Dissertations / Theses: 'Contaminant transfers'

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Bonnière, Antoine. "L'approche par multi-traçage géochimique, isotopique et organique comme outil d'étude de l'origine et du transfert des contaminants dans les eaux souterraines : Application à la nappe de la Vistrenque." Electronic Thesis or Diss., Nîmes, 2024. http://www.theses.fr/2024NIME0004.

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Abstract:

Les masses d'eaux souterraines soutiennent 65% de l’alimentation en eau potable en France. L'accroissement des pressions anthropiques entraîne des pollutions des eaux et la fermeture de captages. La diversité des pollutions existantes et l'apparition de contaminants émergents requièrent une compréhension globale du fonctionnement des masses d’eau souterraine. La mise en place de plan d'actions par les collectivités et gestionnaires de la ressource nécessite d’identifier les origines des contaminants et de définir les zones vulnérables avec précision. L’objectif de ce travail consiste en la mise en place d’une approche multi-traceurs sur la nappe de la Vistrenque (Gard), afin d’étudier l’origine et le transfert des contaminants. Les analyses portent sur les traceurs naturels d’origine de l’eau (les éléments majeurs, mineurs et traces), les isotopes stables de la molécule d’eau (δ18O/δ2H-H2O), les isotopes stables de l’azote des nitrates δ15N/δ18O-NO3-, l’isotope du bore δ11B, le gadolinium (Gd), ainsi que sur un cortège de molécules organiques incluant pesticides et résidus médicamenteux, servant eux-mêmes de traceurs. L'application de cette approche multi-traceurs a permis l'identification de l'origine des nitrates sur des zones de captages prioritaires présentant une superposition de sources de nitrate d'origines agricoles et urbaines. L’analyse de la signature isotopique en δ15N/δ18O-NO3- des nitrates facilement mobilisables des sols s’est montrée être un outil efficace pour caractériser les pollutions azotées en contexte agricole. En comparant les signatures isotopiques des sols et des eaux souterraines, les parcelles à l'origine de la contamination ont été identifiées. En plus d'une contamination agricole, l'infiltration d'un panache d'effluent de station d'épuration dans la nappe a montré l'importance de l'étude des résidus pharmaceutiques et la vulnérabilité des aquifères face aux contaminants émergents. L'ensemble de ces observations a permis de poser les bases pour transposer cette approche à d'autres secteurs d'étude, en se focalisant sur l'opérationnalité de l'approche par multi-traçage géochimique, isotopique et organique
In France, groundwater supports 65% of the drinking water supply. The increasing pressures of human activities lead to water pollution and the closure of water supply wells. The diversity of existing pollutants and the emergence of new contaminants require a comprehensive understanding of the functioning of groundwater bodies. The implementation of action plans by local authorities and resource managers requires identifying the origins of contaminants and defining vulnerable areas with precision. The objective of this work is to establish a multi-tracer approach on the Vistrenque aquifer (France, Gard), to study the origin and transfer of contaminants. Analyses include natural tracers of water origin (major, minor, and trace elements), stable isotopes of water molecules (δ18O/δ2H-H2O), stable nitrogen isotopes of nitrates δ15N/δ18O-NO3-, boron isotope δ11B, gadolinium (Gd), as well as a range of organic molecules including pesticides and pharmaceutical residues, serving as tracers themselves. Using this multi-tracer approach, it was possible to identify the origin of nitrates in water catchment areas where agricultural and urban nitrate sources overlap. Analysis of the isotopic signature in δ15N/δ18O-NO3- of easily mobilized nitrates in soils has proved to be an effective tool for characterizing nitrogen pollution in an agricultural context. The land parcels responsible for contamination were identified, based on the comparison of the isotopic signatures of soils and groundwater. In addition to agricultural contamination, the infiltration of an urban effluent plume from a wastewater treatment plant into the aquifer highlighted the importance of studying the occurrence of pharmaceutical residues and the vulnerability of aquifers to emerging contaminants. All these observations have laid the groundwork for extending this approach to other study areas, focusing on the operability of the geochemical, isotopic, and organic multi-tracer approach

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Froger, Claire. "Sources et dynamiques spatiales et temporelles des contaminations en éléments traces et hydrocarbures aromatiques polycycliques du continuum atmosphère - sol - rivière d'un bassin versant contrasté." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS394/document.

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Abstract:

Le développement des activités humaines, notamment industrielles, depuis le 19ième siècle a engendré une contamination massive de l’atmosphère à la rivière, en passant par la biosphère et les sols. Si les contaminations ont fortement diminué depuis la fin des années 1960, elles persistent notamment en milieu urbain, où se concentrent un grand nombre d’activités humaines. Afin de pouvoir gérer au mieux la pollution, il est nécessaire de comprendre la dynamique de transfert des contaminants, ainsi que leurs sources, à l’échelle du continuum atmosphère – sol – rivière. Cette étude a donc pour objectif d’évaluer les variations temporelles et spatiales de deux types de contaminants historiques, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et certains éléments traces (ET), à l’échelle du bassin versant de l’Orge (950 km2), présentant une urbanisation croissante d’amont en aval. Plusieurs approches ont été utilisées pour tracer les transferts de particules en rivière (radionucléides ⁷Be, ²¹⁰Pb, ¹³⁷Cs), et déterminer les sources de Pb (isotopes du Pb), et les sources de HAP (rapports de molécules).Les résultats ont mis en évidence un impact important des zones urbaines sur la qualité de la rivière Orge en aval du bassin : contamination importante en métaux (Cu, Zn, Sb, Pb) et en HAP de la phase particulaire, et des niveaux élevés en SO42⁻, Na⁺ et Cl⁻, Cu, Zn et Pb dans la phase dissoute. Le traçage des sédiments par les radionucléides a permis d’observer un apport de particules provenant du ruissellement urbain en aval, et d’identifier les particules de route (ou Road Deposited Sediment) comme source principale. Les signatures isotopiques du Pb ainsi que les signatures en HAP permettent de confirmer que le ruissellement urbain est le principal vecteur de contamination. Les estimations des flux d’ET et HAP annuels et saisonniers entrants (retombées atmosphériques) et sortants (exportés par la rivière) ont mis en évidence une accumulation globale à l’échelle du bassin, qui comporte déjà un stock important de contaminants dans ses sols. Cette étude montre ainsi l’importance d’étudier la Zone Critique dans son ensemble afin d’évaluer la dynamique des contaminations au sein et entre ses différents compartiments, et met en évidence l’efficacité du couplage de plusieurs approches afin de comprendre le système entier. Ces résultats pourraient à terme permettre l’établissement d’un modèle de transfert de contaminations au sein d’un bassin urbain
The development of human societies since the 19th century has led to deleterious impacts on the Critical Zone (from atmosphere to river, including biosphere and soils). Despite the decrease of pollutions since the late 1960’s, contaminations remain especially in urban environment, concentrating human activities. To better manage this pollution, it is necessary to understand the dynamics and pathways of contaminants through the atmosphere – soil – river continuum. The goal of this study in thus to evaluate the temporal and spatial variations of two contaminants (polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and trace elements (TE)) in the Orge River catchment (900 km2, France) being under increasing urban pressure from up to downstream. Several fingerprinting approaches were used to trace sediment dynamics in the river (radionuclides: ⁷Be, ²¹⁰Pb, ¹³⁷Cs), to identify lead sources (lead isotopes) and PAH sources (PAH molecular ratios). The results demonstrated the strong influence of downstream urban areas on the river quality, with an increasing contamination for Cu, Zn, Sb, Pb and PAH in the particulate phase, and for SO42⁻, Na⁺ et Cl⁻, Cu, Zn and Pb in the dissolved phase. The sediment fingerprinting using radionuclides revealed a significant input of particles originating from urban areas and transferred through urban runoff, and identified road deposited sediments as the major source of contaminated particles downstream. Source tracking of Pb and PAH confirmed urban runoff as the main pathway of river contamination. In addition, annual and seasonal PAH and TE fluxes were estimated respectively for the atmospheric inputs, and riverine exports and revealed a global accumulation of contaminant over the catchment, already containing a significant stock of pollutants in its soils. Finally, this study highlights the need to integrate the Critical Zone and the potential of coupling multiples tracking approaches to properly evaluate the contaminant dynamics. These results may be used to establish a model of contaminants transfer in urban catchments

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Weber, Sofie Aimee. "Contaminant transport and mass transfer to runoff including infiltration." Thesis, The University of Arizona, 1997. http://etd.library.arizona.edu/etd/GetFileServlet?file=file:///data1/pdf/etd/azu_etd_hy0151_sip1_w.pdf&type=application/pdf.

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Martin, Sébastien. "Mécanismes de sorption et d'oxydoréduction à l'interface oxyde/solution : couplage chimie / transport." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S157.

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Abstract:

Au vu de l'omniprésence des oxydes de fer dans le milieu naturel, et en particulier la goethite et l'hématite qui sont les formes les plus stables, mais aussi de la prolifération des contaminants émergents dans l'environnement, comme les fluoroquinolones, notre objectif a été d'étudier leur réactivité et de définir les mécanismes de sorption et d'oxydoréduction à l'interface oxyde/solution dans des conditions statiques (batch) et hydrodynamiques contrôlées (colonne) en couplant une étude macroscopique (techniques chromatographiques, LC/MS, LC/UV) avec une approche microscopique (spectroscopie vibrationnelle et XPS) et de modélisation mécanistique (TPM et CD-MUSIC). Ces travaux mettent en évidence les principaux mécanismes responsables de la transformation des molécules organiques à la surface d'un oxyde de fer, et donc fournissent des informations nécessaires à la compréhension du devenir des contaminants émergents dans l'environnement
Given the ubiquity of iron oxides in environmental settings, particularly goethite and hematite, the most stable forms, but also the proliferation of emerging contaminants, such as fluoroquinolones, in the environment, our goal was to study their reactivity and describe mechanisms of sorption and redox at oxide /solution interfaces in static batch) and hydrodynamic conditions (column) by coupling a macroscopic study (LC/MS, LC/UV) with a microscopic/molecular approach (vibrational spectroscopy and XPS) and mechanistic modeling (TPM and CD-MUSIC).. These works highlight the main mechanisms responsible of the transformation of organic molecules on iron oxide surfaces and thus provide valuable information necessary for the understanding of the fate of emerging contaminants in the environment

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Rosca, Iosif-Daniel. "Applications du transfert de matière et chaleur : transfert de contaminant entre emballage cylindrique et aliment solide." Saint-Etienne, 1998. http://www.theses.fr/1998STET4027.

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Abstract:

En réponse à un grand nombre de travaux réalisés sur la migration de contaminants des emballages polymères dans l'aliment, ce travail est une approche théorique sur le procédé de diffusion dans l'aliment solide contenu dans de bouteilles cylindriques. Des modèles mathématiques et numériques, prenant en compte les différents paramètres sont développés dans le premier chapitre, pour représenter la diffusion du contaminant situé dans une bouteille faite d'une seule couche de polymère, lorsque l'aliment est solide. Les paramètres nécessaires au transfert sont définis. Le recyclage des emballages polymères dans des nouveaux emballages pose de problèmes aigus. Dans le second chapitre, des bouteilles formées de bi- et tri- couches dans lesquelles une couche de polymère vierge isole la couche recyclée de l'aliment, sont étudiés. Ainsi l'effet de la couche vierge protectrice ou barrière fonctionnelle, sur le transfert de contaminant est bien précisée, en considérant notamment son épaisseur. Les bouteilles sont préparées par extrusion-soufflage à haute température. Ainsi durant une courte période le polymère est fondu, impliquant nécessairement une diffusion très rapide du contaminant. Dans le troisième chapitre, les procédés complexes du transfert thermique lors de l'étape de refroidissement dans l'air et le transfert de contaminant qui en résultent, sont étudiés d'une façon théorique. Les simulations numériques ont permis de définir l'importance de nombreux paramètres intéressant lors du transfert thermique et de matière. Il parait possible déjà d'optimiser ces paramètres pour réduire ce transfert. L'effet de ces transferts durant l'extrusion-soufflage sur le temps de protection de l'aliment est aussi établi. Enfin, pour des raisons pratiques, des relations simples ont été établies, qui permettent d'estimer le temps nécessaire pour atteindre une contamination de l'aliment donnée avec des systèmes bouteilles-aliment solide, en fonction des paramètres définis dans l'étude

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Sime, Kristian John. "Characterisation and surface analysis of polymer interfaces used in dye diffusion thermal transfer printing." Thesis, Loughborough University, 1998. https://dspace.lboro.ac.uk/2134/10559.

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Abstract:

The research involved determining the processes that occur during dye diffusion thermal transfer printing. Dye diffusion printing is a novel method of printing photo quality graphics from a personal computer. The process involves two polymer films coming into contact, one containing a dye, and the diffusion of the dye from this donor sheet onto the receiving sheet using heating elements to drive the diffusion process. In this high temperature, high pressure, and short time scale regime undesirable adhesion between the two polymer sheets is observed. It is this adhesion and its mechanisms that were investigated. Several types of homopolymers were used in.an attempt to obtain information on the processes involved in the adhesion of the two films during the printing stage. Initially dyes were absent from the polymer films to examine the polymer adhesion alone. It was hoped that the principal factors involved in the unusual joint forming conditions could be explained. The unusual conditions are high heat (250°C) and short time span (10-15 milliseconds). Polystyrene, poly (methyl methacrylate) and poly (vinyl acetate) were chosen to determine the effect of Glass Transition Temperature (T g), surface energies and molecular weight on the polymer adhesion. Initial results showed that the adhesion was a complex system. but it became clear that the t g of the polymers and the presence of small molecules and contaminants· were very important. Work with commercial polymers was undertaken to transfer the knowledge gained from the homopolymers to the more complicated commercial systems using poly (vinyl. chloride) and poly (vinyl butyral). To expand the understanding of the results small molecules and dyes were added to these commercial polymers to examine their effects. The surface of the samples were analysed using X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). This was used to determine if there was any migration of the small molecules to the surface of the polymer films. It was also useful in indicating the location of the dyes and how much penetration into the polymers is achieved by them. Atomic Force Microscopy (AFM) was implemented to analyse the surface morphology and gave an insight into the mechanism of the small molecule migration. The conclusions drawn were that the presence of small molecules had significant affect on the adhesion of the polymers. Compatible small molecules would act as plasticisers and lower the T g of the polymers giving rise to higher adhesion. Small molecules that were incompatible were found to migrate to the surface in large quantities and would act as weak boundary layers, significantly reducing the adhesion. Work in this area has shown that an autolayering mechanism is occurring that may be useful in producing a release mechanism for the commercial products.

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Gatel, Laura. "Construction et évaluation d'un modèle de transport de contaminants réactif couplé surface-subsurface à l'échelle du versant." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU001/document.

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Abstract:

L'utilisation de pesticides sur les surfaces agricoles conduit à une contamination généralisée des eaux de surface et de subsurface en France. Dans l'attente d'une évolution profonde des pratiques agricoles et d'une baisse durable de l'utilisation des pesticides, il est intéressant de chercher à limiter des transferts des zones agricoles aux zones aquatiques. Pour mieux agir sur les voies de transfert, il est nécessaire d'approfondir les connaissances des processus en jeu et de leurs interactions éventuelles et de tirer au mieux partie des observations du terrain.L'objectif de cette thèse est l'intégration de processus de transferts réactif dans le modèle hydrologique à base physique CATHY (CATchment HYdrology), capable de simuler en 3 dimensions les écoulements de l'eau de façon couplée surface-subsurface et le transport advectif dans des situations variablement saturées. En subsurface, les processus d'adsorption linéaire et de dégradation du premier ordre sont implémentés. Un module de mélange des solutés entre la lame ruisselante et la première couche de sol est ajouté, qui permet de simuler la remobilisation des solutés de la subsurface dans le ruissellement. Le couplage surface-subsurface des écoulement est très efficace dans ce modèle, et le couplage du transport de soluté adoptant la même stratégie a été amélioré pour mieux respecter la conservation de la masse.Le modèle est en premier lieu testé sur des données issues d'expérimentations de transfert de subsurface sur une maquette de laboratoire à petite échelle (2 m de long, o.5 m de large, 1 m de profondeur). Les résultats sont confrontés aux chroniques de flux massiques observées et une analyse de sensibilité de type Morris est menée. Le modèle est capable de reproduire de façon satisfaisante les observations, et très satisfaisante après une légère calibration. Les conductivités à saturation horizontale et verticale, la porosité et le paramètre $n$ de la courbe de rétention influencent de façon non négligeable les résultats hydrodynamiques et de transfert de soluté. Dans un second temps, le modèle est évalué sur les données issus d'un versant viticole réel (0.6 ha) dans un contexte orageux avec de fortes interactions surface-subsurface. Une analyse de sensibilité globale est menée, et met en valeur les mêmes paramètres que la méthode de Morris. Les interactions entre les paramètres influencent fortement la variabilité des sorties hydrodynamiques et de transfert. La conservation de la masse est très correctement assurée malgré la complexité de la simulation.Le modèle auquel on aboutit correspond bien aux objectifs de départ, sa validation est solide, même si elle n'est rigoureusement valable que dans les contextes précis où elle a été réalisée. On a montré que le modèle était robuste et capable de reproduire des données observées. D'autres processus manquent encore pour représenter toutes les voies de transfert à l'échelle du versant, notamment la représentation du transfert préférentiel en subsurface et du transport sédimentaire en surface
Pesticide use on agricultural surfaces leads to a broad surface and subsurface water contamination in France. Awaiting a deep agricultural practices evolution and a sustained fall of the pesticide use, it is of interest to limit transfers form agricultural fields to rivers. In order to constrain those transfers, a deepen knowledge of processes at stake and their potential interactions is necessary, as well as taking full advantages of fields observations.The aim of this PhD is the reactive transfer processes integration in the Hydrological physically-based model CATHY (CATchment HYdrology) which simulates surface-subsurface coupled water flow and advectiv solute transport in three dimensions and in variably saturated situations. Linear adsorption and first order decay are implemented in subsurface. A mixing modules is added, and evens the concentration between surface runoff and subsurface first layer. This module simulates the solute mobilisation from soil to surface runoff. The water flow surface-subsurface coupling procedure is very accurate in CATHY, and the transport coupling procedure is improve in order to respect the mass conservation.The model is first evaluated on subsurface transfer laboratory experimentation data at a small scale (2 m long, o.5 m wide, 1 m deep). Results are compared to mass flux evolution in time and a Morris sensitivity analysis is conducted. The model is able to acceptably reproduce observation, and properly after a slight calibration. Horizontal and vertical saturated conductivities, porosity and the $n$ parameter of retention curve significantly influence hydrodynamics and solute transport. As a second step, the model is evaluated on data from a field wine hillslope on an intense rain event, therefore in a context with a lot of surface-subsurface interactions. A global sensitivity analysis is conducted and highlights same parameters as the Morris method. Interactions between parameters highly influence the variability of hydrodynamic and solute transfer outputs. Mass conservation is accurate despite the complexity of the context.The resulting model meets the objectives, its evaluation is strong even if its theoretically only valid in the precise context in which the evaluations where conducted. The model is robust and able to reproduce observed data. Some complementary processes are still missing in the model to properly represent transfer ways at the hillslope scale, such as subsurface preferential transfers and surface sedimentary transport

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Marchand, Estelle. "Analyse de sensibilité déterministe pour la simulation numérique du transfert de contaminants." Phd thesis, Université Paris Dauphine - Paris IX, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00271632.

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Abstract:

Les questions de sûreté et d'incertitudes sont au centre des études de faisabilité pour un site de stockage souterrain de déchets nucléaires, en particulier l'évaluation des incertitudes sur les indicateurs de sûreté qui sont dues aux incertitudes sur les propriétés du sous-sol et des contaminants. L'approche globale par les méthodes probabilistes de type Monte Carlo fournit de bons résultats, mais elle demande un grand nombre de simulations. La méthode déterministe étudiée ici est complémentaire. Reposant sur la décomposition en valeurs singulières de la dérivée du modèle, elle ne donne qu'une information locale, mais elle est beaucoup moins coûteuse en temps de calcul. Le modèle d'écoulement suit la loi de Darcy et le transport des radionucléides autour du site de stockage est modélisé par une équation de diffusion-convection linéaire. Différentiation à la main et différentiation automatique sont comparées sur ces modèles en mode direct et en mode adjoint. Une étude comparée des deux approches probabiliste et déterministe pour l'analyse de la sensibilité des flux de contaminants aux exutoires par rapport aux variations des paramètres d'entrée est menée sur des données réalistes fournies par l'ANDRA. Des outils génériques d'analyse de sensibilité et de couplage de code sont développés en langage Caml. Ils permettent à l'utilisateur de ces plates-formes génériques de ne fournir que la partie spécifique de l'application dans le langage de son choix. Une étude sur les écoulements diphasiques eau/air partiellement saturés en hydrogéologie porte sur les limitations des approximations de Richards et de la formulation en pression globale issue du domaine pétrolier.

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Chen, Hua. "Investigation of Contaminant Transport in Tidally-Influenced Aquifers: Experiment and Analysis." ScholarWorks @ UVM, 2010. http://scholarworks.uvm.edu/graddis/43.

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Abstract:

Tidally-induced head fluctuation is a natural phenomenon in coastal regions. The discharge of groundwater through sediments will occur anywhere that the aquifer is hydraulically connected to a surface water body and the time averaged tidally-influenced water level in the aquifer is higher than sea level, and almost all coastal regions are subject to such flow. With the development of coastal areas, the discharge of groundwater contaminants into tidally affected coastal water bodies has become a significant problem. Biota that live in the benthic region are known to be sensitive to the concentration of discharging anthropogenic chemical compounds. Thus the contaminant concentration entering the benthos is of very significant practical importance and its study is the focus of this dissertation. An investigation of the effect of tides on the concentration of groundwater contaminants discharging to a surface water body is studied using a one-dimensional homogeneous sand column. Results of the experiment are confirmed using a three-dimensional heterogeneous groundwater tank model. A constant water level is imposed upgradient, and the downgradient water level is controlled by a wave generator that controls the hydraulic head to mimic a 12 hour tidal fluctuation. The experimental results demonstrate that the tidal fluctuations in the downgradient reservoir result in a decrease in average contaminant concentration at the point of groundwater discharge to the surface-water body. The further upstream the well is located, the smaller the amplitude of the concentration oscillation. In addition, upstream migration of concentration oscillations is observed in spite of a net downgradient flow. Fourier analysis suggests that the dominant frequency of the peaks of pressure and chemical data at different locations along the length of the column is identically two cycles per day and that the amplitudes of the concentration oscillations increase with time at measurement locations at the upstream responding probes. As the classical groundwater flow and transport model cannot reproduce the phenomena we observed, an innovative multi-mobility model, is proposed with one highly mobile liquid phase, one less mobile liquid phase and a solid phase. Averaging theory is applied to develop the mass conservation equation from the microscale to the macroscale and facilitate the reduction of dimensionality to obtain one-dimensional governing equations with closure relations. A new finite volume method is utilized to solve the resulting equations. The simulation confirms the existence of the enhanced tidally-induced mixing process.

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Oursel, Benjamin. "Transferts et dynamique des contaminants métalliques en zone côtière. : Impact d’une grande agglomération méditerranéenne." Thesis, Toulon, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUL0019/document.

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Abstract:

L’étude réalisée lors de ce travail de thèse porte sur l’évaluation de l'impact de l’agglomération Marseillaise sur le milieu côtier à travers la quantification des éléments traces métalliques (ETM) et du carbone organique. Sur le littoral méditerranéen français, Marseille représente la plus grande agglomération (~ 1.7M Ha) et possède la station d’épuration (STEP) enterrée la plus grande d’Europe (capacité de 1.62M équivalent-habitants), avec une façade directement ouverte sur la Méditerranée. L’impact de cette zone urbaine et industrialisée (flux brut) sur la zone côtière reste mal compris, de par la multiplicité des sources (apports directs(rivières/effluents) vs. apports diffus (friches industrielles côtières, aérosols, ...)) en partie contrôlée par le climat. Il en est de même des mécanismes de transfert des contaminants conditionnant leur devenir dans le milieu marin (flux nets vers le large). Dans ce contexte, différentes campagnes de prélèvements d’eau et de sédiments ont été mises en oeuvre sous des conditions climatiques contrastées (temps sec vs. pluie) dans les rivières ainsi qu'en mer, le long d’un transect allant de la côte à plus de 2 km au large des rejets. Les objectifs de cette étude visaient à déterminer les sources de contaminants au milieu côtier et à comprendre leurs mécanismes de transfert et leur devenir en mer. Par temps sec, les résultats obtenus ont montré que la dynamique du système est principalement contrôlée par les rejets de la STEP qui, par exemple, est responsable à plus de 75% des apports en Ag, Cu ou Pb au milieu côtier. Une fois en mer, les différents ETM analysés présentent un profil non conservatif, dû à un fractionnement dissous/particulaire hors équilibre dans les émissaires associé à un relargage rapide au début du gradient de salinité. Ces résultats ont été confirmés par une expérience de remobilisation réalisée au laboratoire permettant de mieux comprendre la cinétique de désorption des ETM. Dans ces conditions, il a été démontré qu'il était indispensable de filtrersur le terrain les échantillons pour ne pas sous-estimer la fraction dissoute des ETM. Par temps de pluie, le suivi des apports au cours d'une crue a montré la très grande réactivité du système, typique de rivières côtières. La majorité des ETM, transportés principalement sous forme particulaire, subissent une fois en mer des processus de désorption avec des cinétiques plus lentes et à des salinités plus importantes que par temps sec. Ces différences sont probablement liées à la nature des particules, urbaines et très organiques par temps sec, plutôt terrigène et inorganiques par temps de pluie. Enfin, une expérience de vitesse de chute des particules transitant dans le système par temps sec et de pluie a été développée au laboratoire. Elle a permis de caractériser les particules étudiées par des paramètres physico-chimiques intégrables au modèle hydro-sédimentaire de l'IFREMER, permettant de mieux évaluer le devenir des particules en zone côtière
The aim of this PhD was to evaluate the impact from Marseille agglomeration on thecoastal area, using trace metals and organic carbon quantification. On the French Mediterraneancoast, Marseille is the largest agglomeration (~1.7M inhabitants), located directly on coast andhave the biggest European underground wastewater treatment plan (WWTP, 1.62M eq). Theimpact of this urbanized and industrialized area on the coastal zone (bulk fluxes) remainsmisunderstood, because of the multiplicity of contaminant sources (direct inputs(rivers/effluents) vs. diffusive ones (coastal industrial wasteland, aerosols, …)) partlycontrolled by climatic conditions. Similarly, the transfer mechanisms of contaminants thatcontrol their fate to the open sea (net fluxes) have to be studied. In such context, numerouswater and sediment sampling campaigns were performed during contrasted climatic conditions(baseflow vs. flood) in the tributaries and along a 2km coastal-offshore transect in front of theoutputs. The main objectives of this study were to determine contaminants sources, transfermechanisms and fate in the coastal zone. During baseflow conditions, results have shown thatthe system dynamic is mainly controlled by the WWTP inputs, that are for instance the maincontributor (>75%) of Ag, Cu or Pb inputs to the coastal area. When discharged to the sea, thestudied trace metals presented non-conservative behaviours, consecutive to adissolved/particulate fractionation out of equilibrium in the outlets associated to fastremobilization at the beginning of the salinity gradient. These results were confirmed by labremobilization experiments allowing to better understand the desorption kinetics of tracemetals. Under such conditions, it was demonstrated that on-field filtration is a prerequisite toavoid under-estimation of the dissolved fraction of trace metals. The monitoring of a flood eventduring a rainy period has shown the high reactivity of the studied system, a peculiarity ofMediterraneean coastal rivers. Most of the studied trace metals, mainly brought in theparticulate fraction, suffer desorption processes when discharged to the sea, a processcharacterized by kinetics slower and effective at higher salinity in comparison to baseflowinputs. These differences are most probably linked to the nature of particles being urban andorganic during baseflow, mostly terrigeneous and inorganic during flood. Finally, a settling rateexperiment was designed in the lab in order to evaluate the physical and chemical characteristicsof representative particles. The obtained parameters were integrated in the 3D hydrodynamicand sediment transport model of IFREMER allowing to better evaluate the fate of pollutedparticles in the coastal area

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Meyer, Xuân-Mi. "Destruction thermique de contaminants levuriens dans des produits alimentaires : aspects thermiques et microbiologiques." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT066G.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est d'établir de nouveaux barèmes de pasteurisation d'un produit industriel alimentaire complexe permettant d'améliorer ses qualités organoleptiques tout en assurant sa stabilité microbienne. Les aspects thermiques et microbiologiques sont abordés. Le bilan d'énergie sur le milieu étudié est établi en tenant compte des phénomènes de conduction dans les particules solides et de convection à l'interface fluide-particule. Le système d'équations couplées ainsi obtenu est résolu numériquement par différence finie. La simulation dynamique de la pasteurisation permet d'estimer la sensibilité des écarts de température entre les différentes phases du milieu aux variations des paramètres du système. L'étude microbiologique permet de spécifier les cinétiques d'inactivation des levures dans le produit, de caractériser la variabilité des thermorésistances en fonction de différents parmètres et de déterminer la viabilité des levures après le traitement thermique. Les résultats obtenus par un protocole opératoire adapté au produit, mettent en évidence des cinétiques non conventionnelles. Un modèle est proposé pour représenter les différents profils obtenus. L'évolution des constantes de vitesse avec la température suit une loi d'Arrhénius.

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Hamdouni, Aziz. "Etude de l'influence d'un manipulateur de couche limite sur les transferts turbulents de contaminant passif." Poitiers, 1993. http://www.theses.fr/1993POIT2257.

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Abstract:

Nous nous sommes interesses a la prevision numerique de l'influence de la manipulation externe de turbulence en couche limite sur les transferts de scalaire passif. Les champs dynamiques sont calcules par resolution des equations de reynolds et de trois equations de transport pour les quantites turbulentes fermees grace a un modele de type launder-reece-rodi. Pour la prevision des champs scalaires nous utilisons divers modeles: modele du premier ordre et modeles au second ordre. Ces derniers font appel a differentes modelisations du terme de correlation pression-gradient scalaire. Deux configurations sont etudiees: manipulation en couche limite sur paroi athermane, par lame mince chauffee et manipulation par lame mince athermane dans une couche limite dont la paroi est chauffee. Nous comparons les resultats des calculs avec divers resultats experimentaux disponibles. Nous presentons aussi des complements d'experiences destines a valider les calculs. Les comparaisons permettent de faire une analyse critique des differents modeles. Nous proposons alors de retenir deux modeles les plus performants pour effectuer des calculs d'optimisation. Des fortes reductions du coefficient d'echange thermique sont obtenues et une position optimale du manipulateur dans la couche limite est determinee. Cette position est tres comparable a celles obtenues precedemment pour optimiser la reduction du coefficient de frottement

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Ma, Xuewen. "Bioprocessing of algae and transfer of hydrophobic contaminants by zebra mussels (Dreissena polymorpha)." Connect to resource, 1996. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1232734419.

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Mobile, Michael Anthony. "Quantification of Parameters in Models for Contaminant Dissolution and Desorption in Groundwater." Diss., Virginia Tech, 2012. http://hdl.handle.net/10919/37812.

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Abstract:

One of the most significant challenges faced when modeling mass transfer from contaminant source zones is uncertainty regarding parameter estimates. These rate parameters are of particular importance because they control the connectivity between a simulated contaminant source zone and the aqueous phase. Where direct observation has fallen short, this study attempts to interpret field data using an inverse modeling technique for the purpose of constraining mass transfer processes which are poorly understood at the field scale. Inverse modeling was applied to evaluate parameters in rate-limited models for mass transfer. Two processes were analyzed: (i) desorption of hydrophobic contaminants and (ii) multicomponent Non-Aqueous Phase Liquid (NAPL) dissolution. Desorption was investigated using data obtained from elution experiments conducted with weathered sediment contaminated with 2,4,6 trinitrotoluene (TNT) (Sellm and Iskandar, 1994). Transport modeling was performed with four alternative source models, but predictive error was minimized by two first-order models which represented sorption/desorption using a Freundlich isotherm. The results suggest that first-order/Freundlich models can reproduce dynamic desorption attributed to high-and-low relative energy sorption sites. However, additional experimentation with the inversion method suggests that mass constraints are required in order to appropriately determine mass transfer coefficients and sorption parameters. The final portion of this research focused on rate-limited mass transfer from multicomponent NAPLs to the aqueous phase. Previous work has been limited to bench and intermediate scale findings which have been shown to inadequately translate to field conditions. Two studies were conducted in which numerical modeling was used to reproduce dissolution from multicomponent NAPL sources. In the first study, a model was generated to reproduce dissolution of chloroform (TCM), trichloroethylene (TCE) and tetrachloroethylene (PCE) observed during an emplaced-source field experiment conducted within a flow cell (Broholm et al., 1999). In the second study, a methodology was developed for analyzing benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX) data during a field-scale mass transfer test conducted within a vertically-smeared source zone (Kavanaugh, 2010). The findings suggest that the inversion technique, when provided appropriate characterization of site and source parameters and when given appropriate dataset resolution, represents a viable method for parameter determination. Furthermore, the findings of this research suggest that inversion-based modeling provides an innovative predictive method for determining mass transfer parameters for multicomponent mixtures at the field scale.
Ph. D.

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Hachgenei, Nico. "Transfert d'eau et de résidus pharmaceutiques vétérinaires dans un bassin versant agricole de méso-échelle soumis aux crues éclairs." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2022. http://www.theses.fr/2022GRALU007.

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Abstract:

Ce travail se concentre sur le transfert environnemental des résidus de médicaments vétérinaires qui pénètrent dans l'environnement via les excréments des animaux traités. Il est étudié dans les conditions d'un bassin versant à méso-échelle sous climat méditerranéen avec une agriculture extensive.Dans un premier temps, lors d’entretiens avec des éleveurs 14 composés pharmaceutiquement actifs (PhAC) ont été identifiés comme étant systématiquement utilisés dans le bassin versant, dont 10 antiparasitaires. Les antibiotiques n'étaient utilisés de manière significative que pour les chèvres. Nous avons choisi l'Ivermectine (IVM) comme molécule représentative de ces médicaments antiparasitaires et nous avons fait des expériences de transfert sur ce composé.Pour ces expériences, nous avons mis au point un dispositif permettant de prélever des monolithes de sol intacts et de les soumettre à des pluies simulées. Des bouses de vaches non traitées ont été dopées à une concentration réaliste telle que rapportée dans la littérature et placées sur le sol. Des événements pluvieux intenses consécutifs ont été simulés et le ruissellement de surface (OF) ainsi que le flux de drainage ont été mesurés et échantillonnés à haute fréquence. Des valeurs de concentration allant jusqu'à 3855 ng L-1 ont été observées dans l'OF. La concentration dans le flux de drainage était significativement réduite dans les sols provenant de la de la partie sédimentaire du site d'étude 150 ng L-1. Sur les sols du plateau basaltique du Coiron, l'hydrophobicité du sol a conduit à un fort écoulement préférentiel et la concentration d'IVM n'a pas été substantiellement réduite au passage à travers le sol. D'un autre côté, une humidité initiale du sol plus élevée a conduit à une rétention accrue de l'IVM à la fois par le drainage et par l'OF. En général, plus d'OF et une plus grande exportation d'IVM ont été observées sur les sols du plateau du Coiron. A cette échelle, l'hydrophobicité du sol semble jouer un rôle important dans la génération de l'OF.Enfin, afin de relier ces résultats à l'échelle du bassin versant et à la problématique globale de transfert des résidus pharmaceutiques vers les masses d'eau de surface, un modèle hydrologique conceptuel semi-distribué a été développé à l'échelle du bassin versant de la Claduègne afin d'estimer les distributions de temps de transit (TTD) sur un pas de temps horaire à l'aide de fonctions SAS et de suivi d'âge. Le modèle a été calibré par rapport au débit observé, à la concentration en silice et au rapport isotopique en deutérium de la molécule d'eau à l'exutoire. Le modèle prédit des fractions allant jusqu'à 60 % du débit à l'exutoire d'un âge inférieur à un jour pendant les événements de crue majeurs. Sur l'ensemble de la période d'observation, cette fraction représente 8.4 % de l'écoulement total. En moyenne, 25 % du volume d'eau sortant du bassin versant a un âge inférieur à 30 jours.L'analyse de quelques échantillons d'eau de ruisseau de la Claduègne pour trois produits pharmaceutiques vétérinaires a révélé que le Fenbendazole (FBZ) et le Mebendazole (MBZ) étaient présents à des concentrations détectables uniquement en période de crue, ce qui indique une forte importance de l'écoulement préférentiel pour leur transfert dans les ruisseaux. Des concentrations de l'antiparasite porcin FBZ allant jusqu'à 28.5 ng L-1 ont été observées lors d'un petit événement de crue en été, ce qui correspond à 355 fois la concentration prédite sans effet (PNEC) pour les poissons
This work focuses on environmental transfer of residues of veterinary drugs entering the environment via dung from treated animals. It is studied under the conditions of a meso-scale catchment under Mediterranean climate with extensive agriculture.In a first step, interviews with livestock breeders were conducted to identify the treatment practices. 14 pharmaceutically active compounds (PhAC) were identified to be systematically used in the catchment, 10 of which antiparasitic drugs. Antibiotics were of significant use only for goats. We chose Ivermectin (IVM) as a representative molecule for those antiparasitic drugs and did further transfer experiments on this compound.For these experiments, we developed a device to sample intact soil monoliths and subject them to simulated rainfall. Dung from untreated cows was spiked to a realistic concentration (3 mg kg−1) as reported in literature and placed on the soil. Consecutive intense rain events were simulated and surface runoff and drainage flow were measured and sampled at high frequency. Concentration values of up to 3855 ng L−1 were observed in overland flow (OF). The concentration in drainage flow was significantly reduced in soils from the sedimentary foothills part of the study site (< 150 ng L−1). On soils from the Coiron basaltic plateau, water repellency led to strong preferential flow and the concentration of IVM was not substantially reduced by leaching through the soil. Higher initial soil moisture led to increased retention of IVM through both drainage and OF. Overall, up to 1 % of the initial mass of IVM was exported during two consecutive rain events. In addition, we could show that drying of cow dung effectively reduces the mobilization of IVM. In general, more OF and a higher export of IVM were observed on soils from the Coiron plateau. On this scale, soil water repellency (SWR) seems to play a substantial role in the generation of OF.Finally, in order to link those results to the catchment scale and the overall problematic of transfer of pharmaceutical residues to surface water bodies, a semi-distributed conceptual hydrological model was developed on the scale of the Claduègne catchment using SAS functions and age tracking in order to estimate transit time distributions (TTD) on an hourly time step. The model was calibrated against observed discharge, silica concentration and deuterium isotope ratio of the water molecule at the outlet. The model predicts fractions of up to 60 % of discharge at the outlet of an age below one day during major flood events. Over the whole observation period, this fraction represents 8.4 % of the total runoff. In average, 25 % of the discharge are less than 30 d old.The analysis of a few stream water samples from the Claduègne catchment for three veterinary pharmaceuticals revealed that Fenbendazole (FBZ) and Mebendazole (MBZ) were only present at detectable concentrations throughout flood events, indicating a strong importance of preferential flow for their transfer into the streams. Concentrations of the pork antiparasitic FBZ of up to 28.4 ng L-1 were observed during a small flood event in summer, which is 355 time the predicted no effect concentration (PNEC) for fish.This thesis shows that high amounts of IVM can be mobilized from cow dung and transferred through and over soil at the plot-scale, despite the fact that IVM is generally considered immobile due to its hydrophobicity and therefore strong adsorption to the soil's organic matter. The highest mobilization of IVM was observed under the condition of intense precipitation on dry soil due to water repellency causing strong preferential flow (including OF). Preliminary results on the catchment scale suggest that this mechanism may as well be effective on this scale, despite the smaller amplitude of the hydrological response. An age tracking model reveals a high fraction of event water in the discharge at the Claduègne outlet during major flood events

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Hu, Qinhong. "Effect of solute size and mass transfer on transport of contaminants in porous media." Diss., The University of Arizona, 1995. http://hdl.handle.net/10150/187149.

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Abstract:

Miscible displacement experiments were performed with solutes of different size and structure to examine their mass transfer, sorption, and transport in homogeneous and heterogeneous porous media. In homogeneous porous media, the contribution of axial diffusion becomes significant at pore-water velocities less than 0.1 cm/h, and the use of a tracer-derived dispersivity for solutes of different sizes would not be valid in this case. Comparison showed that dispersivities measured with a non-sorbing single-solute solution should be applicable to multi-component systems. Breakthrough curves exhibited both early breakthrough and tailing for solute transport in aggregated, stratified, and macroporous media. The extent of non-ideality was consistent with the impact of solute size on the relative degree of "non-equilibrium" experienced by solutes whose transport is constrained by diffusive mass transfer. Flow-interruption experiments with dual tracers of different size, performed for various interruption times, provided additional evidence regarding the effect of solute size on diffusive mass transfer. The relationship between sorbate structure and rate-limited sorption was examined using the QSAR (quantitative structure-activity relationship) approach for sorption of low-polarity compounds by two soils. The first-order valence molecular connectivity (¹xᵛ), accounting for the size and structure of the solutes, was found to be the best topological descriptor. This supports the contention that rate-limited sorption in these systems is analogous to the polymer diffusion model. Based on this model, the calculated diffusion-length ratios for two soils compare favorably to the values determined from the measured rate data. The synergistic effects of rate-limited sorption and mass transfer in heterogeneous porous media were examined. Independent predictions produced with the multiprocess non-equilibrium model (MPNE) provided very good descriptions of the experimental data for transport of several organic solutes with different solute structures in a saturated aggregated medium. The success of describing the mass transfer, rate-limited sorption, and transport of contaminants has important implications for understanding contaminant transport in the subsurface and for remediation practices of contaminated sites.

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Lay, Patrick Winfield. "Demersal predator exposure to toxic organic contaminants: Direct effects of macrofauna in trophic transfer." W&M ScholarWorks, 1996. https://scholarworks.wm.edu/etd/1539616733.

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Abstract:

The bioaccumulation and metabolism of organic contaminants (PAH, PCB) by three estuarine polychaetes, Nereis succinea (Frey and Leuckart 1847), Paraprionospio pinnata (Ehlers 1901) and Polydora ligni (Webster 1879), and by the fish predator, spot (Leiostomus xanthurus Lacepede 1802), were examined in laboratory experiments. Variations in trophic transfer of these contaminants resulting from differences in prey and contaminant type were also investigated. Toxicokinetic modeling reveals that metabolism of organic contaminants by invertebrate species result in variations in uptake, metabolism and elimination rate constants. Incorporation of prey metabolism potential in kinetic models increases the latter's predictability of biota-sediment accumulation factors (BSAFs), or the net result of uptake and elimination processes. With organisms that have moderate to high metabolic capabilities and slow metabolite elimination, high rates of metabolite formation will significantly underestimate the uptake clearance rate constant and BSAFs, and the models will have low predictive capabilities. Assimilation efficiency of organic contaminants by spot varies with prey type, metabolism and size; contaminant type; and is independent of prey concentration at low contaminant concentrations. Furthermore, toxicokinetic modeling indicate that there are significant differences in uptake and metabolism formation rate constants by spot due to variations in the metabolite content of its food, and significant differences in elimination rates between spot tissues and contaminant types. In addition, aqueous soluble metabolites from prey were less available to predators, and dietary accumulation factors are reduced with contaminant metabolism. The metabolic responses by organisms to toxic organic contaminants must be considered in toxicokinetic modeling, and knowledge of benthic invertebrate prey species metabolism can be used to increase the predictability of BSAF. The metabolism potential of both the prey and contaminant is therefore important in the long term, integrated process of trophic transfer. Differences in prey contaminant forms and concentrations will strongly influence the trophic transfer of organic contaminants. Predator diet will strongly influence its contaminant exposure and possible effects through preconsumptive metabolism of organic contaminants by prey. These results have important implications for modeling organic contaminant trophic transfer and fate in estuarine and coastal systems.

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Ho, Son Hong. "Numerical simulation of thermal comfort and contaminant transport in air conditioned rooms." [Tampa, Fla.] : University of South Florida, 2004. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/SFE0000548.

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Ranawaka, Arachchige Dinusha. "Ion transfer stripping voltammetry method using conductive polymer to low concentration detection of environmental contaminants." Thesis, Arkansas State University, 2016. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=10095768.

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Abstract:

Detecting environmental contaminants such as Selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs) and Cr (VI) compounds is essential since they are highly toxic contaminants of many drinking water supplies leading to adverse health effects. Selective serotonin reuptake inhibitors are common antidepressants therapeutics and fluoxetine; Prozac^®, citalopram; Celexa^® and sertraline; Zoloft^® were successfully detected in this study. Ion transfer stripping voltammetry (ITSV) was applied to detect those as cations at nanomolar concentrations using an inexpensive and disposable pencil lead electrode, with a lower detection limit of 30 nM. The pencil lead electrode was modified using the conducting polymer Poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT-C14) and PVC (poly-vinyl chloride) membrane. The PVC/PEDOT-C₁₄ -modified electrode demonstrated a linear current response from 100 to 1000 nM for these therapeutics. Ion transfers of Hydrogen chromate as anions were studied using a double-polymer modified glassy carbon electrode using the conducting polymer poly (3-octylthiophene) (POT), and PVC membrane. Lipophilicity of Hydrogen chromate ions were evaluated comparing to other common inorganic contaminants. Exhaustive stripping of Hydrogen chromate ions in cyclic voltammetry and their relative high lipophilicity infer that ITSV can be successfully applied to detect them in future studies.

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Vicente, Anne. "Développement d’un réseau trophique microbien standardisé pour l’évaluation de l’impact des contaminants sur les écosystèmes dulçaquicoles." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0355.

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Abstract:

Dans le cadre de l’évaluation du risque, des tests d’écotoxicité plus représentatifs de la réalité environnementale tenant compte de la complexité des écosystèmes doivent être développés. Malgré l’importance des microorganismes dans les écosystèmes et les processus fonctionnels associés, ceux-ci restent trop peu considérés dans les tests d’écotoxicité. Le principal objectif de cette thèse a donc été le développement d’un réseau trophique microbien modèle pour évaluer l’impact des contaminants sur les écosystèmes dulçaquicoles. Ce réseau est composé de rotifères (Brachionus calyciflorus, consommateurs primaires et secondaires) se nourrissant à la fois d’algues (Chlorella vulgaris, producteur primaire) et de protozoaires (Tetrahymena pyriformis, cilié bactérivore). Les protozoaires, associés à un consortium microbien nitrifiant produit au laboratoire, forment une boucle microbienne qui assure le lien trophique entre les bactéries et les métazoaires. Tous les organismes de ce réseau microbien sont en interaction les uns avec les autres de par des relations trophiques (proie-prédateur) et/ou de par les fonctions qu’ils assurent au sein de l’écosystème (production d’oxygène, production primaire, recyclage des nutriments). Le système est conditionné en volume de 4 ml et peut être suivi sur une durée d’au moins 28 jours sans renouvellement de milieu, permettant par exemple l’analyse de la résilience du système sur des temps longs. Afin d’évaluer au mieux les différents effets des polluants sur le réseau trophique, diverses méthodes analytiques ont été adaptées et testées sur ce système. Parmi elles, le suivi de la dynamique de population des rotifères s’est avéré être un paramètre probant pour évaluer de manière simple et rapide la réponse du réseau à des contaminants
In the framework of risk assessment, more environmentally realistic ecotoxicity tests taking complexity of ecosystems into account must be developed. Despite the importance of microorganisms in ecosystems and in their associated functional processes, this compartment is not enough taken into account in ecotoxicity assessment. The main objective of this thesis was the development of a model microbial food web to evaluate impact of contaminants on freshwater ecosystems. This network is composed of rotifers (Brachionus calyciflorus, primary and secondary consumers) that feed on both algae (Chlorella vulgaris, primary producer) and protozoa (Tetrahymena pyriformis, bacterivorous ciliate). A nitrifying microbial consortium produced in the laboratory associated with protozoa constitute a microbial loop that ensure trophic links between bacteria and metazoans. Organisms of the microbial network are in interaction by trophic relationships (prey-predator) and/or by functions they ensure within the ecosystem (oxygen production, primary production, nutrient recycling). The system can evolve into 4 ml over at least 28 days without medium renewing and, for example can allow to analyze the resilience of the system over a long period of time. In order to better evaluate different effects of pollutants on the food web, various analytical methods have been adapted and tested on this system. Among them, monitoring rotifer population dynamics was found to be a suitable parameter to evaluate the response of the miniaturized ecosystem to contaminants in a simple and fast way

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Ajalloueian, Mohammad. "Modélisation du transfert des contaminants dans un aquifère multicouche par une méthode de marche au hasard." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL013N.

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Abstract:

L’utilisation des méthodes d'identification de la dispersivité (« inverfc », Wang, etc. ) et les solutions approchées de l'équation de transfert sont limitées à un transfert purement hydrodispersif en écoulement uniforme ou à débit constant dans un milieu homogène. Prenant en compte les conditions plus complexes d'un traçage expérimental sur le terrain, spécialement lors d'écoulements superposés dans des couches dont les propriétés géologiques et hydrogéologiques sont différenciées, et le mouvement imprévisible d'une particule dans un milieu poreux saturé, il est nécessaire de développer un modèle numérique flexible simple. Une méthode de marche au hasard est proposée pour modéliser un écoulement souterrain dans un aquifère stratifié. Ce modèle tient compte de la variabilité des caractéristiques de l'aquifère dans un champs d'écoulement radial (MAHRAD), tels que le débit, l'épaisseur et la porosité cinématique. La méthode est basée sur le mouvement de particules individuelles. La composante convective du déplacement du soluté est calculée de manière déterministe et la composante dispersive est simulée par un déplacement aléatoire. Les résultats numériques sont en accord avec les solutions approchées. Le modèle est appliqué à un champs d'écoulement radial avec un puits de pompage pour la détermination des paramètres hydro dispersifs. Plusieurs exemples, pour différents types d'aquifères, sont donnés. La sensibilité du modèle est testée avec réussite à l'égard de différents paramètres (dispersivité, débit et porosité cinématique). La prévision de l'arrivée et de l'intensité d'un nuage de pollution dans un champ d'écoulement bidimensionnel (avec plusieurs puits de pompage et de sources de réalimentation) est réalisée à l'aide d'un autre modèle (MAHMAP). La sélection des puits de décontamination peut être effectuée à partir des réponses du modèle, puisque on peut visualiser l'arrivée de particules injectées dans les puits de pompage sur l'écran

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Liu, Lihua. "Aging of NAPLs interfaces in porous media and their effects on mass transfer of organic contaminants." Tübingen Inst. für Geowiss, 2008. http://d-nb.info/998360392/34.

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Herisson, Alexandre. "Flottation réactive à l'ozone de contaminants modèles issus de papiers récupérés : étude hydrodynamique et réactivité." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI104.

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Abstract:

La diminution de la qualité des collectes des papiers récupérés ainsi que l’accumulation de substances dissoutes dans les eaux de procédés affecte l’efficacité des lignes de désencrage industrielles et contamine davantage les effluents liquides. Dans ce contexte, le LGP2 a développé depuis quelques années un procédé innovant de désencrage, la flottation réactive à l’ozone, afin de dégrader chimiquement les polluants dissouts en parallèle de l’élimination de l’encre. Afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu, des essais de flottation à l’air et à un mélange ozone/oxygène, sur trois contaminants modèles, sélectionnés après une étude bibliographique préalable, ont été réalisés dans un milieu diphasique gaz/liquide, en l’absence de fibres cellulosiques. Les expérimentations ont été conduites sur deux pilotes de laboratoire instrumentés : une colonne à bulles fonctionnant avec de l’air uniquement, pour l’étude du comportement hydrodynamique (taille et distribution de bulles, rétention gazeuse) en présence des contaminants dissouts, et une deuxième colonne à bulles, similaire mais conçue avec des matériaux résistants aux gaz corrosifs, dédiée à l’étude des réactions d’oxydation en présence d’ozone. L’examen du comportement hydrodynamique montre que les conditions de débit de gaz et d’injection retenues conduisent à des tailles de bulles optimales pour une flottation efficace, que ce soit en présence ou absence de contaminants. Ces conditions obtenues avec de l’air ont été transposées en première approximation au système ozone/oxygène. L’étude du transfert de l’ozone et de sa réactivité avec les trois contaminants modèles, à différentes températures et concentrations en ozone, a conduit à la détermination des constantes cinétiques de réaction et a montré que les contaminants étaient, selon leur nature, oxydés ou dépolymérisés. Bien que la DCO des solutions traitées diminue très peu après la flottation réactive à l’ozone, la qualité des effluents est améliorée sur le plan de leur biodégradabilité
The decrease of the recovered paper collection quality and the accumulation of dissolved substances in process water affect the deinking line efficiency and contaminate more and more the liquid effluents. In this context the LGP2 has developed an innovative deinking process, the ozone reactive flotation, to chemically degrade dissolved pollutants in parallel with ink removal. To better understand the mechanisms involved, air and ozone/oxygen flotation trials have been conducted on three model contaminants selected in a preliminary bibliographic review, in a two-phase gas/liquid system, in the absence of fibers. Experiments have been carried out on two instrumented laboratory pilots: a bubble column operating only with air for the study of the hydrodynamics of the reactor (bubbles size and distribution, gas hold-up) in the presence of dissolved contaminants, and a second one, similar in its conception but built using materials resistant to corrosive gas, dedicated to the study of the oxidation reactions with ozone. The evaluation of the hydrodynamics related to gas flow and injection system selected, studied with air but supposed to be the same with ozone/oxygen gas mixture, shows that the bubble size, with or without contaminants, is optimal for an efficient flotation process. The study of ozone mass transfer and reactivity with the three model contaminants, for several temperatures and ozone concentrations, leads to the calculation of kinetic constants and shows that the contaminants, depending on their nature, have been oxidized or depolymerized. Although the COD of the treated solutions does not decrease a lot after the ozone reactive flotation, the effluent quality has been improved in terms of biodegradability since contaminants are partially degraded

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Raux, Julie. "Transferts des contaminants organiques dans les bassins versants du Pays du Roumois et du Plateau du Neubourg." Phd thesis, Rouen, 2012. http://www.theses.fr/2012ROUES026.

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Abstract:

Les micropolluants organiques, pesticides et HAP, sont inscrits sur la liste des substances prioritaires de la Directive Cadre Eau (DCE) pour la protection des eaux souterraines. S'il n'y a pas d'enjeu quantitatif majeur concernant les eaux souterraines du Pays du Roumois et du Plateau du Neubourg, on assiste à une dégradation de leur qualité. En effet, la ressource est extrêmement vulnérable aux pollutions diffuses ou ponctuelles, d'origine agricole, domestique, industrielle ou routière, du fait des connexions rapides entre surface et souterrain. Ainsi, il est nécessaire d'étudier le devenir de ces molécules dans les bassins versants de surface. Le transfert des polluants a été étudié par le suivi de l'évolution de la qualité chimique des eaux (éléments majeurs, HAP et pesticides) d'une part et par la caractérisation de la capacité d'adsorption des formations superficielles d'autre part. Les résultats présentent une variabilité spatiale entre les deux bassins versants et une variabilité temporelle entre les saisons. L'influence des conditions climatiques et hydrogéologiques a été mise en évidence à la fois sur les concentrations totales en polluants et sur la contribution relative de chacun des composés étudiés. Une fois déposés à la surface des sols, ces molécules sont d'abord transférées dans la zone non saturée des sols, puis dans la zone saturée, pouvant, dès lors, atteindre les captages d'alimentation en eau potable par écoulement latéral dans les conduits karstiques. Il était donc indispensable d'étudier le transfert de ces polluants au sein des bassins versants et le rôle des paramètres physico-chimiques des molécules qui jouent sur l'adsorption. Cette étude a souligné l'importance du stockage des polluants dans les sols agricoles du Pays du Roumois dont la fraction mobilisable peut représenter jusqu'à 80 % du stock contenu dans le sol. Ces résultats nous ont permis d'établir un schéma conceptuel du transfert des polluants à travers le suivi de molécules cibles, fluoranthène (HAP) et diflufénicanil (pesticide), au sein du continuum sol - eaux gravitaires - aval hydraulique
Organic micro-pollutants, pesticides and PAHs are on the priority list of the Water Framework Directive (WFD) for groundwater protection. If there is no major quantitative challenge for groundwater of the Roumois and Plateau of Neubourg, a deterioration of their quality is however observed. Indeed, the resource is extremely sensitive to diffuse contaminations caused by some fast connections between surfaces and underground and originating in agriculture & industrial activities and road traffic. Thus, it is necessary to study the fate of these molecules in these catchments. The transfer of micro-pollutants was studied both by monitoring the evolution of the chemical quality of water (major elements, PAHs and pesticides) and by characterizing the adsorption capacity of surficial materials. The results show a spatial variability between the two watersheds and temporal variability between seasons. The influence of meteorological and hydrogeological parameters has been demonstrated both in the total concentartions of pollutants and in the relative contribution of each of the compounds studied. Once being deposited on soils, these molecules are first transferred to the unsaturated zone of soil in the saturated zone and can reach the water reservoir for domestic purposes by lateral flows through karst conduits. This study highlighted the importance of the storage of pollutants in the agricultural soils of the Roumois, whose mobilisable fraction can represent up to 80% of the stock in the soil. Our results assist in establishing a conceptual transfer of pollutants by monitoring some target molecules, as fluoranthene (PAH) and Diflufenican (pesticide) within the continuum soil - water gravity - hydraulic downstream

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Raux, Julie. "Transferts des contaminants organiques dans les bassins versants du Pays du Roumois et du Plateau du Neubourg." Phd thesis, Université de Rouen, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00731536.

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Abstract:

Les micropolluants organiques, pesticides et HAP, sont inscrits sur la liste des substances prioritaires de la Directive Cadre Eau (DCE) pour la protection des eaux souterraines. S'il n'y a pas d'enjeu quantitatif majeur concernant les eaux souterraines du Pays du Roumois et du Plateau du Neubourg, on assiste à une dégradation de leur qualité. En effet, la ressource est extrêmement vulnérable aux pollutions diffuses ou ponctuelles, d'origine agricole, domestique, industrielle ou routière, du fait des connexions rapides entre surface et souterrain. Ainsi, il est nécessaire d'étudier le devenir de ces molécules dans les bassins versants de surface. Le transfert des polluants a été étudié par le suivi de l'évolution de la qualité chimique des eaux (éléments majeurs, HAP et Pesticides) d'une part et par la caractérisation de la capacité d'adsorption desformations superficielles d'autre part. Les résultats présentent une variabilité spatiale entre les deux bassins versants et une variabilité temporelle entre les saisons. L'influence des conditions climatiques et hydrogéologiques a été mise en évidence à la fois sur les concentrations totales en polluants et sur la contribution relative de chacun des composés étudiés. Une fois déposés à la surface des sols, ces molécules sont d'abord transférées dans la zone non saturée des sols puis dans la zone saturée pouvant, dès lors, atteindre les captages d'alimentation en eau potable par écoulement latéral dans les conduits karstiques. Il était donc indispensable d'étudier le transfert de ces polluants au sein des bassins versants et le rôle des paramètres physico-‐ chimiques des molécules qui jouent sur l'adsorption. Cette étude a souligné l'importance du stockage des polluants dans les sols agricoles du Pays du Roumois dont la fraction mobilisable peut représenter jusqu'à 80% du stock contenu dans le sol. Ces résultats nous ont permis d'établir un schéma conceptuel du transfert des polluants à travers le suivi de molécules cibles, fluoranthène (HAP) et diflufénicanil (pesticide), au sein du continuum sol-eauxgravitaires - aval hydraulique.

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Chen, Ningxin. "Processus de transfert de l’eau et des contaminants agricoles dans la zone non saturée de la craie." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS588.

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Abstract:

L'aquifère de la craie est une ressource importante d'eau potable mais sa qualité s’est dégradée à cause de l'utilisation d'engrais et de pesticides. La craie est un milieu hétérogène avec double porosité : matrice et fractures, et souvent recouverte par l’argile à silex. Le but de cette étude est de caractériser le processus de transfert d'eau et de contaminants dans la zone non saturée (ZNS) et de comprendre comment ils sont impactés par la ZNS. Cette étude est réalisée sur la carrière souterraine de Saint-Martin-le-Nœud. La craie est recouverte par une couche d’argile à silex d’épaisseur variable. La carrière est à la limite de la ZNS et la zone saturée permettant d’avoir un accès direct à la ZNS. Au plafond, l’eau percole et dans la partie basses, la nappe affleure formant ainsi des lacs. Les propriétés hydrochimiques et hydrodynamiques de 16 sites (lac+percolation) ont été suivies dans le temps. La variation spatio-temporelle des eaux souterraines montre : l'eau et les contaminants sont transférés principalement par la matrice (~1 m/an) et une partie transférée par les fractures (~100 m/an) et ces vitesses varient en fonction du type de molécule ; les transferts sont principalement sous l'effet piston avec une partie en transfert direct ; le front de contaminants descend vers la nappe plus profonde avec une vitesse de 1m/an. La ZNS impactent le transfert d’eau et de contaminants et la dégradation des pesticides : plus la nappe est profonde, moins elle est contaminée ; l’argile à silex favorise la dégradation des pesticides en créant une nappe perchée en proche surface ; l’argile à silex accélère les transferts d’eau et des contaminants par les chemins préférentiels
The chalk aquifer is an important source of drinking water, and the quality of which has deteriorated in recent decades, due to the use of fertilizers and pesticides on the surface. Chalk is a heterogeneous medium because of its double porosity: matrix and fractures, and often covered by superficial formations. The purpose of this thesis is to characterize the transfer processes of water and contaminants in the unsaturated zone (UZ), and to understand how they are influenced by the properties of the UZ. This study is carried out on the underground quarry of Saint-Martin-le-Nœud. The chalk is covered by a layer of clay of varying thickness. The quarry is at the boundary between the UZ and the saturated zone (ZS) allows direct access to the ZNS. On the ceiling, the water percolates and in the lower parts watertable forms lakes. The hydrochemical and hydrodynamic properties of 16 sites (lake + percolation) were observed for several years. The study of the spatio-temporal variation of groundwater shows: water and contaminants are transferred mainly by the matrix (~1 m / year) with a part transferred by fractures (~100 m / year) and these transfer rates vary depending on the type of molecule (different between solute and organic molecule); the transfers are mainly results of the piston flow with a small part of direct transfer. Characteristics of the UZ’ effect on water and contaminants transfers and pesticide degradation: deeper water table has fewer contaminants; clay-with-flints promotes pesticide degradation by creating a perched sheet in the near surface; clay-with-flints accelerates the transfer of water and contaminants through preferential paths

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Staudinger, Jeff. "Evaluation of mass transfer correlations for packed column air stripping of volatile organic contaminants from water supplies." Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, 1986. http://hdl.handle.net/10919/101153.

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Abstract:

The application of packed column air stripping systems to the removal of volatile organic contaminants (VOCs) from drinking water sources was investigated. The crucial element for the design of such systems exists in obtaining accurate predictions of mass transfer rates. The first phase of this study evaluated three semi-empirical correlations available for predicting packed column mass transfer rates. From this initial screening, the Onda model was selected for further investigation. A test data base was established from water treatment pilot study results reported in the literature. Ten separate studies were selected for evaluation, encompassing approximately 450 data points. Eleven different VOCs were encountered in these investigations, and the basic packing types tested included rings, saddles, Tri-Packs, and Tellerettes. Comparison of measured mass transfer rates with the corresponding rates predicted by the Onda correlation yielded a relative standard deviation of 17%. A ± 30% accuracy value was therefore assigned to the model based on 90% confidence limits. This assessment agrees with the observed accuracy of the correlation for the chemical engineering-based system results utilized in the model's original derivation. From the overall evaluation, no severe deficiencies and/or limitations with the Onda correlation were noted. In particular, gas-phase resistance predictions appeared reasonably accurate. However, further investigative studies involving observed column performance with larger packing materials (≥2 inches in nominal size) is encouraged to verify the accuracy of the correlation for such situations. Within the context of the evaluation procedure, several related areas were investigated. First, Henry's constant temperature relations reported in the literature were established within approximately 20% for common VOCs at low concentration levels. Secondly, the transfer unit performance model for calculating observed mass transfer rates was found sensitive to experimental measurement errors below a stripping factor of 1.5. Therefore, measured results obtained under such operating conditions must be viewed with appropriate caution. Finally, economic design boundaries for column operational parameters were established based upon optimization study results reported in the literature.
M.S.

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Babey, Tristan. "Compartimentation et transfert de contaminants dans les milieux souterrains : interaction entre transport physique, réactivité chimique et activité biologique." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S107/document.

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Abstract:

Classiquement le transfert des contaminants dans le milieu souterrain est modélisé par un couplage des processus de transport physiques (écoulements contrôlés par les structures géologiques poreuses) et des processus de dégradation ou d'immobilisation chimiques et biologiques. Tant sur les structures géologiques que sur la chimie et la physique, les modèles sont de plus en plus détaillés mais de plus en plus difficiles à calibrer sur des données toujours très parcellaires. Dans cette thèse, nous développons une approche alternative basée sur des modèles parcimonieux sous la forme d’un simple graphe de compartiments interconnectés généralisant les modèles d’interaction de continuums (MINC) ou de transfert à taux multiples (MRMT). Nous montrons que ces modèles sont particulièrement adaptés aux milieux dans lesquels la diffusion de solutés occupe un rôle prépondérant par rapport à l’advection, tels les sols ou les aquifères très hétérogènes comme les aquifères fracturés. L'homogénéisation induite par la diffusion réduit les gradients de concentration, accélère les mélanges entre espèces et fait de la distribution des temps de résidence un excellent proxy de la réactivité. En effet, ces structures simplifiées reconstituées à partir d’informations de temps de résidence se révèlent également pertinentes pour des réactions chimiques non linéaires (e.g. sorption, précipitation/dissolution). Nous montrons finalement comment ces modèles peuvent être adaptés automatiquement à des observations d’essais de traceurs ou de réactions de biodégradation. Ces approches parcimonieuses présentent de nombreux avantages dont la simplicité de développement et de mise en œuvre. Elles permettent d’identifier les déterminants majeurs des échanges entre zones advectives et diffusives ou entre zones inertes et réactives, et d’extrapoler des processus de réactivité à des échelles plus larges. L’utilisation de données de fractionnement isotopique est proposée pour améliorer la dissociation entre l’effet des structures et de la réactivité
Modelling of contaminant transfer in the subsurface classically relies on a detailed representation of transport processes (groundwater flow controlled by geological structures) coupled to chemical and biological reactivity (immobilization, degradation). Calibration of such detailed models is however often limited by the small amount of available data on the subsurface structures and characteristics. In this thesis, we develop an alternative approach of parsimonious models based on simple graphs of interconnected compartments, taken as generalized multiple interacting continua (MINC) and multiple rate mass transfer (MRMT). We show that this approach is well suited to systems where diffusion-like processes are dominant over advection, like for instance in soils or highly heterogeneous aquifers like fractured aquifers. Homogenization induced by diffusion reduces concentration gradients, speeds up mixing between chemical species and makes residence time distributions excellent proxies for reactivity. Indeed, simplified structures calibrated solely from transit time information prove to provide consistent estimations of non-linear reactivity (e.g. sorption and precipitation/dissolution). Finally, we show how these models can be applied to tracer observations and to biodegradation reactions. Two important advantages of these parsimonious approaches are their facility of development and application. They help identifying the major controls of exchanges between advective and diffusive zones or between inert and reactive zones. They are also amenable to extrapolate reactive processes at larger scale. The use of isotopic fractionation data is proposed to help discriminating between structure-induced effects and reactivity

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Raoul, Francis. "Ecologie des transferts de contaminants dans les réseaux trophiques: application à Echinococcus multilocularis et aux éléments trace métalliques." Habilitation à diriger des recherches, Université de Franche-Comté, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952370.

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Abstract:

Il est maintenant établi que les changements anthropiques d'utilisation des terres (déforestation, irrigation, agriculture ...), les modifications de la biodiversité et les changements climatiques sont autant de facteurs qui, seuls ou en combinaison, sont à la base de modifications de l'équilibre des écosystèmes qui peuvent contrôler l'émergence de maladies infectieuses dans les populations animales et humaines, et leur patterns de transmission. De plus, bien que le niveau mondial d'émission de certains polluants ait baissé depuis quelques années suite aux législations mises en place, les contaminants chimiques de nature (éléments traces métalliques, polluants organiques persistants, radionucléides, polluants dits émergents tels que les nanoparticules ...) et d'origine (industrie, agriculture, production et utilisation de l'énergie ...) diverses sont encore largement introduits dans les écosystèmes. Les travaux présentés sont le fruit d'une approche systémique, écologique et éco-épidémiologique de la transmission de contaminants biologiques et chimiques dans les réseaux trophiques et des mécanismes écologiques qui y président. Ma contribution a consisté à documenter, à des niveaux de perception spatiaux allant de la région à la parcelle, dans l'Est de la France et en Chine, les interactions entre paysage et structure et dynamique des communautés de micromammifères, la réponse alimentaire des prédateurs aux variations de disponibilité de la ressource alimentaire (les micromammifères en l'occurrence), et les conséquences de ces facteurs, ainsi que d'autres facteurs liés à certains traits d'histoire de vie des hôtes, dans les mécanismes de transmission du parasite Echinococcus multilocularis. La seconde problématique sur laquelle j'ai plus récemment développé des recherches consiste à comprendre les mécanismes qui modulent l'exposition des micromammifères aux éléments trace métalliques (ETM) par voie trophique, notamment à travers l'analyse des variations spatiales et temporelles de régime alimentaire, dans des anciens sites industriels contaminés à l'arsenic (Sud de la France), au plomb et au cadmium (Nord de la France). Ces résultats illustrent : * L'existence d'au moins deux mécanismes de contrôle du niveau de transmission d'E. multilocularis chez le renard, l'un guidé principalement par les variations de densité des hôtes intermédiaires et l'autre par les variations de densité de l'hôte définitif. * L'importance de considérer la non-linéarité dans les mécanismes de transmission d'E. multilocularis, et le découplage entre patterns de réponse alimentaire et de réponse parasitaire chez le prédateur-hôte (ici le renard). * L'importance du contexte paysager dans la dynamique du cycle parasitaire d'E. multilocularis. * La variabilité liée au contexte paysager, à la saison et à la dimension spatiale dans l'exposition des micromammifères aux ETM par voie trophique. * La très grande puissance et capacité de discrimination taxonomique de la technique moléculaire de metabarcoding dans l'analyse du régime alimentaire de micromammifères, ouvrant la voie au test d'hypothèses écologiques innovantes.

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Chong, Andrea Denise. "Unintentional contaminant transfer from groundwater to the vadose zone via gas exsolution and ebullition during remediation of volatile organic compounds." Thesis, University of British Columbia, 2016. http://hdl.handle.net/2429/57060.

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Abstract:

Historical heavy use of chlorinated solvents in conjunction with improper disposal practices and accidental releases has resulted in widespread contamination of soils and groundwater in North America. As a result, remediation of chlorinated solvents is required at many sites. For treatment of source zone contamination, common remediation strategies include in situ chemical oxidation (ISCO) using potassium or sodium permanganate, and the enhancement of biodegradation by primary substrate addition. It is well known that these remediation methods tend to generate gas (carbon dioxide (CO₂) in the case of ISCO using permanganate, CO₂ and methane (CH₄) in the case of bioremediation). It is hypothesized that the generation of gas in the presence of volatile organic compounds (VOCs), including chlorinated solvents, may lead to stripping of the contaminants from the source zone due to gas exsolution and ebullition. This process may lead to ‘compartment transfer’, whereby contaminants are transported away from the saturated zone into the vadose zone, with possible implications for soil vapour intrusion. Two sites in the U.S. undergoing enhanced bioremediation have exhibited behavior suggestive of contaminant transfer into the vadose zone via gas generated during remediation. These sites provided the impetus for a more in-depth investigation into this process. To this extent, benchtop column experiments were conducted to observe the effect of gas generation during remediation of the common chlorinated solvent trichloroethylene (TCE/C₂Cl₃H). Two common in situ treatment strategies were simulated for source-zone subsurface contamination of TCE, including ISCO and enhanced bioremediation. Results confirm that these aggressive remediation methods can lead to gas production and induce vertical transport of contaminants away from the treatment zone, following the formation of a discontinuous gas phase (bubbles). The generation of gas and the potential for unintentional contaminant stripping and transport should be taken into consideration when treating VOCs to avoid release into the atmosphere or into underground structures via soil vapour intrusion. This study also suggests that the suitability of gas-generating remediation techniques in proximity to buildings and in populated areas should be evaluated with care.
Science, Faculty of
Earth, Ocean and Atmospheric Sciences, Department of
Graduate

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Mézière, Marie. "Analytical strategy development for the analysis of chlorinated paraffins : Study of the fate of those contaminants of emerging concern in the laying hens and contribution of the evaluation of the human dietary exposure." Thesis, Nantes, Ecole nationale vétérinaire, 2020. http://www.theses.fr/2020ONIR146F.

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Abstract:

Les chloroparaffines (CP) sont des chaînes de n-alcanes polychlorées, utilisées en tant que plastifiants, retardateurs de flamme ou lubrifiants. Alors que leur ubiquité dans l’environnement a été démontrée par diverses études, l’évaluation du risque associé à l’exposition de l’homme à ces contaminants en Europe demeure très limitée. Le manque de données s’expliquant notamment par de nombreux défis analytiques, la présente thèse a été initiée pour développer une stratégie analytique innovante puis pour fournir des données nouvelles sur le comportement des CP le long de la chaîne alimentaire et sur leur prévalence dans les aliments. Une stratégie analytique basée sur un couplage LC-HRMS a d’abord été mise en place, avec une attention particulière portée à leur séparation chromatographique et à leur ionisation. La stratégie analytique finalisée, incluant une préparation d’échantillon optimisée et un traitement de données automatisé, permet d’analyser les CP de C10 à C36 à l’état de traces (ppb) dans des matrices biologiques complexes. Cette méthode a été appliquée à l’étude du comportement des CP chez la poule pondeuse en fonction de la longueur de chaîne et du degré de chloration, après exposition alimentaire. Il a pu ainsi être démontré que tous les CP sont biodisponibles. De plus, les CP ont été retrouvés dans les organes internes de la poule démontrant leur circulation dans l’organisme, à l’exception des chaînes les plus longues à taux de chlore élevé. Enfin, l’analyse d’un jeu d’aliments représentant le panier de la ménagère a permis de présenter une première évaluation de l’exposition alimentaire en France
Chlorinated paraffins (CPs) are polychlorinated n-alkane chains, used as plasticizers, flame retardants or lubricants. While their ubiquity in the environment has been evidenced in various studies, the risk assessment related to the human exposure to those contaminants in Europe remains incomplete. As the lack of data arises from many analytical challenges, this thesis was initiated to develop an innovative analytical strategy and to provide new insight on the behaviour of CPs along the food chain and their occurrence in food. An analytical strategy based on LC-HRMS coupling was first implemented, with particular attention paid to their chromatographic separation and ionization efficiency. The finalised analytical strategy, including an optimized sample preparation and automated data processing, enables trace analysis (ppb) of CPs from C10 to C36 in complex biological matrices. This method was applied to study the behaviour of CPs in the laying hen according to chain length and degree of chlorination after dietary exposure. It was thus demonstrated that all CPs are bioavailable. Moreover, the CPs were found in the internal organs of the hen demonstrating their circulation in the organism, with the exception of the longest chains with a high chlorine content. Last, the analysis of various foodstuffs representing the household basket has allowed to present a first assessment of dietary exposure in France

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Zhang, Yangyang. "Modeling and Design of Photocatalytic reactors for Air Purification." Scholar Commons, 2013. http://scholarcommons.usf.edu/etd/4621.

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Abstract:

Photocatalysis is a promising technique for the remediation of indoor air pollution. Photocatalysis utilizes semiconductor photocatalysts (such as TiO2 or ZnO) and appropriate light to produce strong oxidizing agents (OH*) that are able to break down organic compounds and inactivate bacteria and viruses. The overall goal of the research is to develop an efficient photocatalytic reactor based on mass transfer for indoor air purification. This study has focused on the enhancement of the effectiveness of the photocatalytic process by the introduction of artificial roughness on the reactor catalyst surface. The major effect of artificial roughness elements on the catalytic surface is to create local wall turbulence and enhance the convective mass transfer of the contaminants to the catalyst surface and thus lead to an increase in the effectiveness of photocatalysis. Air flow properties in a model photoreactor channel with various roughness patterns on the interior wall surface were theoretically investigated. The optimum shapes, sizes, and arrangements of roughness were determined for the maximum enhancement of turbulence intensity in the channel. The possible order of photocatalytic reactor performance for various roughness patterns was also determined. In order to verify the theoretical analysis results, experimental studies were carried out. A plate type photocatalytic reactor was designed and fabricated on the basis of the theoretical results. It was determined that the photocatalytic reactor performance is greatly improved with various rough catalyst surfaces. The experimental results verified the theoretical results. The relationship between the overall reaction rate constant (k) of the reactor and the magnitude of the turbulence intensity was found out. An empirical correlation expression was also proposed. This is the first study of the effect mass transfer in a rough catalytic surface for photocatalytic reactor. Photocatalyst development has also been studied. Zinc oxide (ZnO) and iron doped zinc oxide (ZnO/Fe) nanowires were synthesized on glass substrates through a conventional hydrothermal method. The photocatalytic activities under ultraviolet (UV) light and white light irradiation were separately investigated. The ZnO/Fe nanowires exhibited an enhanced photocatalytic activity as compared to ZnO nanowires regardless of the type of contaminants and light sources.

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Durin, Leïla. "Transfert d'eau et de contaminants organiques dans les structures d'étanchéité synthétiques et minérales des centres de stockage de déchets ménagers." Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA112111.

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Abstract:

Le risque de pollution lie au stockage des dechets implique l'emploi de barrieres ouvragees etanches aux lixiviats. On etudie ici le transport de contaminants organiques dans les geomembranes (pehd et epr-pp) materiaux utilises pour ameliorer le drainage et l'etancheite en fond de site, en complement d'une barriere minerale naturelle. On propose ensuite un protocole experimental pour l'etude du transport dans une argile compactee. Le transport dans les milieux faiblement poreux depend du gradient de pression hydraulique (advection) et du gradient de concentration (diffusion). L'immersion de geomembranes dans des solvants (toluene, dichloromethane, acide acetique, acetone et eau) permet le calcul des coefficients de diffusion. Les interactions liees a la penetration du solvant sont observees par la mesure du gonflement et des modifications microstructurales (micro-irtf, dsc). L'extraction des additifs est caracterisee par spectrophotometrie uv-visible. Les resultats montrent que la diffusion dans les geomembranes est fickienne, sans degradation du materiau. Les effets des interactions (relaxation, variation du taux de cristallinite) semblent influer sur la cinetique. Les profils d'extraction des additifs peuvent etre correles a la diffusion des solvants. Negliger un gonflement superieur a 60% peut conduire a sous-estimer le flux massique. Les flux calcules representent la valeur maximale possible du fait que l'on suppose une concentration nulle en aval. Afin de valider cette hypothese, on propose d'etudier le transport de contaminants organiques dans une argile compactee a l'aide d'un plan d'experience. Cette methode permet de quantifier l'influence des interactions sur l'estimation des parametres du transport. Deux cellules de mesures ont ete fabriquees, visant a minimiser les risques d'erreurs lies a l'echelle d'etude. La premiere cellule concerne le transport advectif de contaminants et l'applicabilite de la loi de darcy. Le coefficient de permeabilite est determine a partir d'un essai a charge variable. La seconde cellule concerne la diffusion sous gradient de concentration. La seconde loi de fick est appliquee pour calculer le coefficient de diffusion apparent a partir des courbes de flux cumule en fonction du temps.

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Liu, Lihua [Verfasser]. "Aging of NAPLs interfaces in porous media and their effects on mass transfer of organic contaminants / vorgelegt von Lihua Liu." Tübingen : Inst. für Geowiss, 2008. http://d-nb.info/998360392/34.

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Simon, Erwan. "Étude des mécanismes de mobilité des hydrocarbures aromatiques polycycliques contaminants des sédiments fluviaux." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10150.

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Abstract:

La présente étude considère les conséquences sur la mobilité des HAP de trois actions face à un lit sédimentaire contaminé : l’absence d’action, l’ouverture du canal à la navigation et son curage. Pour ce faire, des profils de concentration en HAP libres dans la colonne sédimentaire et la colonne d’eau sont obtenus par le déploiement in situ de préleveurs passifs en plusieurs points du cours d’eau, dont l’un exposé à la navigation. Un suivi dans le temps est effectué, avant, pendant et après curage du cours d’eau. L’étude de l’impact de l’âge de la matrice sédimentaire et de l’activité micro-biologique sur le transfert de HAP vers la colonne d’eau est effectuée à travers une remise en suspension en conditions contrôlées. On constate alors que sur un tronçon homogène de colonne sédimentaire, la sorption des HAP augmente avec l’âge de la matrice. Cependant, dans le cas d’une discontinuité dans la nature de la matrice, de soudaines variations de concentrations en HAP libres peuvent survenir dans l’eau interstitielle, et une diffusion des HAP libres se met alors en place. Cette diffusion des HAP est plus sensible encore à l’interface eau-sediment, où on observe un transfert des HAP vers la colonne d’eau. La navigation diminue la couche limite de diffusion et renforce donc ces transferts. Le curage du lit sédimentaire quant à lui entraine un relargage massif de HAP libres dans la colonne d’eau. Ces HAP sont refixés par le matériel en suspension, mais cette re-fixation est précaire, les HAP pouvant être à nouveau libérés par la biodégradation du matériel en suspension assurant leur transport
This study presents the consequences, on PAH mobility, of 3 possible actions a watercourse administrator can take while facing a contaminated sedimentary bed: no action, the opening of the canal to navigation and its dredging. In this respect, concentration rates of free Polycyclic Aromatic Hydrocarbons have been obtained in the sedimentary column and in the water column by displaying passive samplers on different locations along the watercourse, one of them being exposed to navigation. A follow-up is made before, during and after the dredging of the watercourse. The impact of the age of the sedimentary matrix and of the microbiologic activity on the PAH transfer to the water column is studied through a remobilized sediment in batch experiments. It is then observed that the PAH sorption increases with the age of the matrix in one homogenous section of the sedimentary column. However, in case of a discontinuity in the matrix nature, sudden variations of free PAH concentration can occur in interstitial water. It results in a diffusion of free PAH. This PAH diffusion is even more sensitive to the water-sediment interface, on which we can observe a transfer of the PAH towards the water column. Navigation decreases the boundary layer and thus reinforces theses transfers.The dredging of the sediment bed results in a large release of free PAH in the water column. Those PAH are fixed again by the suspended material. Yet, this new fixation is frail : the PAH can be freed once more by the biodegradation of the suspended material transporting them

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Kim, Gene W. "Trophic transfer of energy and polychlorinated biphenyls by native and exotic fish in Lake Erie." The Ohio State University, 2007. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1174664048.

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Baudrot, Virgile. "Modélisation des interactions trophiques impliquant des transferts de contaminants biologiques et chimiques : application à Echinococcus multilocularis et aux éléments traces métalliques." Thesis, Besançon, 2016. http://www.theses.fr/2016BESA2019/document.

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Abstract:

La structure et l’intensité des interactions ressources-consommateurs qui forment les réseaux trophiques régulent une très grande partie des transferts de biomasse mais aussi de contaminants biologiques et chimiques dans les écosystèmes. L’objectif de la thèse est de développer des modèles permettant d’étudier les mécanismes de transport des contaminants et d’évaluer ainsi d’une part la dynamique des maladies infectieuses et des pollutions chimiques, et d’autre part les réponses des réseaux trophiques soumis à ces contaminations.[...] À l’issue de ces travaux, une quatrième étape de la thèse a été d’intégrer les interactions trophiques, les dynamiques des parasites et les impacts des pollutions dans des méta-écosystèmes (i.e. avec dispersions d’individus entre écosystèmes). En utilisant la théorie des matrices aléatoires nous avons établi des mesures des risques d’émergence de parasites que nous avons évalués en fonction des perturbations extérieures.L’étude a ainsi montré que ces perturbations augmentent les risques épidémiques, mais que ces risques pouvaient être réduits par la dispersion des individus (sains et infectés) sous certaines conditions qui sont,par exemple pour les TTP, un nombre d’espèces plus grand que le nombre d’écosystèmes connectés, et un taux de virulence plus faible que le taux de contagion.Ainsi, dans un contexte planétaire d’augmentation des pressions anthropiques sur les écosystèmes,cette thèse de modélisation apporte un ensemble d’outils et de développements conceptuels permettant d’analyser quantitativement et qualitativement les transferts et les impacts des contaminants sur les écosystèmes
Structure and strength of trophic interactions shaping food webs regulate a large part of biomass andenergy transfer in ecosystems, but also the transfer of biological and chemical contaminants. The aim ofthe PhD thesis is to develop models describing the mechanisms of contaminant transmission and using them to study the dynamics of infectious diseases and chemical pollutions, and also the response of trophic networks subject to those contaminations.[...] Following those works, a fourth step of the thesis has been to integrate trophic interactions, parasite dynamics and pollutions effects in order to study the stability of meta community (i.e. spatially connectedcommunities) and the risk of disease outbreaks. To do so, we use the theory of random matrices andwe introduced new criteria of metacommunity stability and of disease outbreak in metacommunity, both under external pressures. The study showed that external perturbations increase the risk of epidemics,but that those risks could be reduced with the dispersal of individuals (susceptible and infectious) underspecific conditions such as, for TTP, a greater number of species than that of connected ecosystems, and a smaller virulence than the contagion rate.In this way, in a context of planetary increase of anthropogenic pressures on ecosystems, this PhD thesis in modeling provides a set of tools and conceptual developments suitable to analyze quantitatively and qualitatively the transfers and impacts of contaminants in ecosystems

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Simon, Erwan. "Étude des mécanismes de mobilité des hydrocarbures aromatiques polycycliques contaminants des sédiments fluviaux." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10150/document.

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Abstract:

La présente étude considère les conséquences sur la mobilité des HAP de trois actions face à un lit sédimentaire contaminé : l’absence d’action, l’ouverture du canal à la navigation et son curage. Pour ce faire, des profils de concentration en HAP libres dans la colonne sédimentaire et la colonne d’eau sont obtenus par le déploiement in situ de préleveurs passifs en plusieurs points du cours d’eau, dont l’un exposé à la navigation. Un suivi dans le temps est effectué, avant, pendant et après curage du cours d’eau. L’étude de l’impact de l’âge de la matrice sédimentaire et de l’activité micro-biologique sur le transfert de HAP vers la colonne d’eau est effectuée à travers une remise en suspension en conditions contrôlées. On constate alors que sur un tronçon homogène de colonne sédimentaire, la sorption des HAP augmente avec l’âge de la matrice. Cependant, dans le cas d’une discontinuité dans la nature de la matrice, de soudaines variations de concentrations en HAP libres peuvent survenir dans l’eau interstitielle, et une diffusion des HAP libres se met alors en place. Cette diffusion des HAP est plus sensible encore à l’interface eau-sediment, où on observe un transfert des HAP vers la colonne d’eau. La navigation diminue la couche limite de diffusion et renforce donc ces transferts. Le curage du lit sédimentaire quant à lui entraine un relargage massif de HAP libres dans la colonne d’eau. Ces HAP sont refixés par le matériel en suspension, mais cette re-fixation est précaire, les HAP pouvant être à nouveau libérés par la biodégradation du matériel en suspension assurant leur transport
This study presents the consequences, on PAH mobility, of 3 possible actions a watercourse administrator can take while facing a contaminated sedimentary bed: no action, the opening of the canal to navigation and its dredging. In this respect, concentration rates of free Polycyclic Aromatic Hydrocarbons have been obtained in the sedimentary column and in the water column by displaying passive samplers on different locations along the watercourse, one of them being exposed to navigation. A follow-up is made before, during and after the dredging of the watercourse. The impact of the age of the sedimentary matrix and of the microbiologic activity on the PAH transfer to the water column is studied through a remobilized sediment in batch experiments. It is then observed that the PAH sorption increases with the age of the matrix in one homogenous section of the sedimentary column. However, in case of a discontinuity in the matrix nature, sudden variations of free PAH concentration can occur in interstitial water. It results in a diffusion of free PAH. This PAH diffusion is even more sensitive to the water-sediment interface, on which we can observe a transfer of the PAH towards the water column. Navigation decreases the boundary layer and thus reinforces theses transfers.The dredging of the sediment bed results in a large release of free PAH in the water column. Those PAH are fixed again by the suspended material. Yet, this new fixation is frail : the PAH can be freed once more by the biodegradation of the suspended material transporting them

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Coelho, Macedo Cláudia Filipa. "Transfer and effects of brominated flame retardants (BFRs) on three plant species and one earthworm species in anthroposoils." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSET008/document.

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Abstract:

Une étude approfondie a été menée dans deux zones distinctes (Estarreja au Portugal, noté EST, et Casier Peyraud 6 en France, noté PEY) pour évaluer les niveaux de contamination, ainsi que leurs comportements dans des anthroposols et les risques potentiels de ces contaminants pour des organismes vivants du sol. L’objectif principal étant d’évaluer la mobilité environnementale des retardateurs de flamme bromés (RFBs) dans un écosystème terrestre, notamment vers les vers de terre (Eisenia fetida) et les plants (luzerne (Medicago sativa), cresson (Nasturtium officinale), moutarde blanche (Sinapsis alba), dans une prospective d’évaluation du risque de transferts de ces molécules.Le facteur de bioaccumulation (BAF) ainsi que les indices SET et ERITME ont été calculés. Le BAF permet de déterminer si une substance est accumulée dans un organisme donné et s’il existe un risque d’entrée et de diffusion tout au long de la chaine alimentaire. Les indices SET et ERITME permettent de classer les sites testés en fonction du transfert efficace des COs par les anthroposols aux organismes testés, et d’avoir une idée du risque potentiel pour l’écosystème. L’indice SET donne une idée globale de l’excès de transfert pour tous les contaminants dans les matrices étudiées. L’indice ERITME permet d’évaluer le risque environnemental global inhérent associé à l’excès de transfert des contaminants considérés. Compte tenu des valeurs ERITME, les matrices étudiées peuvent être classées dans un ordre de toxicité qui est aussi conforme pour l’ensemble des organismes testés (E. fetida, luzerne, cresson et moutarde)
A comprehensive study was conducted in two distinct areas (Estarreja in Portugal, noted EST, and Casier Peyraud 6 in France, noted PEY) to assess the contamination levels as well as their behavior in soils and the potential risks posed by these contaminants to soil organisms. The principal aim was to evaluate the environmental mobility of brominated flame retardants (BFRs) in a terrestrial ecosystem, namely to earthworms (Eisenia fetida) and plants (alfalfa (Medicago sativa), watercress (Nasturtium officinale) and white mustard (Sinapis alba)), concerning the BFRs transfer risk evaluation. The Bioaccumulation factor (BAF) as well as the SET and ERITME indexes were calculated. The BAF allow to determine if a substance is accumulated in a certain organism and if there exists the risk of entry and diffusion along the food chain. SET and ERITME indexes allow to rank the tested sites according to the effective OCs transfer from anthroposoils to the tested organisms and have an idea of the potential risk to the ec system. The SET index gives a global idea of the excess of transfer for all the contaminants in the studied matrices. The ERITME index allows to evaluate the possible inherent global environmental risk associated with the excess of transfer on the considered contaminants. Considering the ERITME values, the studied matrices can be classified in an apparent increasing order of toxicity that it is also in accordance with the levels of OCs found in the all the tested organisms (E. fetida, alfalfa, cress and mustard)

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Ho, Son Hong. "Numerical modeling and simulation for analysis of convective heat and mass transfer in cryogenic liquid storage and HVAC&R applications." [Tampa, Fla.] : University of South Florida, 2007. http://purl.fcla.edu/usf/dc/et/SFE0002266.

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Satyamurthy, Ranjan. "Investigations of pile foundations in brownfields." ScholarWorks@UNO, 2005. http://louisdl.louislibraries.org/u?/NOD,219.

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Abstract:

Thesis (M.S.)--University of New Orleans, 2005.
Title from electronic submission form. "A thesis ... in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in the Department of Civil and Environmental Engineering"--Thesis t.p. Vita. Includes bibliographical references.

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Bruner, Kathleen A. "Bioconcentration and trophic transfer of lipophilic contaminants by the zebra mussel, Dreissena polymorpha : the role of lipid content, body size, and route of exposure /." The Ohio State University, 1993. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu148784448589928.

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Ilina, Tatiana. "Modèles pseudo-diphasiques de transport facilité des colloïdes en milieux faiblement perméables." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL001N/document.

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Abstract:

Le but de cette thèse consiste à créer et développer un modèle de transport de suspension colloïdale en milieu poreux saturé qui sera capable de détecter et de prédire l'apparition de vitesses différentes entre l'eau et la suspension ; de distinguer les cas de l'accélération et de retard des particules colloïdales ainsi que de calculer les deux vitesses en utilisant l'information initiale des propriétés du milieu poreux et des particules. On a procédé de deux manières différentes. Premièrement, on a proposé une méthode analytique de calcul de facteur d'augmentation de la vitesse qu'on peut introduire dans le modèle monophasique classique du transport colloïdal. Deuxièmement, on a proposé un nouvelle approche mathématique phénoménologique pour décrire un transport colloïdal.Pour développer cette approche, on a utilisé le fait que les deux vitesses apparaissent automatiquement dans le modèle diphasique d'écoulement. Ainsi notre modèle doit être proche de celui diphasique. En conséquence, pour notre modèle mathématique, on a écarté l'approche traditionnelle qui suppose un transport d'un liquide monophasique
The aim of this PhD thesis is to create and to develop a colloid suspension transport model in the saturated porous media that will be able to detect and to predict the apparition of the difference between water and suspension velocity; to distinguish cases of acceleration and of deceleration of the colloidal particles and also to calculate the two velocities using the initial information on the properties of porous media and of particles. We are proceeded by two different manners. Firstly, we are proposed an analytical method of calculation of enhancement velocity factor that can be introduced in the classic colloid transport model that is single-phase one. Secondly, we are proposed a new phenomenological mathematical approach to describe a colloid transport. To develop this approach, we are used the fact that two velocities appear automatically in the two-phase transport model. Thus our model must be similar to two-phase one. Therefore, for our mathematical model we are refused the traditional approach that assumes a transport of a single-phase liquid

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Rahmeh, Mireille. "Etude expérimentale et numérique des performances de la ventilation mécanique par insufflation : qualité de l’air intérieur dans les bâtiments résidentiels." Thesis, La Rochelle, 2014. http://www.theses.fr/2014LAROS011/document.

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Abstract:

La mauvaise qualité de l'air intérieur a été classée parmi les cinq principaux risques environnementaux sur la santé publique (EPA, 2013). La ventilation est une solution bien connue pour réduire la variété de contaminants qui pourraient être trouvés à l'intérieur de bâtiments résidentiels. Cependant, comme l'air propre est un facteur essentiel pour une vie saine et un bâtiment sain, une faible consommation d'énergie est essentielle pour une planète saine. Pour ces raisons, différentes recherches scientifiques sont menées pour l'amélioration des performances des systèmes de ventilation afin de créer un équilibre entre la distribution de l'air et la qualité de l'air intérieur d’un côté et le confort thermique et l'efficacité énergétique d’un autre côté. Un des systèmes de ventilation existants est la ventilation mécanique par insufflation (VMI). Son principe consiste à introduire mécaniquement de l’air neuf depuis l’extérieur, après l’avoir filtré et préchauffé. Les systèmes existant à ce jour en France introduisent l’air via un ou deux points d’insufflation (situés généralement au centre de l’habitation). Quant à l'évacuation de l’air vicié, celui-ci est véhiculé par les sorties naturelles installées dans chaque pièce de la maison. L’objectif de ce travail est tout d’abord d’étudier les performances de la ventilation par insufflation dans un environnement réel puis de trouver des pistes d’amélioration qui permettront d’atteindre une meilleure qualité de l’air intérieur. En se basant sur deux études préliminaires présentées par le chapitre II, on a installé un système à insufflation répartie (un point d’insufflation/pièce de vie) dans une maison réelle où l’on a mené des expérimentations. Des scénarios d’émission de polluant ont été effectués à l’aide de la technique de gaz traceur. L’étude a montré que, malgré un débit de ventilation global du système VMI inférieur à celui du système de référence (ventilation mécanique par extraction hygroréglable B), la VMI fournit des résultats satisfaisants. En outre, elle aide à lutter contre le confinement des chambres et à réduire à l'intérieur, les concentrations des particules provenant des sources extérieures. Une étude numérique est réalisée en utilisant un modèle aéraulique et de transfert de masse multizone. Les résultats ont montré un bon accord avec l'expérience et sont prometteurs pour l’avenir ; une étude paramétrique permettant d'améliorer la performance de la VMI vient parachever ce travail
Poor indoor air quality has been ranked among the top five environmental risks on public health (EPA, 2013). The ventilation is a well-recognized solution for reducing the variety of contaminants that could be found inside residential buildings. However, as well as clean air is an essential factor for a healthy life and a healthy building, low energy consumption is significant for a healthy planet. For these reasons, scientific research are conducted to improve the performance of ventilation systems in order to obtain a balance in the controversial relationship between the air distribution and indoor air quality on the one hand and the thermal comfort and energy efficiency on the other hand. One of the existing ventilation systems is the Supply-Only Ventilation (SOV), known also as positive input ventilation (PIV). It functions by mechanically introducing fresh, filtered and preheated air into the center of the building. So far, the existing systems in France introduce air through one or two supply points (usually located in the center of the house). As for the evacuation, steal air goes out through natural vents installed in each room of the house. The aim of this study is to evaluate the performance of this system in terms of indoor air quality in a real environment and to find improvement field that will help in increasing the indoor air quality. Based on preliminary studies and on the airflow path principle required by French regulation, we decided to investigate a Multi Supply-Only Ventilation system (M-SOV). The idea is to have an insufflation point in the bedrooms and living room, while the free air outlets are located in the utility rooms (kitchen, bathroom and toilets). Different emission scenarios are experimentally simulated using tracer gas methods. The study shows that even though the flow rate of this system is lower than the extract only ventilation system (EOV), it provides satisfactory results. In addition, it helps fight against the confinement room and reduce the indoor particles concentrations originated from outdoor sources. A numerical study using a multizone airflow and contaminant transport model is performed. The numerical results show a good agreement with that of the experimental ones. Moreover, they are promising for the future parametric study in order to improve the SOV performance

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Navarrete, Rivas Cláudia Andrea. "Estimativa da transferência de Salmonella typhimurium DT 177 entre faca de aço inoxidável e carne suína artificialmente contaminada." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2017. http://hdl.handle.net/10183/170373.

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Abstract:

A contaminação cruzada por Salmonella spp. durante o processo de abate de suínos contribui para o aumento da prevalência de carcaças positivas no pré-resfriamento. Um dos fatores que pode contribuir para a contaminação cruzada é a execução de cortes e palpação de carcaças durante o processo de inspeção. O presente estudo teve como objetivo estimar, por meio de ensaios laboratoriais, a transferência de Salmonella Typhimurium DT 177 entre faca e carne suína, para subsidiar análises futuras aplicadas ao processo de abate. Foram conduzidas observações independentes e aleatórias da transferência de uma cepa de S. Typhimurium resistente a Ampicilina (AmpR), entre faca e carne suína, as quais formaram quatro coleções de dados: Coleção de dados A: transferência de S. Typhimurium AmpR de faca contaminada para porção de carne suína cortada uma vez (n=20); Coleção de dados B: transferência de S. Typhimurium AmpR de faca contaminada para porção de carne suína cortada cinco vezes no mesmo lugar (n=20); Coleção de dados C: Transferência de S. Typhimurium AmpR de porção de carne suína contaminada para faca após execução de um corte (n=20); Coleção de dados D: Transferência de S. Typhimurium AmpR de porção de carne suína contaminada para faca após execução de cinco cortes no mesmo lugar (n=20). As bactérias transferidas foram quantificadas na lâmina da faca e na superfície da carne, a porcentagem de transferência foi calculada em todas as coleções de dados. As porcentagens de transferência entre as coleções de dados foram comparadas por meio de teste t para amostras independentes usando o programa R Core Team. As percentagens médias de transferência na coleção de dados A e B foram de 6,26% (4,7% – 7,7%) e 8,32% (6,4% - 10,2%). Nas coleções de dados C e D, as percentagens médias de transferência foram, respectivamente, 0,42% (0,3% - 0,5%) e 0,3% (0,2% - 0,4%). Não houve diferença significativa entre as percentagens de transferência após um e cinco cortes consecutivos. A partir disso, conclui-se que há transferência de S. Typhimurium da faca para a carne suína, bem como da carne suína para a faca. A porcentagem de transferência da carne suína contaminada para a faca é baixa, ao passo que a faca contaminada transfere alta percentagem do total de células de S. Typhimurium que carreia, durante a realização dos cortes.
Cross-contamination by Salmonella spp. during the pig slaughtering process contributes to increase the prevalence of positive carcasses in pre-chilling. One of the factors that may contribute to cross-contamination is the implementation of cuts and palpation of carcasses during the inspection process. The present study aimed to estimate, through laboratory tests, the transfer of Salmonella Typhimurium between knife and swine meat, to support future analyzes applied to the slaughter process. Independent and random observations of the transfer of a strain of S. Typhimurium Ampicillin-resistant (AmpR) between knife and swine meat were conducted, which formed four collections of data: Data collection A: Transfer of S. Typhimurium AmpR from contaminated knife to one portion of swine meat cut once (n = 20); Data collection B: Transfer of S. Typhimurium AmpR from contaminated knife to swine meat portion cut five times in the same place (n=20); Data collection C: Transfer of S. Typhimurium AmpR from portion of contaminated meat swine to knife after a cut (n=20); Data collection D: Transfer of S. Typhimurium AmpR from swine meat portion contaminated to knife after five cuts in the same place (n=20). The transfer percentages between the data collection were compared by t-test for independent samples using the R Core Team software. The mean transfer percentages in the data collection A and B were 6,26% (4,7% - 7,7%) and 8,32% (6,4% - 10,2%). In the C and D data collections, mean transfer rates were, respectively, 0.42% (0.3% - 0.5%) and 0.3% (0.2% - 0.4%). There was not significant difference between transfer rates after one and five consecutive cuts. From this, it is concluded that there is transfer of S. Typhimurium from the knife to the swine meat as well as from the swine meat to the knife. The percentage of transfer of contaminated pork to the knife is low, while the contaminated knife transfers at high percentage of the total number of S. Typhimurium cells it carries during cuts.

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Barraza, Castelo Fiorella. "Evaluation de l'exposition humaine liée aux activités pétrolières en Equateur : de la surveillance de la qualité de l'air à l'étude du transfert des contaminants métalliques dans le continuum sol-plante." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30168/document.

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Abstract:

L'Équateur est le 5ème pays producteur de pétrole en Amérique du Sud. Les étapes d'extraction et de raffinage génèrent des déchets contentant des métaux co-émis avec les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs), connus pour leurs effets cancérogènes et toxiques chez l'homme. Dans ce contexte et dans le cadre du programme ANR MONOIL, le premier objectif de cette thèse était de déterminer la distribution des métaux dans l'environnement sur les provinces d'Orellana et Sucumbíos (zones d'extraction du pétrole en Amazonie, " NAR ") et dans la ville d'Esmeraldas (raffinerie, sur la côte Pacifique," NPC "). Le 2ème objectif était d'étudier le transfert des métaux depuis le sol ou l'air vers les cacaoyers, largement cultivés en Equateur, et d'en déterminer les impacts sur la santé après ingestion. Enfin, le 3ème objectif était de surveiller la qualité de l'air (PM10) afin d'évaluer l'impact des activités anthropiques et le potentiel oxydatif des particules. Des sols et des cultures ont été collectés dans 31 fermes entre 2014 et 2016. Des échantillons d'air ont été prélevés mensuellement sur 3 sites, à proximité des plateformes pétrolières et de la raffinerie. La composition chimique (teneurs en métaux, carbone organique et élémentaire, ions, sucres, polyols, HAPs) a été déterminée dans les PM10. L'évaluation des risques sanitaires a été réalisée via 3 voies d'exposition. Les effets non cancérogènes et cancérogènes ont été quantifiés à l'aide de l'Indice de Risque (HI) et du Risque Total de Cancer (TCR). La bioaccessibilité du Cd par ingestion a été déterminée avec le test BARGE dans les pâtes et fèves de cacao. La formation d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) a été quantifiée par spectrophotométrie en utilisant 3 essais acellulaires: DTT, AA et DCFH. Les résultats montrent que dans 72% des sites, les concentrations en Ba, Co, Cu, Cr, Ni, V et Zn dans les sols dépassent les limites de la législation équatorienne. Pour la plupart des cultures, les concentrations en métaux sont inférieures aux limites de détection, sauf pour le Cd dans le cacao et le Pb dans le manioc, qui dérogent aux normes de qualité alimentaire. Les cacaoyers accumulent le Cd dans les feuilles, les cabosses et les fèves. Comme la teneur en Cd du pétrole est inférieure à la limite de détection, les produits agrochimiques et les intrants organiques peuvent être incriminés. Près de 100% de la teneur totale en Cd dans les pâtes et fèves de cacao est bioaccessible par ingestion. Le risque pour la santé après consommation de chocolat oscille entre faible et élevé, selon la quantité ingérée. Dans les PM10, le Ba et le Mo, traceurs spécifiques des activités pétrolières, ont montré des valeurs beaucoup plus élevées que celles enregistrées dans les sites industriels. Les ratios OC/EC étaient plus élevés en Amazonie, suggérant des émissions biogéniques plus importantes. La teneur en HAPs est plus élevée sur la côte, cependant les niveaux de BaP étaient inférieurs aux limites de l'UE. Les résultats du potentiel oxydatif ont montré que les composés émis par l'industrie pétrolière (HAPs, Ba, Ni, Zn), par la combustion de la biomasse (sucres) dans le NAR ainsi que les traceurs industriels dans le NPC (As, Ba, Ni, NH4+) corrèlent avec la génération de ROS. Les principales voies d'exposition aux métaux sont l'ingestion et l'inhalation et, dans une moindre mesure, le contact dermique avec le sol. Les enfants tout comme les adultes sont vulnérables aux effets toxiques de ces composés. Enfin, d'autres facteurs comme la déforestation, l'agriculture et les émissions naturelles (volcans) dans le NAR mais aussi les industries dans le NPC contribuent également aux dégâts environnementaux constatés et aux effets néfastes sur la santé
Ecuador is the 5th crude oil producer country in South America. Oil extraction and refining generate toxic waste containing metals co-emitted with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), naturally present in crude oil or added during production, and known for their carcinogenic and toxic effects in humans. In this context and as a part of the ANR MONOIL program, the first aim of this PhD research was to determine the distribution of metal(loid)s in the environment in the provinces of Orellana and Sucumbíos (oil extraction, North Amazon " NAR ") and the city of Esmeraldas (oil refining, North Pacific Coast, " NPC "). The second aim was to determine if there was a transfer of toxic metals, such as Cd, from soil or air to cacao crops, widely cultivated in Ecuador, and if the consumption of cacao-based products could imply risks for human health. Finally, the third aim was to monitor air quality over 2 years in both areas to assess the impact of anthropogenic activities and the oxidative burden of particulate matter (PM10). Soils and local crops were collected in 31 small-scale farms, between 2014 and 2016. Monthly PM10 samples were collected in 3 sites, in the vicinity of oil platforms close to the refinery. PM10 chemical composition (contents in metals, organic and elementary carbon (OC, EC), ions, sugars, polyols, PAHs) was determined. Human health risk assessment was performed taking into account ingestion, inhalation and dermal contact. Non carcinogenic and carcinogenic effects were quantified using the Hazard Index (HI) and the Total Cancer Risk (TCR). Bioaccessibility of Cd after ingestion was determined by the BARGE in vitro test in cacao beans and liquors. In aerosols, reactive oxygen species (ROS) formation was quantified using 3 acellular assays: DTT (dithiothreitol), AA (ascorbic acid) and DCFH (2',7'-dichlorodihydrofluorescein). Ba, Co, Cu, Cr, Ni, V and Zn concentrations in 72% of the study soils exceeded the limits of the Ecuadorian legislation. For most of the crops, elements were below the limits of detection but, Cd in cacao and Pb in manioc were above the international standards for food quality. Cacao trees accumulate Cd in leaves, pod husks and beans. Because Cd contents in crude oil were below the detection limits, agrochemical products and natural inputs may also be important sources. Almost 100% of the total Cd content in cacao beans and liquor was bioaccessible by ingestion. The health risk after chocolate consumption was low to high, depending on the ingestion rate and the cacao liquor percentage. In PM10, As, Cd, Ni and Pb were below the EU thresholds. However, Ba and Mo, specific tracers of oil activities, used as weighting agents or catalyzers during drilling and refining, showed values much higher than those recorded in other urban-industrialized sites. PM10 composition depended on oil activity. OC/EC ratios were higher in the NAR (oil extraction) than in the NPC (oil refining), suggesting that biogenic emissions were more important in the Amazon area. PAHs contents were higher in the NPC, but levels of benzo-a-pyrene were below the EU limits. Oxidative potential results showed that compounds emitted by oil industry (PAHs, Ba, Ni, Zn) and by biomass burning (sugars) in the NAR as well as industrial tracers in the NPC (As, Ba, Ni, NH4+) were correlated with ROS generation. Regarding residential exposure, the main routes of exposure to metal(loid)s were first ingestion, inhalation and in a small extent soil dermal contact, being both children and adults vulnerable. Finally, the oil Ecuadorian environment is not only contaminated by oil activities. Other factors like deforestation, agriculture and natural emissions (volcanos) in the NAR and industries in the NPC also contribute to environmental damages and may lead to adverse health effects

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Derdar, Mawaheb M. Zarok. "Experimental and kinetic modelling of multicomponent gas/liquid ozone reactions in aqueous phase. Experimental investigation and Matlab modelling of the ozone mass transfer and multicomponent chemical reactions in a well agitatated semi-batch gas/liquid reactor." Thesis, University of Bradford, 2010. http://hdl.handle.net/10454/4872.

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Abstract:

Due to the ever increasing concerns about pollutants and contaminants found in water, new treatment technologies have been developed. Ozonation is one of such technologies. It has been widely applied in the treatment of pollutants in water and wastewater treatment processes. Ozone has many applications such as oxidation of organic components, mineral matter, inactivation of viruses, cysts, bacteria, removal of trace pollutants like pesticides and solvents, and removal of tastes and odours. Ozone is the strongest conventional oxidant that can result in complete mineralisation of the organic pollutants to carbon dioxide and water. Because ozone is unstable, it is generally produced onsite in gas mixtures and is immediately introduced to water using gas/liquid type reactors (e.g. bubble columns). The ozone reactions are hence of the type gas liquid reactions, which are complex to model since they involve both chemical reactions, which occur in the liquid phase, and mass transfer from the gas to the liquid phase. This study focuses on two aspects: mass transfer and chemical reactions in multicomponent systems. The mass transfer parameters were determined by experiments under different conditions and the chemical reactions were studied using single component and multicomponent systems. Two models obtained from the literature were adapted to the systems used in this study. Mass transfer parameters in the semi-batch reactor were determined using oxygen and ozone at different flow rates in the presence and absence of t-butanol. t-Butanol is used as a radical scavenger in ozonation studies and it has been found to affect the gas¿liquid mass transfer rates. An experimental study was carried out to investigate the effects of t-butanol concentrations on the physical properties of aqueous solutions, including surface tension and viscosity. It was found that t-butanol reduced both properties by 4% for surface tension and by a surprising 30% for viscosity. These reductions in the solution physical properties were correlated to enhancement in the mass transfer coefficient, kL. The mass transfer coefficient increased by about 60% for oxygen and by almost 50% for ozone. The hydrodynamic behaviour of the system used in this work was characterised by a homogeneous bubbling regime. It was also found that the gas holdup was significantly enhanced by the addition of t-butanol. Moreover, the addition of t-butanol was found to significantly reduce the size of gas bubbles, leading to enhancement in the volumetric mass transfer coefficient, kLa. The multicomponent ozonation was studied with two systems, slow reactions when alcohols were used and fast reactions when endocrine disrupting compounds were used. ii These experiments were simulated by mathematical models. The alcohols were selected depending on their volatilization at different initial concentrations and different gas flow rates. The degradation of n-propanol as a single compound was studied at the lowest flow rate of 200 mL/min. It was found that the degradation of n-propanol reached almost 60% within 4 hours. The degradation of the mixture was enhanced with an increase in the number of components in the mixture. It was found that the degradation of the mixture as three compounds reached almost 80% within four hours while the mixture as two compounds reached almost 70%. The effect of pH was studied and it was found that an increase in pH showed slight increase in the reaction. Fast reactions were also investigated by reacting endocrine disrupting chemicals with ozone. The ozone reactions with the endocrine disrupters were studied at different gas flow rates, initial concentrations, ozone concentrations and pH. The degradation of 17¿-estradiol (E2) as a single compound was the fastest, reaching about 90% removal in almost 5 minutes. However estrone (E1) degradation was the lowest reaching about 70% removal at the same time. The degradation of mixtures of the endocrine disruptors was found to proceed to lower percentages than individual components under the same conditions. During the multicomponent ozonation of the endocrine disruptors, it was found that 17¿-estradiol (E2) converted to estrone (E1) at the beginning of the reaction. A MATLAB code was developed to predict the ozone water reactions for single component and multicomponent systems. Two models were used to simulate the experimental results for single component and multicomponent systems. In the case of single component system, good simulation of both reactions (slow and fast) by model 1 was obtained. However, model 2 gave good agreement with experimental results only in the case of fast reactions. In addition, model 1 was applied for multicomponent reactions (both cases of slow and fast reaction). In the multicomponent reactions by model 1, good agreement with the experimental results was also obtained for both cases of slow and fast reactions.
Ministry of Higher Education in Libya and the Libyan Cultural Centre and Educational Bureau in London.

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Derdar, Mawaheb M. Zarok. "Experimental and kinetic modelling of multicomponent gas/liquid ozone reactions in aqueous phase : experimental investigation and Matlab modelling of the ozone mass transfer and multicomponent chemical reactions in a well agitated semi-batch gas/liquid reactor." Thesis, University of Bradford, 2010. http://hdl.handle.net/10454/4872.

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Abstract:

Due to the ever increasing concerns about pollutants and contaminants found in water, new treatment technologies have been developed. Ozonation is one of such technologies. It has been widely applied in the treatment of pollutants in water and wastewater treatment processes. Ozone has many applications such as oxidation of organic components, mineral matter, inactivation of viruses, cysts, bacteria, removal of trace pollutants like pesticides and solvents, and removal of tastes and odours. Ozone is the strongest conventional oxidant that can result in complete mineralisation of the organic pollutants to carbon dioxide and water. Because ozone is unstable, it is generally produced onsite in gas mixtures and is immediately introduced to water using gas/liquid type reactors (e.g. bubble columns). The ozone reactions are hence of the type gas liquid reactions, which are complex to model since they involve both chemical reactions, which occur in the liquid phase, and mass transfer from the gas to the liquid phase. This study focuses on two aspects: mass transfer and chemical reactions in multicomponent systems. The mass transfer parameters were determined by experiments under different conditions and the chemical reactions were studied using single component and multicomponent systems. Two models obtained from the literature were adapted to the systems used in this study. Mass transfer parameters in the semi-batch reactor were determined using oxygen and ozone at different flow rates in the presence and absence of t-butanol. t-Butanol is used as a radical scavenger in ozonation studies and it has been found to affect the gas-liquid mass transfer rates. An experimental study was carried out to investigate the effects of t-butanol concentrations on the physical properties of aqueous solutions, including surface tension and viscosity. It was found that t-butanol reduced both properties by 4% for surface tension and by a surprising 30% for viscosity. These reductions in the solution physical properties were correlated to enhancement in the mass transfer coefficient, kL. The mass transfer coefficient increased by about 60% for oxygen and by almost 50% for ozone. The hydrodynamic behaviour of the system used in this work was characterised by a homogeneous bubbling regime. It was also found that the gas holdup was significantly enhanced by the addition of t-butanol. Moreover, the addition of t-butanol was found to significantly reduce the size of gas bubbles, leading to enhancement in the volumetric mass transfer coefficient, kLa. The multicomponent ozonation was studied with two systems, slow reactions when alcohols were used and fast reactions when endocrine disrupting compounds were used. ii These experiments were simulated by mathematical models. The alcohols were selected depending on their volatilization at different initial concentrations and different gas flow rates. The degradation of n-propanol as a single compound was studied at the lowest flow rate of 200 mL/min. It was found that the degradation of n-propanol reached almost 60% within 4 hours. The degradation of the mixture was enhanced with an increase in the number of components in the mixture. It was found that the degradation of the mixture as three compounds reached almost 80% within four hours while the mixture as two compounds reached almost 70%. The effect of pH was studied and it was found that an increase in pH showed slight increase in the reaction. Fast reactions were also investigated by reacting endocrine disrupting chemicals with ozone. The ozone reactions with the endocrine disrupters were studied at different gas flow rates, initial concentrations, ozone concentrations and pH. The degradation of 17β-estradiol (E2) as a single compound was the fastest, reaching about 90% removal in almost 5 minutes. However estrone (E1) degradation was the lowest reaching about 70% removal at the same time. The degradation of mixtures of the endocrine disruptors was found to proceed to lower percentages than individual components under the same conditions. During the multicomponent ozonation of the endocrine disruptors, it was found that 17β-estradiol (E2) converted to estrone (E1) at the beginning of the reaction. A MATLAB code was developed to predict the ozone water reactions for single component and multicomponent systems. Two models were used to simulate the experimental results for single component and multicomponent systems. In the case of single component system, good simulation of both reactions (slow and fast) by model 1 was obtained. However, model 2 gave good agreement with experimental results only in the case of fast reactions. In addition, model 1 was applied for multicomponent reactions (both cases of slow and fast reaction). In the multicomponent reactions by model 1, good agreement with the experimental results was also obtained for both cases of slow and fast reactions.

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Perrier, Fanny. "Nanocontamination d'organismes aquatiques par des particules inorganiques : transfert trophique et impacts toxiques." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0959.

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Abstract:

En raison d’une utilisation croissante et massive, les nanoparticules manufacturées apparaissentcomme de potentiels contaminants émergents pour l’environnement, incluant notammentles écosystèmes aquatiques. Alors que le transfert trophique semble constituer unevoie d’exposition majeure pour les organismes, une connaissance lacunaire dans la littératurescientifique persiste, résultant pour partie des difficultés expérimentales inhérentes àce type d’exposition. Pour ce travail en conditions contrôlées de laboratoire, les nanoparticulesd’or (sphériques, 10 nm, fonctionnalisées aux PEG-amines), stables en solution, ontété choisies pour l’étude du transfert trophique et des impacts toxiques sur des organismesaquatiques. Ce continuum trophique considère la base des réseaux trophiques (biofilms naturels,algues), des niveaux intermédiaires (poissons brouteurs, bivalves suspensivores), jusqu’auxorganismes de haut de chaînes trophiques, avec l’anguille européenne. Avec des expositionsréalisées à de relatives faibles doses, ce travail tend à la représentativité environnementale.Des approches méthodologiques intégratives des niveaux subcellulaire à tissulaire(RT-qPCR, séquençage haut-débit, histologie) ont permis d’évaluer les impacts toxiques.Les résultats indiquent une importante capacité de rétention des nanoparticules par les biofilmsnaturels. À la suite d’une exposition de 21 jours, les dosages d’or révèlent un transfertdes biofilms aux poissons brouteurs, avec une distribution de l’or dans tous les organes. Deplus, ce transfert est associé à une réponse inflammatoire au regard des lésions histologiquesobservés dans les foies, rates et muscles des poissons exposés. Une chaîne alimentaire « naturelle» à trois maillons trophiques, impliquant algues - bivalves - anguilles européennes,atteste d’un transfert significatif jusqu’au poisson prédateur. Enfin, l’analyse du transcriptome,par une approche de séquençage haut-débit, des foies et cerveaux d’anguilles exposéesaux nanoparticules par nourriture enrichie, a permis de mettre en évidence une réponseconjointe à ces deux organes dans des processus biologiques associés au système immunitaireet sa régulation, dont des récepteurs NOD-like impliqués dans l’inflammasome.L’ensemble des résultats expérimentaux interpellent quant aux effets délétères à long-termequ’engendreraient les nanoparticules sur les écosystèmes aquatiques, illustrant par ailleursla propension de ces contaminants à être transférés dans les chaînes trophiques
Due to an increasing and massive use, engineered nanoparticles are raising as potentialemerging contaminants in the environment, including aquatic ecosystems. While trophictransfer appears to constitute a major exposure route for organisms, scientific literature hasdifficulties to respond to the questions raised to explore the range of the interactions existingbetween nanoparticles and living organisms at different scales from the trophic interactionsto the cellular impacts. This problem is partly due to experimental difficulties inherent tothis exposure type. For this work performed in controlled laboratory conditions, sphericalgold nanoparticles (10 nm, coated with PEG-amines, positively charged) were chosen tostudy the trophic transfer and toxic effects on aquatic organisms. Trophic chains concernedseveral trophic levels (up to three) with a variety of species considered : the basis of thetrophic web with natural biofilms or microalgae, intermediate levels with grazing fish orsuspensivorous bivalves, and up to top food chain organisms, with the European eel, a carnivorousfish.With relatively low doses for exposures, this work tends to represent environmentalconditions. Integrative methodological approaches from subcellular to tissue levels(RT-qPCR, RNA-sequencing, histology) were performed in order to assess toxic impacts.The results indicate a high retention capacity of nanoparticles by natural biofilms. Followinga 21-day exposure, gold quantifications reveal a transfer from biofilms to grazing fish, witha gold distribution in all organs. Moreover, this transfer is associated with an inflammatoryresponse according to the histological lesions observed in the liver, spleen and muscle ofexposed fish. A longer food chain, with three trophic levels involving microalgae - bivalves- European eels, is set up to give a better representation of the complexity of trophic interactionsin the aquatic environment. It shows a significant transfer to the predatory fish.Transcriptomic analyses, using the RNA-sequencing approach, for the liver and the brain ofexposed eels by nanoparticles’ enriched food, highlight a joint response for these two organsin the biological processes associated with the immune system and its regulation, includingNOD-like receptors involved in inflammasome.All the experimental results suggest long-term harmful effects that nanoparticles would generatein aquatic ecosystems, emphasizing the ability of these contaminants to be transferredthroughout trophic chains

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

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Abstract:

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

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Dissertations / Theses on the topic 'Contaminant transfers'

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