étude est donc de trouver des solutions destinées à réduire le flux de pollution en diminuant le coefficient de perméabilité d'un sol naturel dans l'optique du traitement du fond, des flancs et de la couverture des centres d'enfouissement techniques La perméabilité d'un sol naturel dans l'optique du traitement du fond, des flancs et de la couverture des centres d'enfouissement techniques. La perméabilité d'un sol étant liée à l'importance et à la disposition des vides qu'il contient, nous réduirons des vides et donc la perméabilité, par correction granulométrique puis compactage du mélange. A partir de matériaux naturels perméables pouvant être aisément remaniés (sable, craie), nous avons recherché, en laboratoire, les conditions optimales de traitement de ces sols par ajouts d'argiles puis compactage de traitement conférant au mélange un faible coefficient de perméabilité (10-9m/s par exemple) The direct landfill of waste can generate several problems, particularly those of ground-water pollution. Indeed, soluble substances are driven by water and percolate through soil layers. The aim of this study is then to find solution up tu reduce the flow of pollution by a decrease of hydraulic conductivity of a natural soil, in order to achieve treatment of landfill bottom, flanks and cover systems. The permeability of a given soil is related to volume and distribution porosity within the soil. We first reduce these voids and so the permeability, by granulometric correction and compaction of the mixture. From natural previous soils which can be easily re-handled (sand and chalk), we have tried to obtain, in laboratory, the optimum conditions of treatment of these soils by admixture of clays and compaction which confers to the mixture a low permeability (10-9m/s for example)

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Reynolds, Amanda Christine. "Geochemical Investigations of Mineral Weathering: Quantifying Weathering Intensity, Silicate versus Carbonate Contributions, and Soil-Plant Interactions." Diss., The University of Arizona, 2009. http://hdl.handle.net/10150/194448.

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Abstract:

This study is the geochemical examination of mineral weathering and its path from hinterland, through sediment deposition and pedogenesis, to its dissolution and eventual uptake into plants or precipitation as carbonate minerals. The three papers examine the rate and character of carbonate and silicate mineral weathering over a wide range of climatic and tectonic regimes, time periods, and lithologies, and focus on very different questions. Examination of the 87Sr/86Sr ratios of architectural ponderosa pine in Chaco Canyon, New Mexico confirms a societally complex style of timber procurement from the 10th to the 12th centuries. In El Malpais National Monument, New Mexico, we measured the 87Sr/86Sr ratios in local bedrock and soils and compared them to the leaf/wood cellulose of four conifers (Pinus ponderosa, Pinus edulis, Juniperus monosperma, Juniperus scopulorum), a deciduous tree (Populus tremuloides), three shrubs (Chrysothamus nauseosus, Fallugia paradoxa, Rhus trilobata), and an annual grass (Bouteloua gracilis) and a lichen (Xanthoparmelia lineola). We found that plant 87Sr/86Sr ratios covaried with variations in plant physiognomy, life history, and rooting depth. In addition, the proportion of atmospheric dust and bedrock mineral contributions to soil water 87Sr/86Sr ratios varied predictably with landscape age and bedrock lithology. On the Himalayan floodplain, soils and paleosol silicate weathering intensities were measured along a climatic transect and through time. Overall, carbonate weathering dominates floodplain weathering. But, periods of more intense silicate weathering between 9 - 2 Ma, identified in soil profile and in the 87Sr/86Sr ratios of pedogenic carbonates, appear to be driven by changes in tectonic, rather than climatic, regime. All three papers are good examples of how 87Sr/86Sr isotopic tracer studies can shed light on pedogenic formation rates and internal processes. The complexity of each system warns against generalizations based on just one locale, one species or lithology, or a few isotopic ratios.

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Belkacem, Saïd. "Étude de la restauration des sols acides soumis à de forts apports acides : effet des formes et doses d'amendements sur le fonctionnement d'un sol acide forestier." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10282.

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Abstract:

La restauration des sols forestiers acides et leur dynamique sont abordées par l'étude des effets des formes et quantités d'amendements apportés, en interaction avec la qualité de l'humus. Le caco#3, caco#3+mgo et caso#4 sont apportés en surface avec des doses de 0, 0. 56, 2. 8 et 5. 6 t/ha équivalent cao et les principaux résultats sont: le sol: la valeur du ph du sol est augmentée de 4 unités ph dans les couches de surface (a#1) et d'une unité ph en moyenne en profondeur (b) avec les amendements carbonates. La restauration a été rapide (moins de 7 mois) dans les premiers centimètres du sol avec une migration également de particules de carbonates (>40% du ca) de la litière vers la couche a#1#1 (-3 cm). La saturation n'est pas modifiée dans les couches inferieures du (b) (16 a 21 cm), sauf pour la forme sulfate où elle a augmente de 50% par rapport au témoin. Les mécanismes d'échanges de l'aluminium par le calcium expliquent ces changements sur les surfaces d'échange; la solution du sol: par rapport au témoin, la composition des eaux a été modifiée rapidement (2 mois) par le sulfate avec un enrichissement du flux d'aluminium et de calcium. L'effet des carbonates sur la solution, sous (b) (-21 cm), a été moins rapide (7 mois). Les analyses des eaux montrent une modification de la dynamique de l'azote. Dans le traitement carbonate le mécanisme reste le même et l'anion dominant est le nitrate. Dans le traitement caso#4, l'anion vecteur est le sulfate, 52% de l'azote d'azote est transporté hors du profil sous forme d'ammonium

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Ortiz-Ortiz, Marianyoly. "Kartchner Caverns: Habitat Scale Community Diversity and Function in a Carbonate Cave." Diss., The University of Arizona, 2012. http://hdl.handle.net/10150/265356.

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Abstract:

This dissertation examines the microbial and functional diversity in Kartchner Caverns, a limestone cave in Arizona, USA. Kartchner is highly oligotrophic due to the lack of photosynthesis and the limited inputs of organic material from the surface. This characteristic poses a challenge for microbial life in the cave. The first objective of this work was to evaluate the bacterial richness, diversity and taxonomic composition of speleothems surfaces within Kartchner Caverns in order to gain insight into the distribution patterns associated with these communities. Secondly, the metabolic strategies used by cave communities to survive harsh cave conditions were investigated based on phylogenetic associations and metagenomics. Both objectives were directed toward answering the questions "who are there?" and "what are they doing?". The 454-pyrotag analysis of the V6 region of the 16S rRNA gene revealed an unexpectedly high bacterial diversity with each speleothem supporting a unique bacterial community profile. A focused study on one room of the cave revealed three community types: Type 1 was dominated by the phylum Proteobacteria; Type 2 by Actinobacteria; and Type 3 by Acidobacteria. Phylogenetic associations of the sequences generated by the 454 sequencing and by a Sanger clone library suggested cave microbial communities are supported by chemoautotrophic activities such as nitrite and iron oxidation. Results from the phylogenetic associations guided the metagenomic analysis which supports the presence of chemoautotrophic activities in the cave. Genes for two complete CO2 fixation mechanisms, the Calvin-Benson-Bashan and the rTCA cycles were identified in the cave metagenome, as well as genes for ammonia and nitrite oxidation. These genes are associated with both Bacteria and Archaea suggesting members of both domains are acting as primary producers in the cave ecosystem. Comparative analysis of cave samples to other environments suggests an overabundance of DNA repair mechanisms which could be potentially used by cave communities to overcome the toxicity due to high concentrations of calcium on the speleothem surfaces. This work provides the first comprehensive analysis of the microbial diversity and potential strategies used by microbial communities to survive under the extreme conditions found in a semi-arid limestone cave environment.

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Makki, Lamis. "Comportement de retrait-gonflement des sols en période de sécheresse." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066657.

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Abstract:

Ce mémoire est consacré à la description du comportement de retrait-gonflement des sols. Il analyse l’effet de plusieurs paramètres qui devraient être pris en compte dans la classification des sols pour le retrait et gonflement, tels que la densité, la teneur en carbonates et le nombre de cycles de séchage-humidification subis par le sol. Pour étudier le retrait volumique, un appareil automatisé a été développé au LCPC, pour mesurer simultanément les changements de volume du sol et les pertes d’eau lors du séchage. Des essais de retrait libre à l’air et de gonflement libre à l’œdomètre ont été réalisés sur différents types de marnes et d’argiles. Les essais montrent une différence de comportement entre les marnes et les argiles. Leur comportement hydrique et mécanique a été expliqué en partie grâce aux résultats des essais de porosimétrie au mercure et aux observations de la microstructure des sols réalisées au microscope électronique à balayage environnemental. Enfin une méthodologie est proposée pour mesurer la sensibilité d’un sol au retrait-gonflement (son amplitude de déformation) à partir d’essais simples, peu coûteux et rapides.

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Papazoglou, Athanasios. "An experimental study of localized compaction in high porosity rocks : the example of Tuffeau de Maastricht." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI100/document.

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Abstract:

En raison de leur porosité élevée, les roches carbonatées forment d'importants réservoirs d'eau et d'hydrocarbures, et conviennent également à d'autres applications telles que le stockage de CO2 ou des déchets nucléaires. Cependant, le compactage localisé dans les roches carbonatées affecte le champ des contraintes et les propriétés hydromécaniques de ces roches, entraînant des déformations inélastiques et des dommages avec des impacts économiques, environnementaux et sociaux potentiels. Des études antérieures sur le terrain et des études expérimentales en laboratoire que dans les roches carbonatées poreuses, contrairement aux grès, une variété de micromécanismes tels que l'effondrement des pores, le broyage des grains, la petre de cimentation, la plasticité des cristaux et la dissolution sous contrainte peuvent entraîner une densification inélastique. En raison de la coexistence de ces multiples processus inélastiques et de leur interactions, le micromécanisme prédominant à l'origine du processus de localisation et de rupture reste mal compris.Cette thèse de doctorat présente une étude expérimentale sur les mécanismes de déformation régissant le comportement mécanique et le mode de rupture des roches carbonatées à haute porosité. A cet effet, le Tuffeau de Maastricht, un calcaire sédimentaire bioclastique présentant jusqu'à 52% de porosité, a été testé à l'état sec. Cette étude s'est concentrée sur la façon dont le chemin des contraintes, la pression de confinement et l'orientation de la stratification influent sur l'apparition et la propagation des bandes de compaction. Trois campagnes expérimentales principales sont menées sur des éprouvettes cylindriques pour étudier la transition fragile-ductile :compression isotrope,compression uniaxiale et compression triaxiale. Une analyse systématique du comportement anisotrope du Tuffeau de Maastricht est effectuée sur des échantillons qui ont été forés perpendiculairement, obliquement 45° et parallèlement au plan de la stratification. La micro-tomographie à rayons X à haute résolution est utilisée pour obtenir des images 3D de l'ensemble de l'échantillon en cours de chargement. Les images acquises sont traitées et des mesures de plein champ ont été utilisées pour élucider les mécanismes d'initiation et de propagation des zones de compactage localisées. Les variations de porosité pendant le chargement sont mesurées macroscopiquement et localement. L'utilisation systématique des rayons X combinée à l'utilisation de l'analyse d'image avancée et de la corrélation d'images numérique fournit une information 3D quantitative du champ de déformation et de son évolution pendant un test.Deux modes de rupture sont identifiés, selon les mesures de porosité et la CIVD: les bandes de cisaillement contractantes développées à basse pression de confinement et les bandes de compaction formées perpendiculairement à la contrainte principale majeure de compression à un confinement plus élevé. Ces bandes se développent à contrante déviatoire presque constante et se propagent dans tout l'échantillon, phase marquée par des chutes épisodiques de la contrainte deviatoire. Les essais de compression triaxiale conduit à des niveux de déformation axiale plus élevée présentent trois phases distinctes: une phase initiale quasi-linéaire, suivie par un plateau de contrainte déviatoire, enfin un durcissement post-plateau. L'observation essentielle de ces expériences est l'existence d'un mécanisme de dégradation del la cimentation entre grains qui transforme l'échantilon cohésif et frottant en un miliu granulaire purement frottant. D'autres expériences réalisées sur du sable obtenu par dégradation artificielle de la roche originelle mettent l'accent sur cette phase de déstructuration qui se produit lors du plateau de la contrainte déviatoire. Les résultats expérimentaux mettent également en évidence la forte influence due à l'anisotropie sur le comportement mécanique du matériau étudié Given their high porosity, carbonates form important water and hydrocarbons reservoirs, and they are also suitable for other applications such as CO2 storage and nuclear waste disposal. However, localized compaction in carbonates affects the stress field and the hydromechanical properties of these rocks leading to inelastic deformation and failure with potential economic, environmental and social impacts. Previous field and experimental studies have shown that in porous carbonates, unlike sandstones, a variety of micromechanisms such as pore collapse, grain crushing, debonding, crystal plasticity and pressure solution can potentially lead to inelastic compaction. Due to the coexistence of such multiple inelastic processes and the interplay among them, the dominant micromechanism responsible for failure remains poorly understood.This doctoral thesis presents an experimental investigation into the deformation mechanisms governing the mechanical behavior and failure mode of high porosity carbonate rocks. To this end, Tuffeau de Maastricht, a bioclastic sedimentary limestone exhibiting up to 52% porosity, has been tested under dry conditions. This study focuses on how stress path, confining pressure and bedding orientation affect the onset and propagation of localized compaction. Three main experimental campaigns are conducted on cylindrical specimens of 11.5 mm diameter and 22 mm height to study the brittle-ductile transition: (i) isotropic compression, (ii) uniaxial compression, and (iii) triaxial compression tests at confining pressures ranging from 1 to 5 MPa. A systematic analysis of the anisotropic behavior of Tuffeau de Maastricht is conducted on samples cored perpendicular, oblique 45° and parallel to the bedding plane. High resolution x-ray computed tomography (CT) is used to obtain 3D images of the entire specimen under loading. The acquired images are processed and full-field measurements have been used to elucidate the mechanics of initiation and propagation of localized compaction. Porosity variations during loading are measured macroscopically as well as locally. The porosity measurements are performed over a REV, which is defined with the use of statistical tools. The systematic use of x-ray micro tomography combined with the use of advanced image analysis and Digital Image Correlation (DIC) provides a quantitative 3D information the strain field inside a sample and its evolution during a test.Two failure modes are identified, based on porosity measurements and DIC: compactive shear bands at low confining pressure, and compaction bands (perpendicular to the maximum compressive stress) at higher confinement. These bands develop at essentially constant deviator stress and propagate through the whole sample punctuated by episodic stress drops. Triaxial compression tests at much higher axial strain present three distinct phases: (1) an initial quasi-linear increase of deviator stress, followed by (2) a plateau and (3) a post-plateau hardening. The essential observation from these experiments if the occurrence of a debonding phase which converts the specimen from rock-like to sand-like. A second localization, typical of dense sand, eventually occurs for very axial strain. Additional experiments that are performed on artificially debonded specimens emphasize this destructuration phase during the plateau of deviator stress. The experimental results also highlight the strong anisotropy of the mechanical behavior of the studied material

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Wang, Yuze. "Microbial-Induced Calcium Carbonate Precipitation : from micro to macro scale." Thesis, University of Cambridge, 2019. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/288238.

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Abstract:

Microbial-Induced Calcium Carbonate (CaCO3) Precipitation (MICP) is a biological process in which microbial activities alter the surrounding aqueous environment and induce CaCO3 precipitation. Because the formed CaCO3 crystals can bond soil particles and improve the mechanical properties of soils such as strength, MICP has been explored for potential engineering applications such as soil stabilisation. However, it has been difficult to control and predict the properties of CaCO3 precipitates, thus making it very challenging to achieve homogeneous MICP-treated soils with the desired mechanical properties. This PhD study investigates MICP at both micro and macro scales to improve the micro-scale understandings of MICP which can be applied at the macro-scale for improving the homogeneity and mechanical properties of MICP-treated sand. A microfluidic chip which models a sandy soil matrix was designed and fabricated to investigate the micro-scale fundamentals of MICP. The first important finding was that, during MICP processes, phase transformation of CaCO3 can occur, which results in smaller and less stable CaCO3 crystals dissolving at the expense of growth of larger and more stable CaCO3 crystals. In addition, it was found that bacteria can aggregate after being mixed with cementation solution, and both bacterial density and the concentration of cementation solution affect the size of aggregates, which may consequently affect the transport and distribution of bacteria in a soil matrix. Furthermore, bacterial density was found to have a profound effect on both the growth kinetics and characteristics of CaCO3. A higher bacterial density resulted in a quicker formation of a larger amount of smaller crystals, whereas a lower bacterial density resulted in a slower formation of fewer but larger crystals. Based on the findings from micro-scale experiments, upscaling experiments were conducted on sandy soils to investigate the effect of injection interval on the strength of MICP treated soils and the effects of bacterial density and concentration of cementation solution on the uniformity of MICP treated soils. Increasing the interval between injections of cementation solution (from 4 h to 24 h) increased the average size of CaCO3 crystals and the resulting strength of MICP-treated sand. An optimised combination of bacterial density and cementation solution concentration resulted in a relative homogeneous distribution of CaCO3 content and suitable strength and stiffness of MICP-treated sand. This thesis study revealed that a microfluidic chip is a very useful tool to investigate the micro-scale fundamentals of MICP including the behaviour of bacteria and the process of CaCO3 precipitation. The optimised MICP protocols will be useful for improving the engineering performance of MICP-treated sandy soils such as uniformity and strength.

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Baghernejad, Majid. "A micromorphological study of the results of vertical and lateral movements of calcium carbonate through soils : an experimental morphogenetic approach to pedology." Thesis, University of Reading, 1992. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.316185.

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ORDONIO, Iran Neves. "Propriedades de três amostras de solos da Zona da Mata de Pernambuco sob aplicação de carbonato de cálcio,carbonato de cálcio e magnésio e sulfato de cálcio." Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2004. http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/5130.

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Abstract:

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-01T13:15:14Z No. of bitstreams: 1 Iran Neves Ordonio.pdf: 868102 bytes, checksum: 02c9599adf76f389980e6006cdfb959a (MD5) Made available in DSpace on 2016-08-01T13:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iran Neves Ordonio.pdf: 868102 bytes, checksum: 02c9599adf76f389980e6006cdfb959a (MD5) Previous issue date: 2004-12-29 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Samples of the surface and B horizons of a Plintosol as well as the B horizon of a Nitosol were treated with calcium carbonate, calcium and magnesium carbonate, and calcium sulfate. The objective was to study the effects of such amendments on chemical and physical properties of the soils. The experiment was carried out in a completely randomized design with three replicates. The samples were packed into PVC columns sectioned in two 15 cm-cylinders. The amendments were applied on the upper cylinder. The lime requirement was calculated to reach 60% of base saturation while the gypsum dose was equivalent to 25% of lime requirement. Soil samples were kept incubated for 36 days. During this period, they were leached out through two pore-volumes using deionized water. The results showed that the treatments were not effective at ameliorating the soil acidic condition. There was not a significant influence of the amendments on the cation movement in the soil column as corroborated by low cation concentrations in the lower cylinder. On the other hand, calcium carbonate and its application with calcium sulphate provoked highest Ca contents in the lower cylinder. Calcium and magnesium carbonate treatments as well as their association with calcium sulphate provided the highest Mg concentrations in lower cylinders. This resultshows the role of such chemical amendments in supplying Ca and Mg to subsurfacee layers of soil. The treatments did not alter the physical soil properties. Water dispersed clay and floculation were little influenced by treatments, especially for the B horizons, which were statistically equal. Amostras de Plintossolo horizonte Ap, Plintossolo horizonte Bt e Nitossolo horizonte B1 foram utilizadas no estudo, com o objetivo de avaliar o uso de carbonato de cálcio, carbonato de cálcio e magnésio, sulfato de cálcio e associação entre eles, investigando suas interações nas alterações químicas e físicas. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. As amostras de solos foram acondicionadas em colunas de PVC com 10 cm de diâmetro e 30 cm de altura, seccionados em dois cilindros de 15 cm. Nos cilindros superiores foram aplicados os corretivos. A necessidade de calagem foi calculada de modo a elevar a saturação por bases a 60 %, e a dose de sulfato de cálcio correspondente a 25 % da necessidade de calagem de cada amostra de solo. O período de incubação foi de 36 dias, durante o qual as amostras foram lixiviadas com dois volumes de poros com água deionizada, em aplicações semanais. Após esse período, procederam-se às avaliações físicas e químicas dos solos e químicas do material lixiviado. Os resultados obtidos indicaram que não houve correção de forma efetiva quando as propriedades químicas após o período de incubação. Houve pequena influência das doses aplicadas quanto à movimentação de cátions em profundidade, evidenciado pela pequena concentração de cátions no cilindro inferior. Entretanto, no cilindro inferior, maiores teores de cálcio foram relacionados aos tratamentos contendo carbonato de cálcio (CC) e sua combinação com sulfato de cálcio (CCG). Os tratamentos contendo carbonato de cálcio e magnésio (CM) e sua combinação com sulfato de cálcio (CMG), proporcionaram, por sua vez, maiores teores de magnésio nas referidas camadas. Esse fato evidencia a contribuição do carbonato de cálcio e carbonato de cálcio e magnésio no fornecimento de Ca e Mg e o efeito do sulfato de cálcio em profundidade. Os tratamentos de correção aplicados não proporcionaram diferenças nas propriedades físicas entre os cilindros. Após a aplicação dos tratamentos percebe-se um efeito pouco expressivo de argila dispersa em água e do grau de floculação, principalmente para as amostras doPlintossolo Horizonte Bt e o Nitossolo Horizonte Bt, cujas diferenças não foram significativas.

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Girinsky, Olivier. "Pré-industrialisation d'un procédé de consolidation de sol par bio-calcification in situ." Phd thesis, Université d'Angers, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00557098.

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Abstract:

Dans les pays à fort risque sismique, les fondations bâties sur un sous-sol trop meuble peuvent avoir des conséquences désastreuses. En effet, dans certain cas, les mouvements sismiques provoquent des tassements, en particulier lorsque les sous-sols granulaires sont saturés en eau. Ce phénomène dit de liquéfaction ou perte de la résistance des sols, résulte de la montée de la pression interstitielle de l'eau lorsque les vibrations sismiques tendent à tasser les grains les uns contre les autres. Pour éviter l'effondrement des édifices, le génie civil renforce la résistance mécanique des terrains plus ou moins perméables, en procédant à des injections de matériaux par le biais de forages. Afin d'améliorer les procédés de consolidation des sols, une nouvelle technique compte apporter une réponse en utilisant des cristaux de carbonate de calcium précipités in situ par voie microbiologique. La précipitation bactérienne du carbonate de calcium peut s'accomplir par l'hydrolyse de l'urée, via l'enzyme uréase. Ceci conduit à l'alcalinisation du micro environnement, permettant la précipitation d'ions carbonates en présence d'ions calcium. Sporosarcina pasteurii a été choisi car c'est un micro-organisme alcalinophile, non pathogène et détenteur de concentration intracellulaire élevée en uréase. L'objectif était d'utiliser industriellement ce micro-organisme pour son pouvoir calcifiant, afin d'améliorer la cohésion des grains de sol, en milieu saturé, sans en obturer la porosité. Trois axes de recherche menés conjointement, ont été définis pour ce travail de préindustrialisation du procédé de bio consolidation in situ. Le premier axe a été l'obtention d'un milieu de production de biomasse, industriel, permettant de stabiliser l'accession aux fortes activités enzymatiques. Cette étape est indispensable du fait des exigences d'application du procédé sur le chantier, éloignées des conditions physiologiques de la bactérie S. pasteurii. Il a été vital de décoder les modalités et la composition d'un milieu de culture industriel propre à favoriser la production de S. pasteurii et d'uréase. Ce travail a établi les principaux paramètres de suivi de culture et leur signification physiologique. Il a permis d'étudier la régulation de la synthèse de l'enzyme uréase et de proposer un modèle de régulation chez S. pasteurii. Le second aspect de recherche s'est attaché à créer une solution calcifiante à partir d'un mélange d'urée et de sel de calcium. Des colonnes de sable fin ont été utilisées pour évaluer l'impact, sur la bio calcification, de deux sources de sel de calcium, le nitrate et le chlorure de calcium. Les résultats mettent en avant, l'existence d'une réduction de la vitesse d'hydrolyse en présence d'ion calcium et l'absence de différence significative de résistance à la compression (RC) entre les deux sels. D'autre part, lorsque les activités enzymatiques d'hydrolyse sont moindres, le processus de bio calcification, paraît plus stable et efficace. De nombreuses images au microscope électronique à balayage (MEB) ont confirmé ces résultats. Enfin, une amélioration du procédé vient de la proposition d'une solution calcifiante, additionnée de très faibles quantités de matière organique, afin de favoriser l'élongation des cristaux de carbonate de calcium dans les zones inter-granulaires. Le troisième axe a été la mise en place pour une application en chantier, d'un protocole d'injection en colonne de sable fin d'une suspension de biomasse suivie d'une solution calcifiante. Ces travaux ont permis d'identifier, une corrélation entre les zones de dépôt de biomasse et les portions de sable consolidés, ainsi que les principaux facteurs responsables de l'hétérogénéité de la bio calcification. La densité cellulaire et la granulométrie bactérienne définissent par filtration mécanique et physicochimique un premier profil de distribution de la biomasse en milieu poreux. En fonction du niveau d'activité enzymatique et de la qualité de la suspension bactérienne injectée, la solution calcifiante interagit en précipitant sous forme de flocs et en amenant un changement local de viscosité. Pendant l'injection, l'écoulement des fluides redéfinit le premier profil de biomasse par un lessivage au sein du système poreux. La granulométrie du sable et la vitesse d'injection influencent également le lessivage. Grâce à ces travaux, l'hétérogénéité de la bio-calcification a été diminuée en intégrant dans le protocole d'injection, des temps d'arrêt d'injection pour l'immobilisation des fluides.

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Brunel, Célia. "Dynamique des éléments traces métalliques (Pb, Zn, Cd) sur un petit bassin versant amont contaminé par des déchets miniers - cas du bassin versant amont du Lez (Ariège, Pyrénées)." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30025.

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Abstract:

Sur le site minier orphelin de Sentein (Pyrénées), la dynamique de Zn, Pb et Cd est étudiée à l'échelle du bassin versant amont du Lez, en couplant des approches géochimiques et minéralogiques. A partir de la minéralisation, primaire et naturelle, l'exploitation minière a redistribué les métaux en plusieurs sources secondaires (sols contaminés, résidus d'extraction et de traitement). Les résidus de traitement constituent le principal réservoir de métaux. Dans ce contexte carbonaté, l'exportation des métaux sous forme dissoute est limitée par la formation de phases minérales secondaires. L'érosion mécanique est le mécanisme majeur de mobilisation des métaux. A l'exutoire du bassin, la dispersion particulaire des métaux est dominante, notamment lors des crues. La contribution de ce site minier au flux de métaux transportés par la Garonne est estimée On the orphan Sentein mining district (Pyrénées), the Zn, Cd and Pb dynamics is studied at the scale of the Lez upstream catchment, with geochemical and mineralogical approaches. From the primary and natural mineralization, mining exploitation has lead to the redistribution of metal into several secondary sources (contaminated soils, extraction wastes and tailings). Tailings are the main storage compartment of metals. Submitted to erosion, they constitute the principal source. In this carbonated context, the metal exportation under dissolved form is limited by the formation of secondary minerals. Runoff and erosion are dominant processes for metal mobilization. At the catchment outlet, particulate dispersion is dominant specially, during storm events. The contribution of this mining site to Garonne metal fluxes is assessed

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Whitaker, Justin. "Assessing Recombinant Expression of Urease Enzyme from Sporosarcina ureae as a Carbonatogenic Method for Strength Enhancement of Loose, Sandy Soils." Thesis, Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2016. http://hdl.handle.net/10393/35228.

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Abstract:

Les sols qui ne rencontrent pas les normes d’ingénierie civile doivent êtres soumis à des améliorations géotechniques car les vibrations causées par les tremblements de terre ou par la surcharge sur des infrastructures en hauteur peuvent mener à la liquéfaction partielle ou totale des sols saturés en eau. Ceci peut donc entrainer des dommages importants aux structures construites sur ces sols. Certaines méthodes existent pour remédier à ce problème, mais elles demeurent couteuses et parfois toxiques car elles utilisent de l’acrylamide et des lignosulfates. La bio-précipitation in situ de calcite dans les sols représente une méthode alternative. Le tout se fait avec des bactéries qui démontrent une activité uréolytique. La présente étude s’est intéressée à l’activité uréolytique des souches Escherichia coli, Sporosarcina ureae, Bacillus pasteurii, Lysinibacillus sphaericus, Bacillus subtilis et Bacillus megaterium. Les résultats démontrent que l’urée est seulement dégradée par les souches S. ureae et S. pasteurii. L’incubation de S. ureae en présence de Ni2+ (0.1-1 ppm) et Fe2+ (1-10 ppm) a toutefois permis d’augmenter l’activité catalytique de la souche, ce qui démontre l’importance des éléments nutritifs lors de l’hydrolyse de l’urée. Afin de tester l’activité uréolytique des autres souches, nous avons introduit un système d’expression uréase dans la souche E. coli en substituant des amino-acides dans la structure primaire des protéines. Suite à cette modification, l’activité uréolytique de E. coli s’est améliorée et est devenue comparable à celle des souches S. ureae et S. pasteurii. L’injection de S. ureae et du mutant E. coli dans des sables non-consolidés a permis de cimenter de façon significative (p < 0.05) le matériel par rapport à des sables non inoculés, et ce après seulement 48 heures. Le transfert du système recombinant de E coli vers S. ureae est présentement en cours. Ces résultats prometteurs indiquent qu’il est possible de stimuler la précipitation in situ de calcite en utilisant des bactéries et de stabiliser les sols prônes à la liquéfaction. === Soils often do not satisfy functional requirements for civil engineering projects and as a result geotechnical improvements to soils are often made. Dynamic shaking during earthquakes or static overloading by overlying structures may still result in liquefaction in partially or fully water saturated soils. These have little bearing capacity for structures. Severe damages can result. Moreover, preventative soil grouting strategies are expensive, toxic, and permanent due to acrylamides, lignosulfonates, and otherwise harmful compounds present therein. Alternative methods of strength enhancement are advisable. Microbial induced calcite precipitation (MICP) was assessed in this investigation to consolidate loose, sandy soils. Ureolytic activty of Escherichia coli, Sporosarcina ureae, Bacillus pasteurii, Lysinibacillus sphaericus, Bacillus subtilis and Bacillus megaterium were assessed. Urea was readily degraded foremost by S. ureae and next by S. pasteurii with no significant (p <0.05) activity in other strains. Incubation of S. ureae with 0.1 - 1ppm Ni2+ and 1-10ppm Fe2+ was shown to improve catalytic activity, suggesting their importance as a dietary source for urea hydrolysis. A urease expression system was established in E. coli and particular amino acid substitutions in protein primary structure made. Enhanced ureolytic activity was observed in these E. coli mutants, comparable to native S. ureae activity. Application of wild type S. ureae and recombinant E. coli for MICP in a model sand showed significant (p < 0.05) improvements compared to controls after 48 hours. Transfer of the recombinant system in E. coli to S. ureae is currently underway. These results provide valuable insight affirming that a practical system for the application of MICP may be feasible in the field for the strength enhancement of native and construction-laid loose, sandy soils.

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Woodward, Stephen M. "PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS OF SEDIMENT DEPOSITED IN THE VILLAGE OF TITIANA FROM THE SOLOMON ISLANDS TSUNAMI OF APRIL 2, 2007." Kent State University / OhioLINK, 2009. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=kent1239917497.

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Jaillard, Benoît. "Les structures rhizomorphes calcaires : modèle de réorganisation des minéraux du sol par les racines." Montpellier 2, 1987. http://www.theses.fr/1987MON20174.

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Abstract:

Dans le sol, les racines absorbent des ions mineraux qu'elles transportent vers les parties aeriennes, ou qu'elles accumulent dans leur cortex. Il arrive que ces ions y cristallisent. Les structures rhizomorphes calcaires sont des vestiges de racines calcifiees, dont l'organisation est analogue a celle des microdiums. Elles se developpent dans de nombreux sols calcaires. L'analyse de leur organisation nous amene a emettre l'hypothese que leur formation resulte d'une redistribution sur place du caco::(3) du sol consecutive a l'absorption et a l'accumulation de ca**(2+) par les racines. Cette hypothese est confirmee par la mise en evidence experimentale de cristaux intracellulaires de caco::(3) dans les racines de colza (brassica napus l. ) cultivees en solution calcique riche en carbonate

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Nguyen, Minh Tuan. "Caractérisation géomécanique de la dégradation des roches sous l'effet de l'injection de gaz acides." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00730840.

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Abstract:

Ce travail de thèse combine des approches expérimentales et théoriques visant à caractériser l'impact des effets géomécaniques lors de l'injection de CO2 dans une formation de calcaire. La première partie est consacrée à l'étude expérimentale des évolutions des propriétés pétrophysiques et géomécaniques du calcaire étudié sous l'effet de l'altération chimique. L'évolution de la microstructure de la roche est également étudiée dans le but de comprendre les phénomènes observés à l'échelle macroscopique. La deuxième partie vise à définir, par approche micromécanique, un modèle de comportement géomécanique prenant en compte la dégradation des propriétés mécaniques de la roche carbonatée sous l'effet de l'attaque acide. L'élasticité et la résistance de la roche ont été modélisées et validées par les données expérimentales

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Liang, Yingjie. "Co-valorisation de sédiments et de sols fins par apport de liants et de fibres." Phd thesis, Université de Caen, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00731611.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est de traiter des sédiments marins et des sols fins équivalents (fines de carrière) considérés comme des déchets, par un procédé de solidification/stabilisation et de les valoriser en matériau pour des sous couches routières. Ces traitements ont donné lieu à des mélanges composites sédiments-liants et/ou ajouts de cendres volantes, de fumée de silice, de produits chimiques réactifs et de fibres suivis d'une analyse comportementale des performances mécaniques et de durabilité. Après avoir sélectionné un panel représentatif de sédiments marins et une fine de carrière, une phase de caractérisation a été entreprise sur les paramètres déterminants en vue de traiter ces sédiments. Elle repose sur l'étude des propriétés physiques (répartition des grains, limites d'Atterberg) et chimiques (la teneur en matière organique et en carbonates). Les différentes caractéristiques, dosages et paramètres dimensionnels des constituants (ciment, chaux, cendre volante, fumée de silice, sables correcteur, produit chimique réactif et fibres naturelle et géosynthétiques) des mélanges sont déterminés. Le programme expérimental complet est présenté, il intéresse les sédiments marins à stabiliser ou solidifier. Les essais mécaniques de résistance et de durabilité (compression simple, traction indirecte, mouillage-séchage) ont été effectués sur échantillons cylindriques. L'analyse et l'interprétation des résultats ont permis de mieux cerner les différents facteurs influant sur la résistance à la compression et à la traction indirecte des mélanges traités avec des additions de liants hydrauliques et de liant pouzzolanique, puis avec des ajouts spécifiques de fumée de silice, de sable correcteur et de produits chimiques réactifs. Une phase innovante a porté sur l'utilisation de fibres déchets dans les mélanges. Ces fibres naturelle (lin) et artificielles (géosynthétiques) ont été proposées pour améliorer le comportement mécanique des mélanges de sédiments marins et/ou fine de carrière. En conclusion, pour les dosages économiques retenus et les mélanges étudiés, une application en sous couche routière est possible (classes S1à S5). La teneur en matière organique des sédiments marins a une forte influence sur l'efficacité des traitements des sédiments marins aux liants. Les renforts fibreux sont tout à fait prometteurs et l'idée de covaloriser deux déchets constitue une avancée dans la gestion durable et la valorisation des sédiments.

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Durot, Nathalie. "Destructuration des parois végétales par le carbonate et les métaux de transition: une étude modèle sur la dégradation abiotique de la paille en sols de craie et sur l'incorporation de pesticides aux lignines." Reims, 2002. http://www.theses.fr/2002REIMS003.

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Abstract:

Le premier objectif de cette étude est d'examiner la dégradation abiotique de paroi végétale de paille de blé dans un milieu simulant les sols de craie où semblent régner des conditions physico-chimiques favorables pour que des processus de dégradation abiotiques soient efficaces. Le second objectif est d'examiner les possibilités d'incorporation covalente de pesticides aux lignines au cours de leur oxydation par les métaux. La macération de la paille dans le carbonate induit une déstructuration de la paroi végétale qui se traduit par une modification de la composition des lignines en structures b-o-4 et par une modification du fractionnement des constituants pariétaux. Celles-ci résulteraient de la solubilisation d'une fraction de lignine qui favoriserait le gonflement des hémicelluloses en milieu alcalin et qui modifierait ainsi les interactions entre les différents constituants pariétaux ainsi que leur accessibilité aux réactifs. La présence de cuivre induit quelques perturbations supplémentaires par rapport au carbonate dans l'organisation de la paroi en diminuant l'extractibilité des constituants pariétaux et en augmentant la quantité de structures b-O-4 analysées dans les lignines résiduelles. Ceci pourrait résulter à la fois d'une dépolymérisation des lignines résiduelles et d'une modification des interactions entre les différents constituants suite à la formation de complexes avec le cuivre. Enfin, la possibilité de couplage covalent entre des modèles de lignine avec différents pesticides a été examinée dans ces conditions. Le couplage covalent de l'isopropylaniline, métabolite de l'isoproturon a été montré lors de l'oxydation de l'alcool coniférylique par les métaux. Ce couplage dépend de la propriété nucléophile ou de la capacité des pesticides et modèles à générer des radicaux au cours de l'oxydation. Des couplages covalents entre l'isopropylaniline et les DHP peuvent être créés lors de l'oxydation sans exclure des phénomènes d'association et d'absorption.

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Rogovska, Natalia. "Use of precision agriculture technologies in studying the relationships among soil pH, calcium carbonate equivalent, soybean cyst nematode population density, and soybean yield." [Ames, Iowa : Iowa State University], 2006.

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Muniz, Edgard Alves. "Efeitos de gesso agrícola e corretivos de acidez do abacaxizeiro cultivado em Latossolo e Plintossolo." Universidade Federal de Goiás, 2015. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/5092.

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Abstract:

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-13T15:38:59Z No. of bitstreams: 2 Tese - Edgard Alves Muniz - 2015.pdf: 1352609 bytes, checksum: c9b3cdfa4970aae68eeb4f9b944894ed (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-13T15:42:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Edgard Alves Muniz - 2015.pdf: 1352609 bytes, checksum: c9b3cdfa4970aae68eeb4f9b944894ed (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Made available in DSpace on 2016-01-13T15:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Edgard Alves Muniz - 2015.pdf: 1352609 bytes, checksum: c9b3cdfa4970aae68eeb4f9b944894ed (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-05-21 Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The latosolic Concretionary Petric Plintosol is the less fertile soil in the bioma Cerrado. Making it to produce food in order to contribute to the Brazilian agribusiness, turns into a great challenge for Science. In addition to this fact, the\pineapple fruits exports are important incomes sources for our Country. For this reason, the present work aimed to assess effects of application, on soil, of calcium carbonate, calcium & magnesium carbonate and calcium sulfate, on productivity of pineapple plant (Ananas comosus L. Merril) var. Pérola cultivated in typical Distrocohesive Yellow Latosol and latosolic Concretionary Petric Plintosol on a same topossequence of Cerrado bioma. Soon after planting, it were applied on both soils, the following equivalent doses\(kg ha-1): on the latossol area – 2000, 2000 and 1000; and on the plintossol area – 3000, 3000 and 1500; of calcium carbonate, calcium & magnesium carbonate and calcium sulfate, respectively. As effects, the fruits production averages (t ha-1), in both soils were: 8,32; 12,94; 13,82; 15,09; 5,02; 12,60; 14,11; e 14,82, respectively, in the same sequence above. The essays were set up in 2010, in a region of Anápolis, Goiás State, latitude 16º19ˈ 36 ̎ S, longitude 48º57ˈ 10 ̎ W and altitude 1017 m. The yearly pluviosity average is 1.200 mm, and the temperature oscillates between 21 and 35ºC; the climate is classified as Aw according to Köppen system. The harvest was achieved in 2012. The experimental design was in randomized blocks. Each plot measured 1,20 x 6,60 m and were four the number of treatments with five replications. The three products, in the mentioned equivalent doses, induced the latosolic Concretionary Petric Plintosol studied to reach a pineapple Pérola production capacity equivalent to the typical Distrocohesive Yellow Latosol. Calcium sulfate, calcium carbonate and calcium & magnesium carbonate, individually, increased the tenor of changeable bases in the upper layers of both soils, wich made it possible to obtain greater pineapple Pérola yielding. Plintossolo Pétrico Concrecionário latossólico é o menos fértil dos solos cerradinos. Fazê-lo produzir alimentos para contribuir com o agronegócio brasileiro, tornase um desafio para a ciência. Em adição a este fato, abacaxi é uma importante fonte de divisas para o país. Por estas razões, o presente trabalho objetivou avaliar efeitos de aplicações, no solo, de calcário calcítico, calcário dolomítico e gesso agrícola sobre a produtividade do abacaxizeiro (Ananas comosus L. Merril) var. Pérola cultivado em Latossolo Amarelo Distrocoeso típico e em Plintossolo Pétrico Concrecionário latossólico de uma mesma topossequência de bioma Cerrado. Logo após o plantio, foram aplicadas, aos dois solos, as seguintes doses equivalentes (kg ha-1): na área de latossolo – 2.000, 2.000 e 1.000; e na área de plintossolo – 3000, 3000 e 1 .500 de calcário calcítico, calcário dolomítico e gesso agrícola, respectivamente. Como efeitos, as produções médias de frutos (t ha-1), nos dois solos, foram: 8,32; 12,94; 13,82; 15,09; 5,02; 12,60; 14,11; e 14,82, na mesma ordem das doses equivalentes descritas acima. Os ensaios foram instalados em 2010, no município de Anápolis (GO), com latitude de 16º19ˈ 36 ̎ S, longitude 48º57ˈ 10 ̎ W e altitude 1017 m. A média anual de pluviosidade é de 1.200 mm e a temperatura oscila entre 21 e 35ºC; clima é classificado como Aw no sistema Köppen. A colheita realizou-se em 2012. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso. Cada parcela mediu 1,20 x 6,60 m, e foram quatro os tratamentos de cinco repetições. Os três insumos, nas doses equivalentes mencionadas, induziram o Plintossolo Pétrico Concrecionário latossólico estudado a atingir uma capacidade de produção de abacaxi Pérola estatisticamente igual à do Latossolo Amarelo Distrocoeso típico. O gesso agrícola, o calcário dolomítico e calcário calcítico, individualmente, aumentaram os teores de bases trocáveis nas camadas mais superficiais dos dois solos, o que possibilitou a obtenção de maiores produtividades do abacaxizeiro Pérola.

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Wissocq, Aubéry. "Etude du transport réactif de Sr et Cs dans un sédiment gréso-argileux carbonaté du site de Cadarache." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLE027/document.

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Abstract:

Dans le cadre du suivi environnemental de ses installations en conditions nominales d’exploitation ou en situation accidentelle, le CEA doit assurer la mise en place de méthodes et d’outils opérationnels permettant de mesurer, contrôler et prédire les rejets de ses installations dans l’atmosphère, les sols et les nappes. Cette thèse s’inscrit ainsi dans la mise en place d’un outil de transport réactif permettant de prédire la migration de radionucléides en concentration trace tels que 90Sr et 137Cs, les principaux radionucléides d’intérêt, dans les sols et les roches. L’objectif de cette thèse est d’évaluer l’applicabilité et le caractère prédictif d’un modèle couplé chimie-transport, dans le cas de la migration de Cs et Sr dans un sédiment naturel représentatif de la couche aquifère sous-jacente au site de Cadarache. Le modèle de rétention utilisé est basé sur la Théorie des Echangeurs d’Ions multi-sites (TEI), intégré dans PhreeqC couplé à HYDRUS 1D (HP1) ou dans Crunchflow.La caractérisation des propriétés physico-chimiques du sédiment étudié et l’identification des minéraux réactifs a permis dans un premier temps d’élaborer une base de données de rétention de Sr2+, Cs+ et Ca2+ (principal cation du milieu) sur les minéraux argileux majoritairement présents, illite et smectite. La construction de cette base de données s’est faite à partir d’une révision critique des données de la littérature, complétée par l’acquisition de données manquantes. A partir de cette base de données, et faisant l’hypothèse de l’additivité des propriétés de rétention des minéraux purs dans un matériau considéré comme un mélange de minéraux purs, il a été possible, dans un second temps, de vérifier l’applicabilité du modèle de rétention au cas de l’adsorption de Sr2+ et Cs+ sur le sédiment.Enfin, ce modèle de rétention a pu être couplé à un modèle de transport, et appliqué au cas de la migration de Sr et Cs dans des colonnes de sédiment. Ces expériences ont été réalisées sur deux types de colonne, à l’échelle centimétrique sur des colonnes standards et à l’échelle décimétrique sur un banc expérimental équipé d’un générateur X permettant de suivre en continu les paramètres physico-chimiques au sein de la colonne. Les simulations des expériences de transport réactif de Sr par le modèle d’échange d’ions multi-sites, couplé à l’équation d’advection-dispersion ont pu reproduire convenablement les courbes de percée de Sr sans aucun ajustement des paramètres. Les coefficients de dispersivité de chaque colonne ont été déterminés lors d’expériences de transport non réactif à l’aide de traceurs inertes (2H, Cl- et I-). Par ailleurs, les courbes de percée de Cs semblent plus difficiles à reproduire, ce qui serait imputable aux incertitudes existant encore sur les paramètres de rétention relatifs à cet élément ou un effet cinétique.La bonne concordance entre les résultats des expériences de transport réactif de Sr en colonne à deux échelles différentes et les simulations ont montré que le modèle de transport réactif mis en place permet de reproduire le comportement de Sr dans le sédiment de Cadarache étudié, sans ajustement de paramètres, en considérant la rétention chimique par un processus d’échange d’ions sur les minéraux argileux du système. Cette première étape indispensable à l’évaluation du modèle mis en place permet de confirmer le caractère prédictif de ce modèle, dans la mesure où les conditions physico-chimiques sont bien contraintes As part of the environmental monitoring of its installations under nominal operating conditions or in accident situation, CEA must ensure the implementation of operational methods and tools to measure, control and predict the discharge of its installations into the environment, atmosphere, soil and groundwater. This work is part of the implementation of a reactive transport tool, which allows predicting the migration of radionuclides in trace concentration such as 90Sr and 137Cs, the main radionuclides of interest, in soils and rocks. The aim of this thesis is to evaluate the applicability and predictive nature of a coupled chemistry-transport model in the case of migration of Cs and Sr in a natural sediment, representative of the aquifer underlying the nuclear site of Cadarache. The retention model used is based on the Multi-Site Ion Exchange Theory, integrated in PhreeqC coupled with HYDRUS 1D (HP1) or Crunchflow.The characterization of the physico-chemical properties of the sediment studied and the identification of the reactive minerals allow to develop a database of retention of Sr2+, Cs+ and Ca2+ (major cation of the medium) on the clay minerals mostly present, illite and smectite. The construction of this database was based on a critical review of the data in the literature, supplemented by the acquisition of missing data. From this database and assuming the additivity of the retention properties of pure minerals in a material considered as a mixture of pure minerals, it was possible to verify the applicability of the retention model in the case of the adsorption of Sr2+ and Cs+ on the sediment.Finally, this retention model could be coupled to a transport model and applied to the case of the migration of Sr and Cs in sediment columns. These experiments were carried out on two types of column, at the centimeter scale on standard columns and at a decimetric scale on an experimental device equipped with a X generator recording continuously the physicochemical parameters within the column. Simulations of the Sr reactive transport experiments by the multi-sites ion exchange model coupled with the advection-dispersion equation were able to adequately reproduce the Sr breakthrough curves without any parameter adjustments. The dispersivity coefficients of each column were determined in non-reactive transport experiments using inert tracers (2H, Cl- and I-). Moreover, the Cs breakthrough curves seem more difficult to reproduce, which could be due to the uncertainties still existing on the retention parameters related to this element or a kinetic effect.The good agreement between the results of the reactive Sr transport experiments in a column at two different scales and the simulations showed that the reactive transport model implemented allows reproducing the behavior of Sr in the Cadarache sediment without parameter adjustment by considering the chemical retention by an ion exchange process on the clay minerals of the system. This first step, essential to the evaluation of the model confirms the predictive nature of this model, insofar as physicochemical conditions are well constrained

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Claveranne-Lamolère, Céline. "Evaluation et caractérisation des interactions colloïdes-actinides dans les sols par une approche multi-technique : exemple de l'uranium en milieu carbonaté." Pau, 2010. http://www.theses.fr/2010PAUU3023.

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Abstract:

Dans le cadre de problématiques liées à l’industrie nucléaire (stockage géologique profond, démantèlement et suivi environnemental de site), le but de cette étude a été de caractériser les interactions uranium-colloïdes grâce à une approche de fractionnement en ligne couplée à une multi-détection. Le principal avantage ici est de fournir un maximum d’informations sur la répartition de l’uranium au sein des différentes populations colloïdales. En faisant varier les paramètres-clés du protocole de lixiviation employé, différents scénarii potentiellement impliqués dans la mobilisation colloïdale de l’uranium ont été étudiés. Chacun des échantillons obtenus a ensuite été caractérisé et ainsi, la taille (masse molaire, rayon de giration et rayon hydrodynamique) et la nature ainsi que la quantité d’uranium transporté par les colloïdes mis en évidence ont été déterminées. Les mécanismes d’interaction uranium-colloïdes mis en jeu ont également été étudiés In order to assess the fate of actinides in the environment, it is essential to identify the interactions between actinides and soil components. In the case of problems connected to the nuclear industry (deep geologic storage, dismantling and environmental monitoring of nuclear sites), the purpose of this study was to characterize the uranium-colloids interactions by on-line fractionation multi-detection methods. The main advantage here is to supply a lot of information on the uranium distribution within the various colloidal populations. By varying the keys-parameters of a batch leaching protocol, different scenarios potentially implied in the colloidal mobilization of uranium were studied. Each sample collected was also characterized and their size (hydrodynamic and gyration radius), their nature as well as the uranium concentration carried by colloids were determined. The mechanisms of the uranium-colloids interactions were also studied

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Santerre, Yannick. "Influence de la diagenèse précoce et de la dynamique sédimentaire sur la distribution des propriétés pétrophysiques dans les réservoirs carbonatés." Aix-Marseille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX11042.

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Abstract:

Prédire la distribution des propriétés pétrophysiques au sein des plates-formes carbonatées est un enjeu majeur de l'industrie pétrolière car celles-ci représentent plus de la moitié des réserves en hydrocarbures. Pour résoudre ce problème, des modélisations basées processus à grande échelle permettant de déterminer l'architecture sédimentaire des platesformes sont de plus en plus utilisées. Ces modèles prennent en compte de nombreux paramètres (tectonique, eustatisme, hydrodynamisme, sédimentation) mais la diagenèse précoce n'y est généralement que peu ou pas intégrée. Les processus diagénétiques précoces sont pourtant un facteur de contrôle critique des propriétés pétrophysiques dans les platesformes carbonatées. Afin de mieux déterminer l'influence de la diagenèse précoce et de la dynamique sédimentaire sur la distribution des propriétés pétrophysiques dans les systèmes carbonatés, une étude pluridisciplinaire (sédimentologie, diagenèse et pétrophysique) a été menée dans cette thèse sur une série de plate-forme mixte carbonatée-silicoclastique relativement récente, et qui a été très peu enfouie : la série oligo-aquitanienne de Carry-le-Rouet (nord-ouest de la ville de Marseille, France). Cette étude a permis de montrer que cette série a subi de très importantes modifications diagénétiques précoces. Les transformations minéralogiques observées se sont toutes déroulées au cours des phases d'émersion de la plate-forme, qui ont engendrées la circulation de fluides météoriques à travers les sédiments. Les zones météoriques vadoses mises en place au cours de ces périodes d'émersion ont pu être subdivisées en une sous-zone "sommitale", qui présente un néomorphisme très important des éléments de minéralogies instables et/ou une microsparitisation des matrices, et en une sous-zone "non sommitale", qui présente un gradient de néomorphisme et de cimentation des porosités en fonction de la distance à la surface d'émersion. Les zones météoriques phréatiques présentent quant à elles une dissolution très importante de l'ensemble des minéralogies carbonatées instables. L'étude de la série oligo-aquitanienne de Carry-le-Rouet a permis d'aboutir à une relation entre l'évolution des propriétés pétrophysiques des sédiments (porosité, perméabilité), la dynamique sédimentaire et les processus diagénétiques précoces. Un modèle conceptuel d'évolution des propriétés pétrophysiques pour des sédiments boueux soumis à des conditions climatiques humides en contexte de mer aragonitique a pu être proposé à l'issu de cette thèse. Au premier ordre, ce modèle montre que les propriétés pétrophysiques des sédiments peuvent être estimées à partir de la quantité originelle en éléments de minéralogies instables, de la position au sein des différentes zones diagénétiques, et du temps de résidence dans ces zones (durée d'émersion des plates-formes).

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Prieto, Estrada Andres E. "Water-Rock Interactions and Seasonal Hydrologic Processes in Constructed Everglades Tree Islands." FIU Digital Commons, 2016. http://digitalcommons.fiu.edu/etd/2576.

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The decline of tree islands in the freshwater-Everglades wetland because of hydrologic manipulation, has compromised valuable ecosystem services. Although the role of tree islands in maintaining freshwater quality stems largely from evapotranspiration processes, fundamental questions remain about the effects of different geologic materials on their hydrogeochemical functioning. To reduce this uncertainty, the lithological composition of a set of man-made tree islands was investigated coupled with long-term hydrologic and hydrochemical data. Key results indicate that limestone substrates and peat substrates with elevated proportions of sand, facilitated surface water-groundwater interactions and mineral dissolution. However, limestone-based islands were more effective in lowering the water table and concentrating solutes in response to evapotranspiration during low surface water stages. Additionally, the peat substrate of an island with low sand content favored the thermodynamic conditions for calcite accumulation in the phreatic zone, while phosphorus concentrations in the groundwater were associated with the breakdown of organic matter.

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Porel, Gilles. "Transfert de soluté en aquifère crayeux : causes de modifications des résultats de traçages." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10088.

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Le transfert des solutés en milieu crayeux est étudié tout d'abord sur le site expérimental de Béthune (Pas-de-Calais) dans la nappe semi captive de la craie sénonienne. Différents traceurs sont injectés dans les puits de pompage et montrent des courbes divergentes par rapport aux courbes théoriques, phénomène du sans doute à l'oxydoréduction, l'acidification du milieu, l'interaction être traceurs et phase solide. D'autre part les expériences sur colonnes montrent les mêmes divergences qui prouvent que les échanges entre les deux milieux se font essentiellement par diffusion moléculaire, le coefficient de l'uranine dans la craie étant estimé à 3,4. 10-10 m²/s-1.

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Laveuf, Cédric. "Les terres rares et le zinc comme traceurs des processus pédogénétiques : application à une séquence de sols issue de calcaires minéralisés." Phd thesis, Université d'Orléans, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00452682.

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Abstract:

Ce travail évalue le potentiel du zinc et plus particulièrement des terres rares à tracer les différents processus le long d'une catena issue d'une formation carbonatée constituée d'une succession de bancs marneux et calcaires, et ayant subi des processus de décarbonatation, des conditions redox en lien avec l'hydromorphie et de l'éluviation. L'approche choisie repose (i) sur la spéciation des terres rares, à l'aide de méthodes physiques et chimiques, dans les traits pédologiques formés par les différents processus et des matériaux aux dépens desquels ils se sont développés, (ii) sur la quantification par bilan de masse des flux de terres rares et éléments majeurs associés. Ce travail a nécessité deux mises aux points méthodologiques : une méthode de normalisation des terres rares, basée sur l'enfoncement des fronts de transformation afin de quantifier l'impact des processus successifs sur le fractionnement des terres rares ; une méthodologie de reconstruction des matériaux parentaux pour chacun des horizons, l'approche par bilan de masse nécessitant une connaissance des stocks initiaux. L'impact de deux processus sur les fractionnements de terres rares est ensuite plus particulièrement abordé : la décarbonatation des matériaux parentaux et les processus d'oxydo-réduction. On montre ainsi l'importance de comparer les quantités mises en solution aux flux calculés par les bilans de masse pour prédire le devenir des éléments libérés et l'intérêt des terres rares pour quantifier les cycles de dissolution/précipitation des oxydes de fer et de manganèse.

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Bruna, Pierre-olivier. "Evolution des propriétés réservoir des carbonates peu poreux : exemple des calcaires du Crétacé Inférieur de la Moyenne Durance." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4745.

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Les calcaires hémipélagiques du Sud-Est de la France sont caractérisés par de faibles valeurs de porosité et de perméabilité. Ces caractéristiques permettent de considérer ces roches comme de potentiels analogues des réservoirs pétroliers non-conventionnels ou des aquifères fissurés. Ces réservoirs sont d’une importance capitale dans le contexte économique actuel. Néanmoins, l’exploitation de ce type de réservoir représente des risques industriels et des challenges techniques qui doivent être gérés pour réduire leur empreinte sur l’environnement.Ce travail apporte une quantité significative de nouvelles données et des méthodes pour caractériser les réservoirs carbonatés non-conventionnels. Il démontre l’importance des figures de compaction (stylolites, microstylolites et faisceaux de pression-dissolution) sur la capacité de stockage des fluides dans ce type de réservoir. Il montre aussi que l’évolution diagénétique des sédiments carbonatés hémipélagiques dépend de processus précoces (cimentations précoces, compaction différentielle) et éventuellement de réactivations plus tardives (inversion de contraintes tectoniques). Le couplage des modèles 3D avec les géostatistiques apparaît comme un protocole valide et rapide pour identifier les éléments clef (faciès, fractures et stylolites) qui jouent un rôle dans la distribution des hétérogénéités pétrophysiques des réservoirs non-conventionnels. Cette méthode permet aussi de générer des modèles équiprobable de corps géologiques fracturés et perméables permettant de possible investigations sur la distribution des zones d’écoulement préférentiels Hemipelagic limestones from the South-East of France are characterized by low values of porosity and permeability that allow considering these rocks as potential analogs to unconventional oil and gas reservoirs or fissured aquifers. These reservoirs are of primary importance in today’s economical context where the energy and the water’s demands grow with the increase in the world population. Nevertheless, the industrial exploitation of such reservoirs faces series of environmental risks and technical challenges that require to be managed in order to reduce their footprint on the environment.This work brought a significant amount of new data on unconventional carbonate reservoirs. It highlights how important compaction features (stylolites, microstylolites, solution seams) may be to fluids storage in such reservoirs. It shows that the diagenetic evolution of hemipelagic carbonate sediments depends on both early processes (sorting, early cementation, differential compaction) and eventual late reactivations (under tectonic stress inversion for example). Coupling three-dimensional modeling with geostatistics appear as an accurate and fast protocol to identify key elements (facies, fractures and stylolite) that play a role in the petrophysical heterogeneity of such unconventional reservoirs. This method also allows identifying equiprobable models of fractures geobodies and investigating the distribution of flow preferential pathways

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Pagojus, Audrius. "Skirtingų medžių rūšių įtaka parko medynų dirvožemiui." Master's thesis, Lithuanian Academic Libraries Network (LABT), 2014. http://vddb.library.lt/obj/LT-eLABa-0001:E.02~2014~D_20140616_133159-88702.

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Abstract:

Baigiamajame darbe tiriama, kokią įtaką daro skirtingos medžių rūšys dirvožemio rūgštingumui. Darbo objektas – ASU medynų parkas. Darbo tikslas - Šio tyrimo tikslas yra nustatyti, kaip skirtingos medžių rūšys pakeitė dirvožemio pH reakciją medynuose, kuriuose medžiai auga 50 – 56 metus. Darbo metodai – skirtinguose dirvožemio gyliuose pH reakcijos nustatymas lauko ir laboratorijos sąlygomis, karbonatų putojimo gylio nustatymas lauko sąlygomis. Darbo rezultatai. Medynų dirvožemio pH reakcija priklauso nuo augančių medžių rūšių. pH-metru gauti duomenys parodė, kad apie pusės medynų dirvožemio reakcija buvo labiau šarminė nei pievos dirvožemio. H2O ir CaCl2 tirpaluose nustatytos pH reakcijos gautos rūgštinės, tačiau ne visos. H2O tirpale šarminė reakcija gauta paprastosios pušies, neutrali – plaukuotojo beržo ir mažalapės liepos medynų dirvožemiuose. Didžiausią paklotę ir nuokritų masę suformavo hibridinio maumedžio medynas. Visi kiti medynai suformavo daug mažesnes paklotes. Dirvožemio rūgštingumo didinime nerasta ryšio nei tarp svetimkraščių bei vietinių medžių rūšių, nei tarp lapuočių bei spygliuočių. Subject of the research – This thesis was started in order to investigate what influence on soil acidity has different tree species. Investigation was held in the stand park belonging to Aleksandras Stulginskis University. Aim of the research - Thesis aims to investigate how different tree species has changed soil pH reaction in stands of 50 – 56 years old. Methodology – pH reaction's identification in out doors and lab conditions in different depth levels of soil, depth identification of carbonate foaming in out door conditions. Results. The investigation revealed that soil pH is mostly depending on growing tree species. Using pH meter it was estimated that soil reaction under half of the stands was more alkaline than in grasslands. A reaction in H2O and CaCl2 solutions was found to be acid, however not in all samples. In H2O solution reaction was alkaline for pine (Pinus Sylvestris) while neutral for birch (Betula pubescens) and lime tree (Tilia cordata) stands soils. The thickest litter and biggest mass of litter fall was formed under hybrid larch stands. Other stands formed much lower litter, therefore it could not be stated that litter fall of all tree species has impact on soil acidity. There was found no correlation in increasing soils’ acidity between native and introduced tree species as well as broadleaves and coniferous.

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Dissertations / Theses on the topic 'Carbonated soils'

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