Dissertations / Theses: 'Contamination sols et légumes'

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Diop, Amadou. "Diagnostic des pratiques d'utilisation et quantification des pesticides dans la zone des Niayes de Dakar (Sénégal)." Phd thesis, Université du Littoral Côte d'Opale, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00959895.

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Abstract:

L'agriculture urbaine dans la zone des Niayes de Dakar fournit 60% des besoins en légumes de cette région à fort taux d'urbanisation. Les maraîchers de cette zone ont de plus en plus recours aux pesticides pour lutter contre les ravageurs et maladies des cultures. Les objectifs de ce travail sont de tenter de répondre à la problématique suivante : les pratiques d'utilisation des pesticides ont-elles un impact sur la qualité des ressources environnementales dans cette zone? La consommation des produits horticoles et des eaux souterraines de cette zone comporte-t-elle un risque pour les populations? Nous avons tenté de répondre à ces questions par le biais d'enquêtes de terrain et d'analyses. Les résultats des enquêtes ont mis en évidence l'application de diverses matières actives appartenant aux organophosphorés, organochlorés, carbamates et pyréthrinoïdes sur une variété de spéculations. Les pesticides appliqués ne sont pas généralement homologués et certains d'entre eux sont des polluants organiques persistants et donc interdits d'utilisation au Sénégal. Les pratiques d'utilisation (fréquences, quantités appliquées, conditions de stockage, méthodes d'élimination des emballages) ne respectent pas les règles prescrites par les bonnes pratiques agricoles. Les analyses ont porté sur 80 échantillons d'eaux souterraines, 119 de sol, et 175 de légumes, collectés au niveau des sites de Niaga, de Thiaroye, de Cambérène et de Malika sur quatre campagnes. Les résultats montrent des niveaux de contamination environnementale élevés de la zone des Niayes avec la détection de 15 (eaux souterraines et légumes) et de 17 (sol) pesticides sur 21 recherchés. Dans toutes les matrices, les molécules ayant été détectées à des fréquences élevées sont celles qui avaient enregistré des fréquences de citation d'au minimum 6%. Près de 56% des points d'eau ont présenté au moins une substance dont la concentration moyenne est supérieure à la norme de qualité correspondante et 38% ne respectaient pas la norme de concentration totale. Pour les légumes, des pourcentages de non-conformité variant entre 58 et 76% selon les sites ont été obtenus. Les apports journaliers estimés ont montré que près de 80% des quantités de résidus de pesticide ingérables correspondent aux résidus des trois premières classes de pesticides (extrêmement dangereux, hautement dangereux et modérément dangereux) selon l'OMS. Cette observation montre que le risque lié à l'exposition des populations à l'eau et aux aliments contaminés est réel.

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Mbodji, Mor. "Etude des impacts environnementaux et sanitaires des déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) au Sénégal : cas de la ville de Dakar." Electronic Thesis or Diss., Lyon, 2021. http://www.theses.fr/2021LYSE1290.

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Abstract:

Les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) sont particulièrement problématiques dans le monde. Le but de cette thèse était d’évaluer les effets potentiellement néfastes des déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) sur la dispersion de métaux dans l’environnement et leur risque pour la santé humaine à Dakar, au Sénégal. Des études ont d’abord porté sur la détermination des métaux dans les sols de quatre sites de recyclage des DEEE à Dakar (Mbeubeuss, Mermoz Pikine et Reubeuss) par les techniques LIBS et fluorescence X portable. Les résultats de ce travail ont montré que tous les sites étudiés ont été contaminés par les éléments tels que Pb, Cr, Fe, Mn et Zn en comparaison avec un site témoin. La répartition des métaux est fortement dépendante du site et donc de l’activité menée. La contamination potentielle de la population à travers la chaîne alimentaire a été évaluée par l’analyse de légumes produits à proximité de la plus grande décharge de déchets DEEE (Mbeubeuss). La spéciation par extraction séquentielle des éléments Sb, Pb, Sr, Cr, Cu Mn et Zn dans les sols maraîchers a montré que les éléments étaient majoritairement présents dans la fraction résiduelle. Cette approche a permis de montrer que les métaux n’étaient pas mobiles et peu biodisponibles pour les plantes. La contamination des éléments métalliques dans deux lots de légumes récoltés dans deux zones maraichères de Mbeubeuss et l’évaluation du potentiel risque sanitaire associé à la consommation de ces produits ont été étudiés. Les résultats de l’analyse du 1er lot ont montré les teneurs du Cu, Cr, Mn, Zn et Fe ont conduit à des niveaux de métaux bas et des indices de risques faibles. Pour le 2ème lot de légumes (plus proche de Mbeubeuss) les concentrations en Cr, Zn et Pb sont plus élevées avec un indice risque lié à la présence de Cr. Les résultats de ce travail ont permis de conclure qu’il existe un potentiel danger sanitaire pour les consommateurs des légumes lié à l’élément Cr, uniquement si ce dernier est sous forme CrVI
Waste electrical and electronic equipment (WEEE) is particularly problematic around the world. The aim of this thesis was to assess the potentially harmful effects of waste electrical and electronic equipment (WEEE) on the dispersion of metals in the environment and their fate to human health in Dakar, Senegal. Studies first focused on the determination of metals in the soils of four WEEE recycling sites in Dakar (Mbeubeuss, Mermoz Pikine and Reubeuss) by LIBS and portable X-ray fluorescence techniques. The results of this work showed that all the sites studied were contaminated by elements such as Pb, Cr, Fe, Mn and Zn in comparison with a control site. The distribution of metals is highly dependent on the site and therefore on the recycling activity. The potential contamination of the population through the food chain was assessed by analyzing vegetables produced near the largest WEEE waste dump (Mbeubeuss). Speciation by sequential extraction of the elements Sb, Pb, Sr, Cr, Cu Mn and Zn in market garden soils showed that the elements were mainly present in the residual fraction. This approach has shown that the metals are not mobile and not very bioavailable to plants. The contamination of metallic elements in two batches of vegetables produced from two distinct market gardening areas near Mbeubeuss and the evaluation of the potential health risk associated with the consumption of these products were studied. The results obtained from the first batch showed the contents of Cu, Cr, Mn, Zn and Fe led to risk indices. For the 2nd batch of vegetables (closer to Mbeubeuss) the concentrations of Cr, Zn and Pb are higher with a risk linked to the presence of Cr. The results of this work led to the conclusion that there is a potential health hazard for consumers of vegetables linked to the Cr element, only if it is present as CrVI

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Bekmirzaev, Gulom. "Relations eau et cultures de légumes : effet des sols salins et conditions de sècheresse sur la croissance, composition minérale et photosynthèse." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10010/document.

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Abstract:

La salinité est un problème mondial qui retarde la croissance des plantes et ralenti la productivité à cause de la salinisation progressive des sols et de l'eau, une de ces nouvelles techniques est l'utilisation d'espèces végétales pour enlever le sel. Afin d'étudier la capacité potentielle de certaines plantes pour éliminer les sels du sol, deux espèces Portulaca oleracea et Tetragonia tetragonioides et la laitue (Lactuca Sativa L) ont été étudiées pour évaluer leurs efficacités à éliminer les sels d'un sol sableux. Les plantes ont été analysées selon certains critères de croissance et de composition minérale des feuilles et du sol. On constate, d'après les résultats obtenus, que la T. tetragonioides est le meilleur choix des espèces testés qui permet la réduction de la salinité. Il y a d'autres avantages pour l’utilisation de cette espèce comme : 1) une production élevée de biomasse; 2) plusieurs récoltes au cours de l'année (été et hiver); 3) teneurs élevés en minéraux; 4) l'importance de l'horticulture, en tant que culture de feuille végétale; 5) multiplication facile des semences; 6) tolérance à la sécheresse et des conditions arides ; 7) contrôle en raison de son excellente couverture du sol qui réduit les phénomènes d'érosion. L’espèce P. Oleracea a une tolérante élevée pour la sécheresse suivie de l’espèce T. tetragonioides. D'autre part, la laitue est une culture irriguée et par conséquent, ne suffit pas à réduire la salinité du sol. Suite aux observations, il a été montré que cette nouvelle technique de culture permet de contrôler la salinité et c’est un bon outil de remédiation pour maintenir la durabilité du paysage et des zones irriguées
Conventional techniques used to control the soil salinization process - soil leaching or fertilization enhancing - contribute highly to soil and aquifers contamination; on the other hand, the use of salt tolerant species will be very useful to the plants, but does not solve the problem of soil or groundwater contamination. Hence, the only way to control the salinization process to maintain the sustainability of landscapes and agricultural fields is to combat the salinization problems with environmentally safe and clean techniques. One of these new techniques is the use of salt removing species. In order to study the potential capacity to remove soil salts, two horticultural species Portulaca oleracea and Tetragonia tetragonioides, and the salt sensitive crop lettuce (Lactuca Sativa L) were evaluated for their efficiency to remove salts from sandy soil. Plants were analysed relatively to total growth and mineral composition of the leaves and soil. According to the results, it was seen that T. tetragonioides is the best salt removing species and complementary, it has other benefits, which are as follows: 1) high biomass production; 2) several harvests; 3) high content of minerals; 4) horticultural importance; 5) easy multiplication; 6) easy crop management; 7) tolerance to drought conditions; 8) soil erosion control. P. oleracea is a high drought tolerant species, followed by T. tetragonioides. As concluding remarks, it was shown that this new technique to control salinity is a powerful and environmental clean tool to maintain the sustainability of the landscape and of the irrigated areas

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Denys, Sébastien. "Prédiction de la phytodisponibilité de deux radionucléides (63 NI et 99 TC) dans les sols." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL575N.

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Abstract:

Les calculs de sûreté du stockage de déchets radioactifs en milieu géologique profond nécessitent la connaissance du comportement de radionucléides à vie longue dans la biosphère. Le sol, support des chaînes alimentaires terrestres, est un compartiment clé déterminant les transferts des radionucléides à l'Homme. La prédiction des transferts sol-plante repose sur la caractérisation de la phytodisponibilité de ces éléments dans les sols intégrant l'ensemble des processus de transfert au sein du profil. L'objectif de ce travail est la prédiction de la phytodisponibilité des radionucléides dans les sols cultivés. La phytodisponibilité de deux radionucléides de mobilité différente, 63Ni et 99Tc, a été étudiée au niveau de l'échantillon de terre ou du profil de sol cultivé. Trois sols présentant des propriétés hydrauliques et physico-chimiques contrastées ont été échantillonnés de manière à isoler des colonnes non remaniées (50 cm x 50 cm) : une rendzine, un sol brun colluvial argileux et un sol brun acide sablo-limoneux. Ces lysimètres ont été placés en serre et équipés de bougies poreuses et de collecteurs finaux permettant de recueillir les eaux de drainage et la solution du sol. La première année une céréale de printemps, le mai͏̈s (Zea mays L. ), a été cultivée et irriguée recevant une contamination unique en début d'été. Après récolte début octobre, une céréale d'hiver, le blé tendre (Triticum aestivum L. ) a été semée. La contamination par irrigation s'est effectuée en une fois pour le 63NI et en trois fois pour le 99Tc à partir du mois de mars. Les transferts des radionucléides vers les eaux et vers les parties aériennes ont été suivies tout au long des deux années de culture. Les résultats ont montré que la phytodisponibilité d'un radionucléide, issu d'une contamination unique ou répétée, peut être déduite à partir de celle d'analogues chimiques ou isotopiques préexistant dans les sols. Le 63Ni se dilue dans le pool des ions Ni2+ isotopiquement échangeable des sols. Le 99TcO4- se dilue dans le pool des ions NO3- assimilables par la plante. La forte évapotranspiration provoquée par le mai͏̈s jusqu'à sa maturité entraîne un maintien des radionucléides en surface du profil par manque de lame d'eau drainante. . .

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Létondor, Clarisse. "Etude des mécanismes histologiques et physiologiques du transfert de la chlordécone (insecticide organochlore) dans les vegetaux." Thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://www.theses.fr/2014INPT0008/document.

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Abstract:

La chlordécone (CLD) est un insecticide organochloré qui a été utilisé principalement aux Antilles pour lutter contre le charançon du bananier (Cosmopolites sordidus). Sa faible dégradabilité dans le sol et sa dispersion dans les bassins versants entraînent une contamination durable des sols agricoles et des écosystèmes environnants. Cela pose un problème d’exposition pour l’Homme par la consommation de végétaux contaminés et pour l’environnement par le transfert de la molécule dans les chaînes alimentaires (bioamplification). Pour l’Homme, les principaux végétaux à risque sont les légumes-racines, en contact direct avec la CLD dans le sol, mais aussi les autres légumes car des résidus de CLD sont retrouvés dans les parties aériennes, tiges ou feuilles. Ce travail de thèse a porté sur le transfert sol-plante de la CLD, d’une part dans les tubercules des légumes-racines pour appréhender le risque sanitaire et d’autre part dans les graminées pour le risque environnemental. La lipophilie de la CLD joue un rôle majeur dans son transfert dans les plantes. La CLD a une affinité particulière pour les tissus lipophiles, notamment le périderme subérifié des tubercules et les parois cellulaires incrustées de lignine des vaisseaux du xylème. En outre, le transfert est dépendant de l’architecture de la plante, de sa physiologie et de l’histologie de ses organes. Nous avons mis en évidence deux voies de contamination des plantes par la CLD : l’absorption racinaire et l’adsorption sur le périderme des tubercules. Ces phénomènes sont suivis de la translocation de la molécule vers les tissus internes du tubercule par diffusion et vers la partie aérienne de la plante par évapotranspiration via les faisceaux vasculaires du xylème. Dans le cas des tubercules, nous avons distingué la part de contamination apportée par l’absorption racinaire de celle due à l’adsorption péridermique. Chez le radis, il a été montré que le phénomène prépondérant était la diffusion trans-péridermique. Une analyse du risque de contamination de tubercules couramment consommés aux Antilles (patate douce, dachine, igname) a été réalisée en se basant notamment sur l’architecture de la plante et l’histologie des tissus mis en place lors de la tubérisation. Concernant les graminées, la capacité de transfert de la CLD dans la partie aérienne de la plante a été étudiée chez plusieurs graminées usuelles. Le potentiel de contamination de la plante dépend de ses caractéristiques physiologiques (métabolisme) et de son cycle de vie (pérennité). Ces caractéristiques pourraient permettre d’orienter le choix de certaines graminées pour la phytoremédiation de la CLD
Chlordecone (CLD) is an organochlorine insecticide mainly used in French West Indies to struggle against banana weevil (Cosmopolites sordidus). Its low degradability into soils and its spreading in catchment basins cause a sustainable contamination of agricultural soils and surrounding ecosystems. This leads to a human exposure risk, by food consumption of contaminated vegetables, and to an environmental risk by transfer of CLD in food chains. Main hazardous vegetables for human health are root-vegetables that are directly in contact of soil but also other vegetables because CLD residues are found in aerial parts of plant, leaves and shoots. The environmental risk seems to be the biomagnification of contamination in trophic chains due partly by consumption of contaminated plants. This work focused on the CLD soil-plant transfer, on the one hand in tubers of edible-roots for knowing the health risk and on the other hand in grasses for environmental risk. The CLD lipophilicity plays a major role in its transfer to plants. CLD exhibits a certain affinity for lipophilic tissues particularly for the suberised periderm of tubers and the xylem cell walls that are thickened by lignin. In addition, transfer depends on plant architecture, physiology and organ histology. Two ways of CLD plant contamination were highlighted: roots absorption and adsorption onto tuber periderm. These mechanisms are followed by CLD translocation towards internal tissues of tuber by diffusion and to above-ground parts of the plant within the transpiration stream occurring in vascular xylem vessels. For tubers, we distinguished between the contamination brought by roots absorption and the one brought by peridermic adsorption. In radish, the trans-peridermic diffusion was showed as the major way of contamination. A risk analysis mainly based on plant morphology and tissue histology set up during tuberization process was realized. For grasses, CLD transfer ability to aerial part of plant was studied in several usual gramineae (yam, sweet popato, dasheen). Plant contamination potential is mainly determined by its physiological traits (metabolism) and its life cycle (perenniality). These features could drive the choice of some gramineae to perform CLD phytoremediation

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Guérin, Julie. "Diagnostic agroenvironnemental de la fertilisation phosphatée des cultures maraîchères en sols organiques." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26520/26520.pdf.

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Gelly, Romain. "Potentiel des isotopes stables de Cu et Zn comme traceurs de l'origine et des redistributions des métaux dans les sols." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/190620_GELLY_768ohv852uofd165ssnfb371qq_TH.pdf.

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Abstract:

Ces travaux ont été consacrés à l’étude de l’origine et du devenir des éléments traces métalliques (ETM) et particulièrement de Cu, de Pb et de Zn dans des sols longuement exposés à des émissions d’usines métallurgiques localisées dans le parc national des Calanques (site de l’Escalette) ou dans le complexe industriel de la commune de Fos-sur-Mer (site sidérurgique). Dans les contextes d’une pollution métallurgique historique et d’une pollution actuelle, nous avons utilisé les isotopes stables de Pb, Zn et Cu comme traceurs des sources et de la redistribution de ces métaux anthropogéniques dans les sols et la végétation. Nous avons couplé l’approche isotopique avec les mesures des concentrations élémentaires totales et extraites par différents extractants (NaNO3, DTPA), de la spéciation du Zn par spectroscopie d’absorption des rayons X (par XAS) et de la susceptibilité magnétique. L’utilisation combinée de ces différents outils nous a permis de mettre en évidence la présence des métaux d’origine anthropogénique dans les profils de sols étudiés. Nous avons également déterminé l’étendue latérale de la contamination (jusqu’à 5 km dans les sols des Calanques) ou les cônes d’impact des différentes sous unités de l’usine sidérurgique. Certains de ces métaux anthropogéniques ont migré à travers les profils de sol et peuvent être retrouvés jusque dans les horizons les plus profonds. Par exemple, nous avons calculé que les contributions du Pb anthropogénique au Pb total étaient au minimum de 72% dans les horizons profonds des sols des Calanques. Ces métaux anthropogéniques sont apparus peu biodisponibles pour les végétaux avec de très faibles facteurs de bioaccumulation
In this work, we studied the origin and the fate of Cu, Pb and Zn brought to soils by atmospheric emissions from an active smelter and a historical one. To investigate the redistribution of these anthropogenic Cu, Zn and Pb in the surrounding soils and vegetation, we used stable metal isotopes of Zn, Cu and Pb associated with total and extracted metal concentrations, Zn speciation (by XAS measurements) and magnetic susceptibility.By coupling these techniques, we demonstrated the presence in soils of Pb and Zn originating from the smelters. Anthropogenic metals were concentrated in soil surface horizons and for Zn reached up to 15 and 35 times the geochemical background at resp. the active and historical metallurgical sites. We identified the presence of anthropogenic Pb and Cu in the deepest soil horizons which migrated either as solid (Pb) or solubilized (Cu) forms. Contribution of anthropogenic Pb to total Pb was estimated to be at least 72% at depth in the soils nearby the Escalette former smelter. Anthropogenic Zn was found, at both sites, to be immobilized in soil surface horizons due to its precipitation as Zn-LDH or bonding with Fe. We showed that anthropogenic Pb and Zn solubility was low and that it contrasted with Cu mobility. Therefore, anthropogenic metals appeared to be poorly or not bioavailable to the nearby vegetation. In addition, we highlighted the specific behavior of Mediterranean plants regarding Cu isotopes fractionation, as we measured isotopic enrichment (i.e. in 65Cu) in aerial parts, not observed, so far, in the literature

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Parsons, Christopher. "Distribution et mobilité de l'arsenic dans les sols : effets de cycles redox successifs." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00637484.

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Abstract:

L'arsenic est un metalloïde toxique et cancérigène. Ubiquiste dans la pedosphere, il est très sensibleaux fluctuations des conditions redox du sol, ce qui influe significativement sa toxicité et mobilité. Nousétudions le cycle biogéochimique global de l'arsenic, en tenant compte de l'usage croissant des ressources, etpassons en revue l'importance respective de l'arsenic geogénique et anthropogénique dans l'environnement.La contamination à l'arsenic est souvent diffuse dans les bassins sédimentaires de l'Europe. Cependant, desconcentrations dans l'eau interstitielle du sol peuvent être élevées lors de périodes de saturation du solcausées par la monté des eaux souterraines ou les inondations, prévues d'augmenter dû aux changementsclimatiques. La spectrométrie de fluorescence X quantitative et sans standard a été utilisée pour analyserl'arsenic dans des sols relativement contaminés de la plaine alluviale de la Saône au moyen de protocoles depréparation d'échantillons conçus pour optimiser la précision d'analyse et l'exactitude in situ aux bassesconcentrations d'arsenic. L'arsenic dans ces sols est associe aux (hydr)oxydes du fer et de manganèse de lataille d'argile colloïdale. Ceux-ci subissent une dissolution réductrice par les microorganismes lors desinondations, libérant une importante concentration d'arsenic dans la phase aqueuse. Si, par la suite, l'arsenicdégagé n'est pas éliminé avec l'eau de crue évacuée, il est ré-immobilisé pendant l'oxydation du sol et lareprécipitation des oxydes métalliques. Grâce à une combinaison novatrice d'analyses chimiques par voiehumide, d'écologie microbienne, de spectroscopie ainsi que de modélisation thermodynamique et cinétique,nous démontrons que les cycles d'oxydo-réduction séquentiels entraînent une atténuation d'arsenic aqueuxdans des conditions réductrices dû à la coprécipitation croissante, et a une diminution de l'activitémicrobienne causée par l'appauvrissement en matière organique labile. Des processus d'atténuationsimilaires sont observés en l'absence d'activité microbienne pour Cr et As dans des argiles pyriteuses lorsquecelles-ci sont exposés aux oscillations redox provoquées par l'ajout de substances humiques réduites. Ainsi,nous montrons que les effets cumulatifs de cycles redox successifs sont extrêmement importants pour lamobilité de divers contaminants dans l'environnement.

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Ondo, Jean Aubin. "Vulnérabilité des sols maraîchers du Gabon (région de Libreville) : acidification et mobilité des éléments métalliques." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10097/document.

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Abstract:

L’urbanisation est en forte croissance dans le monde, surtout en Afrique. Nourrir cette population urbaine nécessite de doubler la production agricole d’ici 2030. Une des solutions semble être l’agriculture urbaine. Le Gabon, comme d’autres pays d’Afrique, connait un essor de l’agriculture urbaine, en particulier à Libreville. Mais aucune étude concrète de l’impact dans le pays de l’agriculture en milieu urbain sur les propriétés bio-physico-chimiques, et le comportement des métaux dans les sols n’a encore été réalisée. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail était d’étudier l’impact des cultures maraîchères urbaines sur les propriétés des sols, ainsi que la présence de certains métaux dans les sols et les plantes cultivées. Le maraîchage urbain est pratiqué sous abri ou en plein air et souffre encore de maux qui freinent son développement (niveau d’études des maraîchers, précarité du foncier, accès limité aux fertilisants, à l’eau d’irrigation…). Les sols de Libreville sont sablo-limoneux ou argilo-sablo-limoneux. La teneur des métaux est en général faible et les risques de contamination dans la chaîne alimentaire limités. Les sols cultivés depuis moins de 10 ans et les sols sous abri ne subissent pas un impact significatif vis-à-vis des sols non cultivés. En outre, les sols cultivés en plein air depuis au moins 10 ans sont acidifiés et leurs paramètres de fertilité et la teneur des métaux diminuent significativement. Le pH est bien corrélé à la spéciation chimique des métaux et il y a une bonne mobilité de Mn, Pb et Zn dans les sols. La teneur en métaux dans les légumes cultivés à Libreville était inférieure aux limites autorisées par la FAO. L’amarante et l’oseille accumulent bien les métaux, en particulier dans les feuilles qui sont consommées. La simulation du chaulage des sols cultivés en plein air depuis au moins 10 ans à l’aide du logiciel PHREEQC, montre qu’une stabilisation du pH à 6-7 améliorerait la fertilité des sols. Des expériences in situ et au laboratoire sont nécessaires pour confirmer ces résultats et tester d’autres apports minéraux et/ou organiques
Urbanization is growing rapidly worldwide, especially in Africa. Feed this urban population requires to double agricultural production before 2030. One of solution seems to be urban agriculture. Gabon, like other African countries, is experiencing a boom of urban agriculture, particularly in Libreville. But no concrete study of the impact of urban agriculture on the bio-physico-chemical properties and behavior of metals in soils has yet been carried out in the country. In this context, the objective of this work was to study the impact of urban gardening on soil properties, and the presence of metals in soils and crops.The urban gardening is practiced under cover or in open air and some factors hinder its development (instruction level of gardeners, land insecurity, fertilizers, limited access to water ...). Soils in Libreville are sandy-loam or clay-sandy-loam. The content of metals is generally low and the risk of contamination in the food is limited. Soils cultivated for less than 10 years and soils cultivated under cover do not undergo a significant impact of agricultural practices. In contrast, soils cultivated in open air for at least 10 years are acidified, their fertility parameters and metal content decreasing significantly. The pH is correlated with the chemical speciation of metals and there is a good mobility of Mn, Pb and Zn in soils. Metal content in vegetables grown in Libreville was below the limits allowed by the FAO. Amaranth and sorrel accumulated many metals, especially in the leaves that are consumed parts. The simulation of the liming of agricultural soils cultivated in open air for at least 10 years with the PHREEQC software shows that stabilization to pH 6-7 would improve soils fertility. Some experiments in situ and in laboratory are needed to confirm these results and other mineral and/or organics inputs tests

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Lahlah, Jasmina. "Résilience géochimique et microbienne d'un ferralsol associée à des alternances d'aération et d'apport de vinasse de rhumerie." Avignon, 2009. http://www.theses.fr/2009AVIG0618.

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Abstract:

L’épandage de déchets liquides d'agro-industries permet leur élimination tout en apportant au sol certains nutriments pour les plantes. Il favorise toutefois l'anoxie et les activités microbiennes anaérobies, et peut entraîner diverses évolutions géochimiques portant sur les minéraux et la mobilité des métaux, ainsi que des changements de diversités microbiennes taxonomique et fonctionnelle. Se pose alors la question de la résilience du sol après retour à des conditions oxygénées. Les objectifs de cette thèse étaient (i) de consolider les acquis portant sur les évolutions géochimiques et microbiennes du sol au cours d'un épisode anoxique débutant par un apport de vinasse, (ii) d'évaluer les résiliences géochimique et microbienne du sol après retour à des conditions oxygénées, et (iii) d'étudier la survie des bactéries anaérobies en conditions oxiques. Des incubations de boues d’un ferralsol de l’île de la Réunion ont été réalisées pour diverses successions de conditions oxiques et anoxiques, de la vinasse de rhumerie étant apportée au début des périodes anoxiques. A plusieurs dates, des mesures ont permis de caractériser la phase gazeuse, la solution (pH, composés organiques et minéraux dont les métaux), les phases solides (états d’oxydation de Fe et Mn, CEC du sol) et les communautés microbiennes (biomasse fongique, densités en nombre des bactéries, des archées, des fermentaires et des réducteurs de Fe(III) cultivables, diversité moléculaire bactérienne). En conditions anoxiques, les biotransformations ont inclus des fermentations, de l’acétogénèse vraie, des réductions de Fe(III) et Mn(IV), de la sulfato-réduction et, au-delà de 14 jours d'anoxie, de la méthanogénèse acétoclastique. Elles ont entrainé une forte mobilisation de Fe et Mn, et la mobilisation de divers ETM, ainsi qu'une augmentation de la CEC du sol. Les nombres de bactéries et d'archées ont augmenté pendant respectivement les fermentations et la méthanogénèse, alors que la biomasse fongique a été stable pour des périodes anoxiques allant jusqu'à 28 jours. La diversité bactérienne a été modifiée avec apparition dès 2 jours d'anoxie de quelques pics dominants en CE-SSCP, pour ultérieurement se complexifier. Le retour à des conditions oxygénées a provoqué l'oxydation et l'immobilisation rapides de Fe(II), l'échange du Fe(II) adsorbé par d’autres métaux dont la mobilité a brutalement diminué (Ca, Mg, K, Na, Mn, Pb, Ni …). Il n'y a pas eu d'oxydation de Mn(II) en solution et en phases solides pour des périodes oxiques allant jusqu'à 28 jours. La CEC est resté plus élevée qu'à l'origine et les phases solides contenant Fe ont évolué vers des formes différentes des formes initiales et des celles en fin de périodes anoxiques. La biomasse fongique a augmenté transitoirement, tandis que le nombre des bactéries est resté stable et que le nombre d'archées à légèrement diminué pour les situations où la méthanogénèse avait permis leur croissance. La diversité bactérienne a été à nouveau fortement modifiée avec apparition après 2 jours d'oxygénation de quelques pics dominants en CE-SSCP dont certains avaient déjà été observés après installation de conditions anoxiques. La persistance de quelques pics apparus en conditions anoxiques et l’absence d’autres pics disparus en conditions anoxiques suggèrent que la résilience microbienne n’est pas totale pour une période d’anoxie de 28 jours. Une aération intermédiaire de 7 jours n’a affecté ni la croissance des ‘bactéries+archées’ et des fermentaires cultivables, ni les fonctions de fermentation et de réduction de Fe
The spreading of liquid by-products of food industry enables their elimination and supplies the soil with nutrients for plants. Unfortunately, it simultaneously favours anoxia and anaerobic microbial activities that may lead to various geochemical changes, including mineral alterations/neo-formations and metal mobilizations. It also favours changes in microbial taxonomic and functional diversities. The soil resilience has not been checked until now. The goals of this work were therefore (i) to confirm already obtained results dealing with microbial and geochemical changes in anoxic conditions, (ii) to assess for microbial and geochemical resiliences after the return to oxic conditions, and (iii) to describe the survival of anaerobic microorganisms in oxic conditions. Incubations of slurries of a ferralsol of Reunion Island were performed with successively oxic and anoxic conditions, rum vinasse being supplied at the beginning of each of the anoxic periods. Measurements were performed at some dates to characterize the composition of the gaseous headspace of the flasks, the slurry solution (pH, organic and mineral compounds, including metal elements), solid phases (iron (Fe) and manganese (Mn) oxidation level, soil CEC) and microbial communities (fungal biomass, bacteria and archaea numbers, numbers of cultivable fermentative bacteria and Fe(III) reducers, bacteria molecular diversity). Under anoxic conditions, main biotransformations included fermentations, true acetogenesis, Fe(III) and Mn(IV) reductions, SO42- reduction and acetoclastic methanogenesis. They led to a great mobilization of Fe and Mn, as well as an increase in soil CEC. Bacteria and Archaea numbers increased during fermentations and methanogenesis, respectively, whereas fungal biomass remained constant during 28 days in anoxic conditions. Microbial molecular diversity was changed with the appearance of dominant peaks in CE-SSCP characterizations after 2 days of anoxia, but this diversity became more complex for longer anoxic periods. The return to oxic conditions induced the oxidative immobilization of Fe, the exchange of adsorbed Fe(II) with other metals (Ca, Mg, K, Na, Mn, Pb, Ni …) from which the mobility decreased suddenly. Mn(II) in solution and solid phases was not oxidised for 28 day oxic periods. The soil CEC remained higher than its initial value and Fe solid phases evolved to phases that differed from initial phases and phases at the end of the anoxic period. The fungal biomass transiently increased, whereas the bacteria number didn't vary and the archaea number slightly decreased for treatments in which methanogenesis previously enabled their growth. The bacteria molecular diversity was modified again with the appearance of peaks in CE-SSCP, some ones being already observed after the beginning of anoxic conditions. The persistence of some peaks that appeared in anoxic conditions and the definitive disappearance of other peaks in anoxic conditions suggest that microbial resilience was only partial even after 28 days in oxic conditions. A period in oxic conditions between 2 periods in anoxic conditions did neither affect the growth of bacteria, archaea and cultivable fermentative bacteria, nor the microbial fermentations and Fe(III) reduction during the second anoxic period

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Perrier, Thomas. "Etude théorique et expérimentale du comportement biogéochimique de l'Américium-241 en conditions rhizosphériques simplifiées : application dans un sol agricole calcaire." Nancy 1, 2004. http://www.theses.fr/2004NAN10058.

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Abstract:

Cette étude a recherché les processus biogéochimiques qui contrôlent la migration de l'241Am dans la rhizosphère de sols agricoles. Des tests de lixiviation ont été effectués sur des colonnes remplies d'un sol naturel calcaire remanié, artificiellement contaminé en Am, avec plusieurs solutions contenant du citrate et/ou du glucose pour simuler des exsudats racinaires. Les résultats montrent une remobilisation de l'Am contrastée : infime pour une solution en équilibre avec le sol ou contenant des concentrations d'exsudats de 10-4 M, faible lors d'un apport conséquent de glucose, mais 300 à 10000 fois plus importante en présence de citrate à >10-2 M avec ou sans glucose, en complexant l'Am libéré en solution après dissolution des phases porteuses. Du transport colloi͏̈dal d'Am significatif est systématiquement observé. La complexité et l'inter-connexion des processus est montrée et des pistes de modélisation sont discutées à l'aide d'une base de données thermodynamiques spécifique
Our research investigated the relevant biogeochemical processes controlling 241Am migration in the rhizosphere of agricultural soils. Lixiviation tests were performed on columns packed with calcareous soil artificially contaminated with Am, with various solutions containing citrate and/or glucose to simulate root exudates. Results show contrasted Am releases: minute for a solution in equilibrium with the soil or containing 10-4 M concentrations in exudates, small for important glucose supply, they were 300 to 10000 greater with citrate at >10-2 M with or without glucose, by complexing Am released in solution after the dissolution of carrier phases. Significant Am colloidal transport was also systematically observed. The complexity and inter-connectivity of the processes are pointed out and modelling directions are discussed on the basis of a specific thermodynamical database

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Vanden, Bossche Hugues. "Devenir du phosphore apporté sur les sols et risques de contamination des eaux de surface : cas des boues de stations d'épuration /." Rennes : Géosciences-Rennes, 2003. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb39074705p.

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Jouve, André. "Flux des radionucléides dans les productions agricoles suites à un accident nucléaire : contre-mesures et techniques de réhabilitation." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11069.

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Abstract:

Cette these traite des consequences radiologiques d'un accident nucleaire par la contamination radioactive de la chaine alimentaire et des moyens a mettre en uvre pour reduire les flux de radionucleides ou decontaminer les terrains agricoles. Apres un bref rappel du contexte et des concepts de radioprotection qui s'appliquent au cas des accidents nucleaires, ce travail recense les donnees actuelles sur les mecanismes de flux des radionucleides dans les sols et du sol vers les plantes. Le travail de recherche de cette these porte a la fois sur la prediction des flux de radionucleides et sur les remedes possibles: la mesure de la disponibilite des radionucleides dans la solution du sol, son utilisation dans une formulation mathematique quantifiant le transfert sol-plante du cesium et du strontium, et les perspectives offertes par une technique innovante de decontamination des sols. Les resultats obtenus montrent qu'il est possible de prevoir a 30% pres, la contamination d'une culture sur la base de 4 parametres: le coefficient de distribution des radionucleides entre le sol et la solution du sol kd, la teneur du sol en analogues chimiques du cesium et du strontium que sont, respectivement, le potassium et le calcium, le ph du sol et une constante caracteristique de l'espece vegetale consideree. Cependant, il ressort en general des etudes de transfert sols plante que la reduction des flux de radionucleides n'est pas une voie tres prometteuse de diminution de l'exposition radiologique en cas d'accident nucleaire. Le travail realise montre qu'il est plus efficace de s'attaquer a la source de contamination des plantes, c'est a dire decontaminer les sols. La technique proposee de decapage des sols a l'aide d'une deplaqueuse a gazon se presente comme la plus avantageuse des techniques etudiees pour une application a la decontamination des prairies de tourbieres

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Fouchécourt, Marie-Odile. "Bioévaluation de la contamination organique des sols : recherche chez des rats sentinelles et mise au point d'un bioessai avec le rat de laboratoire." Metz, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1996/Fouchecourt.Marie_Odile.SMZ9621.pdf.

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Abstract:

Dans la partie expérimentale de ce travail, nous avons étudié la biodisponibilité de polluants organiques (inducteurs des cytochromes p-450 1a1 et 2b) par la mesure des activités ethoxy-, pentoxy- et benzoxy-résorufine o-désalkylases (respectivement, erod, prod et brod) dans les fractions microsomales hépatiques et pulmonaires de surmulots (rattus norvegicus) capturés sur le site pollué de Replonges. Les résultats montrent l'induction attendue de l'activité erod hépatique, mais aussi une forte induction de l'activité erod pulmonaire. Dans cette approche déjà utilisée par d'autres auteurs, le degré d'exposition des animaux n'est pas connu avec précision. Nous avons donc mis au point une méthodologie permettant d'exposer des petits mammifères à des sols pollués par les voies naturelles (ingestion, inhalation et absorption percutanée) dans des conditions contrôlées. Des rats de laboratoire ou des rats sauvages sont maintenus sur une litière de sol pollue ou non pendant 88 +- 2 heures. Les résultats montrent que des sols pollués par des hap et/ou des pcb induisent plus fortement et plus durablement l'activité erod pulmonaire (9 à 78 fois) que l'activité hépatique (3 à 29 fois). Dans les mêmes conditions, les rats sauvages sont moins sensibles. Ce protocole permet d'étudier la relation dose-réponse en diluant les sols pollués avec des sols non pollués ou du sable: les activités erod, prod et brod hépatiques, erod pulmonaires et les teneurs en pcb dans le foie et le poumon de rats sont significativement corrélées à la teneur en sol pollué présent dans la litière. Des résultats préliminaires montrent que les sols pollués par des hap induisent la formation d'adduits dans le foie et le poumon, mais nous n'avons pas pu mettre en évidence de modifications des activités antioxydantes (catalase, superoxyde dismutase et glutathion peroxydases)
In this experimental study, we have studied the bioavailability of organic pollutants such as PAH or PCB which are known inducers of cytochrome P-450 1A1 and 2B, by measuring ethoxy-, pentoxy- and benzoxy-resorufin O-dealkylase activities (EROD, PROD and BROD, respectively) in hepatic and pulmonary microsomal fractions from wild rats (Rattus norvegicus) caught on the polluted site of Replonges. Results show the expected induction of hepatic EROD activity, in parallel with a strong increase in pulmonary EROD activity. In such in situ studies which have been used by other authors, the level of exposure is not characterized. Thus, we have developed a methodology where small mammals are exposed to polluted soils by natural routes in controlled laboratory conditions. Laboratory or wild rats were maintained on a litter of soil during 88 +- 2 heures. The results show that with PAH- and/or PCB-polluted soils, the induction of pulmonary EROD activity is higher and more long-lasting than hepatic EROD activity (9 to 78-fold and 3 to 29-fold, respectively). In the same conditions, wild rats are less responsive. With this protocol, it is possible to study dose-response relationships by diluting polluted soil with unpolluted soil or sand. Hepatic EROD, PROD and BROD activities, pulmonary EROD activities, and hepatic and pulmonary PCB burdens are significatively correlated to the concentration of polluted soil in the litter. Preliminary results show that PAH polluted soils induce the formation of DNA adducts in lung and liver. No modification of antioxidant enzyme activities (catalase, superoxide dismutase and glutathione peroxidases) was detected

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Briand, Olivier. "Influence des facteurs environnementaux et des pratiques agricoles sur les variations spatio-temporelles des niveaux de contamination de l'atmosphère par les pesticides." Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN10077.

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Abstract:

Dès les années 60, certains auteurs suggèrent d'utiliser pluies comme indicateur des niveaux de contamination de l'atmosphère par les pesticides. Mais encore faut-il comprendre les liens qui existent entre ces niveaux dans les pluies et ceux de l'atmosphère pour leur donner tout leur sens. C’est l'objectif de se travail. Il a fallut pour cela observer et comprendre le comportement des pesticides dans l'atmosphère. Dans un premier temps, les départs, depuis les zones traitées, ont été décrits pour 2 composés modèles afin de fournir les données nécessaires à la mise au point d’un modèle mécaniste de simulation des émissions. Les niveaux de contamination des pluies ont ensuite été décrits pour 5 sites, entre 2000 et 2003, dans différents contextes environnementaux afin de montrer l'influence de ces facteurs sur les concentrations observées. Cette étude a été complétée par un suivi de lévolution des concentrations en pesticides dans les pluies d'un même événement pluvieux pour comprendre les phénomènes de lessivage. Enfin un photoréacteur a été construit afin de décrire lévolution des pesticides dans l'atmosphère et compléter certaines interprétations.

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Arnaud, Fabien Tribovillard Nicolas Desmet Marc. "Signatures climatiques et anthropiques dans les sédiments holocènes des lacs du Bourget et d'Anterne (Nord-Ouest des Alpes) Paléohydrologie et contamination au plomb /." [S.l.] : [s.n.], 2003. http://www.univ-lille1.fr/bustl-grisemine/pdf/extheses/50376-2003-345-346.pdf.

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Abstract:

Thèse doctorat : Dynamique & environnements sédimentaires : Lille 1 : 2003.
N° d'ordre (Lille 1) : 3399. Articles en anglais reproduits dans le texte. Résumé en français. Bibliogr. à la suite de chaque chapitre.

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Arnaud, Fabien Tribovillard Nicolas Desmet Marc. "Signatures climatiques et anthropiques dans les sédiments holocènes des lacs du Bourget et d'Anterne (Nord-Ouest des Alpes) paléohydrologie et contamination au plomb /." Grenoble : Atelier de reproduction des thèses, 2007. http://www.univ-lille1.fr/bustl-grisemine/pdf/extheses/50376-2003-345-346.pdf.

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Abstract:

Reproduction de : Thèse de doctorat : Dynamique & environnements sédimentaires : Lille 1 : 2003.
Articles en anglais reproduits dans le texte. Résumé en français. Bibliogr. à la suite de chaque chapitre.

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Zahaby, Mohamed El. "Contribution à la définition d'une norme des sites pollués : élaboration d'une méthodologie pour l'évaluation de la contamination d'un sol par éléments tracés." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL045N.

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Abstract:

Des études récentes ont montré l'accumulation continue des éléments tracés dans les sols, provoquant des atteintes pour l'environnement et présentant même des dangers pour la santé humaine. De ce fait, apparait aujourd'hui la nécessite d'avoir une nouvelle politique qui peut mettre en place dans un cadre réglementaire et juridique les moyens de protection des milieux naturels. Ce travail de thèse a été effectué dans le but d'établir, au moyen de méthodes statistiques et géostatistiques, un outil de diagnostic et d'évaluation de la qualité du sol et d'apprécier les risques correspondants, afin de contribuer à la détermination de valeurs guides pour les sols français. Dans un premier temps, après avoir rappelé les différents aspects normatifs en Europe et aux USA, ainsi que l'état actuel en France, nous nous attachons à présenter, de façon exhaustive, la répartition des éléments traces dans les différents types de roches et de sols. Vient ensuite une présentation de leur répartition dans les sols au niveau national, dont nous montrons que l'analyse statistique peut permettre d'interpréter au mieux la dynamique et les sources naturelles ou dues à des activités humaines des éléments traces induits dans un sol. Nous mettons notamment l'accent sur la comparaison des teneurs en éléments traces dans les sols français avec les valeurs communément adoptées comme normes ou valeurs guides par les différents pays. Dans un second temps, quatre niveaux de la distribution d'un élément trace dans un sol ont été défini : la concentration de base, le fond géochimique, la contamination et la pollution. Basé sur cette constatation, une méthode a été développée par la suite, avec, pour objectif de différencier le fond géochimique. Un jeu de données de 12 feuilles, 14000 échantillons dans les régions des Vosges et d'Alsace a été fourni par le BRGM afin de mettre au point et de valider les résultats. Enfin, la distribution spatiale des éléments tracés a été modélisée par des méthodes géostatistiques. Une estimation par la méthode de krigeage de probabilité a eu pour objectif la délimitation de la zone de pollution et l'établissement de cartes de risques face à un usage précis du sol.

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Cruz, Justine Marie. "Etude de la contamination par les pesticides des milieux eau, air et sols : développement de nouveaux outils et application à l’estuaire de la Gironde." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0221/document.

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Abstract:

Largement utilisés par l’agriculture intensive, les pesticides sont aujourd’hui présents dans les différents compartiments environnementaux et ce à un niveau mondial. Les recherches de ces travaux de thèse se sont plus particulièrement portées sur deux grandes thématiques, l’une liée à l’écodynamique des pesticides en Garonne estuarienne par la caractérisation des sources, la présence et le devenir des molécules, et l’autre sur leur transfert dans les compartiments eau, air et sols d’un château viticole. Des méthodes d’analyse simples et rapides à mettre en oeuvre ont été optimisées, tout en étant sensibles afin d’être compatibles avec l’étude des milieux faiblement contaminés.Les pesticides les plus fortement quantifiés dans les stations d’épuration (STEP) bordelaises sont le diuron, l’imidaclopride et le fipronil (≈ 50-100 ng.L-1). N’étant pas éliminés par les différents traitements, ils sont présents dans les rejets (apports de l’ordre du g.j-1) qui peuvent alors être une source de contamination pour le milieu. Si les pesticides majoritairement présents dans la Garonne sont le métolachlore et ses métabolites (≈ 10-800 ng.L-1), qui présentent des pics printaniers en lien avec l’application de la molécule, les pesticides caractéristiques de STEP sont également quantifiés. Les concentrations sont plus faibles (0,5-20 ng.L-1) et moins variables mais ne peuvent cependant pas être négligées, certaines molécules étant fortement toxiques même à faible concentration, comme le fipronil (PNEC = 0,77 ng.L-1).Les sols du château viticoles sont caractérisés par des pics printaniers (50-1000 ng.g-1) en pesticides en lien avec les applications, comme le boscalid ou l’azoxystrobine. Des molécules non utilisées depuis plusieurs années, comme le diuron, ont également été mis en évidence à plus faibles niveaux de concentrations (ng.g-1) et moins variables ce qui témoigne de la persistance de certaines molécules. Le compartiment atmosphérique est également caractérisé par des pics saisonniers en lien avec l’application et la volatilité des molécules, comme le folpel ou le chlorpyrifos-methyl. Des pesticides non utilisés par le château mais potentiellement appliqués par des exploitations voisines comme le métolachlore ont également été détectés, ce qui démontre bien du transport des molécules. Des pesticides interdits (diuron), non utilisés (métolachlore) et utilisés (boscalid) par le château ont été mis en évidence dans la nappe phréatique
Intensive use of pesticides led to a widespread contamination of water, air and soils compartments. The present study focused on two main subjects, one based the ecodynamic of pesticides in Garonne River by characterization of sources, presence and outcome of these molecules and one other based on their transfer to air, water and soil compartments of a vineyard. Easy and fast methods of extractions were optimized although they were sensitive in order to be applied for mildly contaminated samples.Most quantified pesticides in Bordeaux wastewater treatment plants (WWTP) were diuron, imidaclopride and fipronil (≈ 50-100 ng.L-1). As treatments were not efficient to remove pesticides, effluents are a significant source for the Garonne River (daily discharge around 5 g). Even if major pesticides in Garonne River were metolachlor and its metabolites (≈ 10-800 ng.L-1) which showed spring peaks, typical WWTP pesticides were also quantified. Concentrations were lower (0,5 - 20 ng.L-1) and variable but they cannot be neglected as they can be highly toxic. Fipronil was for instance detected at concentrations sometimes exceeding its PNEC (0.77 ng.L-1).Vineyard soils were characterized by spring peaks of pesticides (50-1000 ng.g-1) that can be related to applications, like boscalid or azoxystrobine. Pesticides forbidden for a long time have also been detected, like diuron but in lower concentrations levels (ng.g-1) and less variable, that highlighted persistence of such molecule. Atmospheric compartment was also characterized by spring peaks than can be related to applications and molecule volatility, with the presence of folpet and chlorpyrifos-methyl. Pesticides non used by the vineyard were also detected such as metolachlor, which highleted the transport of such molecules. Forbidden (diuron), non-used (metolachlor) and currently used (boscalid) pesticides were detected in the aquifer

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VANDEN, BOSSCHE Hugues. "Devenir du phosphore apporté sur les sols et risques de contamination des eaux de surface. Cas des boues de stations d'épuration." Phd thesis, Université Rennes 1, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003703.

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Abstract:

Cette étude porte sur le devenir du phosphore (P) des boues résiduaires de station d'épuration épandues sur les surfaces agricoles et les risques de contamination des eaux de surfaces. Les caractéristiques chimiques des boues et les formes du P ont été déterminées par des analyses élémentaires en FRX, ICP-SEA et ICP-SM ; par des extractions chimiques ; par des investigations au MEB et de la microanalyse X ainsi que par l'analyse de la DRX. La mobilité et la « bio-disponibilité » du P des boues ont été estimées par l'étude d'isothermes de désorption, de la cinétique de dilution isotopique de 32P (en conditions oxydantes ou réductrices) et des essais de culture de poireaux (avec et sans mycorhizes). Le transfert du P a été mesuré dans les eaux de ruissellement à la surface de parcelles agricoles amendées avec des boues, lors de pluies naturelles ou simulées. Les boues issues de stations équipées d'une déphosphatation biologique comportent une fraction de P très mobile, assimilable par les plantes. L'adjonction de sels de fer immobilise une part du P sous forme de phosphates de fer, la mobilité du P étant alors contrôlée par la sorption sur des oxy(-hydro)xydes de fer. L'apparition de conditions réductrices, à la faveur de l'activité biologique, concourt à la libération partielle du P. La déshydratation et le séchage des boues contribuent à accroître la part immobilisée. Le chaulage favorise la précipitation d'apatite qui rend le P inaccessible aux plantes. Les boues déshydratées forment des agrégats à la surface du sol. Le P est alors transféré au sol par lixiviation. Selon la boue, la perte de P atteint 25 à 60% dans les deux mois qui suivent l'épandage. Ce phénomène est insuffisant pour affecter la qualité des eaux de ruissellement dont le P, surtout particulaire, provient du sol. Les boues liquides provoquent une augmentation de la teneur en P soluble dans l'eau, lors de pluies intenses. Mais elles préservent la structure de la surface du sol ce qui réduit l'érosion et les pertes de P total.

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Vanden, Bossche Hugues. "Devenir du phosphore apporte sur les sols et risques de contamination des eaux de surface. Cas des boues de stations d'epuration." Rennes 1, 1999. http://www.theses.fr/1999REN10143.

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Cette etude porte sur le devenir du phosphore (p) des boues residuaires de station d'epuration epandues sur les surfaces agricoles et les risques de contamination des eaux de surfaces. Les caracteristiques chimiques des boues et les formes du p ont ete determinees par des analyses elementaires en frx, icp-sea et icp-sm ; par des extractions chimiques ; par des investigations au meb et de la microanalyse x et par l'etude de la drx. La mobilite et la bio-disponibilite du p des boues ont ete estimees par l'etude d'isothermes de desorption, de la cinetique de dilution isotopique de 3 2p (en conditions oxydantes ou reductrices) et des essais de culture de poireaux (avec et sans mycorhizes). Le transfert du p a ete mesure dans les eaux de ruissellement a la surface de parcelles agricoles amendees avec des boues, lors de pluies naturelles ou simulees. Les boues issues de stations equipees d'une dephosphatation biologique comportent une fraction de p tres mobile, assimilable par les plantes. L'adjonction de sels de fer immobilise une part du p sous forme de phosphates de fer, la mobilite du p est alors controlee par la sorption sur des oxy(-hydro)xydes de fer. L'apparition de conditions reductrices a la faveur de l'activite biologique concourt a la liberation partielle du p. La deshydratation et le sechage des boues contribuent a accroitre la part immobilisee. Le chaulage favorise la precipitation d'apatite qui rend le p inaccessible aux plantes. Les boues deshydratees forment des agregats a la surface du sol. Le p est alors transfere au sol par lixiviation. Selon la boue, la perte de p atteint 25 a 60% dans les deux mois qui suivent l'epandage. Ce phenomene est insuffisant pour affecter la qualite des eaux de ruissellement dont le p, surtout particulaire, provient du sol. Les boues liquides provoquent une augmentation de la teneur en p soluble dans l'eau, lors de pluies intenses. Mais, elles preservent la structure de la surface du sol ce qui reduit l'erosion et les pertes de p total.

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Straczek, Anne. "Mobilisation, accumulation et distribution du zinc par et dans des tabacs modifiés pour leur capacité d'excrétion de protons et d'accumulation des métaux." Montpellier, ENSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ENSA0006.

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Les objectifs étaient de caractériser le prélèvement et la distribution de Zinc dans le tabac, et de hiérarchiser les facteurs chimiques régissant la biodisponibilité de Zinc. Des tabacs transformés pour des fonctions rhizosphériques ont été cultivés sur des substrats de complexité croissante. En hydroponie, le prélèvement est proportionnel à la concentration de Zinc. Pour de fortes expositions, la concentration racinaire de Zinc est 6 fois celle des parties aériennes. La compartimentation chimique de Zinc racinaires a été déterminée par extractions chimiques et par EXAFS. Les cultures sur substrats artificiels composés de minéraux néoformés dans des sols contaminés montrent une biodisponibilité non négligeable de Zinc pour le tabac. Les cultures sur substrats artificiels et sur un sol agricole contaminé par une fonderie montrent l'influence du pH rhizosphérique sur la mobilisation de Zinc. Le pH rhizosphérique devrait être pris en compte pour estimer la phytodisponibilité de Zinc d'un site pollué
The purpose was to determine the characteristics of uptake and distribution of Zinc in tobacco, and to rank the chemical parameters that govern bioavailability of Zinc. Tobacco transformed for rhizospheric functions were grown on substrates of increasing complexity. Zinc hydroponics, Zinc uptake was proportional with the concentration of Zinc. For elevated exposure to Zinc, the concentration of Zinc in roots was six fold larger than that in shoots. The distribution and the chemical speciation for Zinc in roots were determined with chemical extractions and EXAFS analyses. Experiments with artificial substrates (made with minerals that form in contaminated soils) showed a relatively important bioavailability of Zinc to tobacco. Experiments with artificial substrates and with an agricultural soil that was sampled near a Zinc smelter showed the importance of rhizosphere pH for the Zinc mobilisation Zinc. PH in the rhizosphere would be considerate for estimating the phytoavailability of Zinc in a polluted site

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Rémy, Sandrine. "Spéciation du mercure dans les sols et dans les eaux de surface : Application au bassin versant de la Thur (Alsace, France)." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13145.

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Abstract:

La mobilité du mercure (Hg) dans les environnements perturbés par des rejets industriels directs ou par voie atmosphérique est directement liée à sa spéciation chimique. Il est important de considérer le méthylmercure (MeHg), l'espèce chimique mercurielle la plus toxique et la plus biodisponible, pour évaluer les risques liés à la présence de Hg dans le milieu naturel. Ce travail de thèse est basé sur le développement de méthodes analytiques spécifiques au dosage du Hg total et du MeHg, avec des limites de détection très basses afin de déterminer leurs concentrations dans les différents compartiments du milieu aquatique et dans les sols du bassin versant industrialisé de la Thur. Le Hg total dissous est analysé par CVAFS associé à une préconcentration des vapeurs sur un piège en or. Le seuil de détection obtenu (0,12 ng. L-1), permet la mesure du Hg total dissous dans les eaux de surface non contaminées. Nous avons effectué avec succès la mise au point et l'optimisation d'un dispositif analytique combinant une méthode d'extraction du MeHg de la matrice des échantillons par distillation avec un couplage HPLC - UV POC (UV Post Column Oxidation) - CVAFS. L'application de ces méthodes analytique au bassin versant de la Thur a permis d'évaluer et de quantifier la contamination mercurielle après avoir déterminé le fond géochimique naturel local en mercure (232 ng. G-1). Ce travail montre que la dynamique du Hg dans la Thur est principalement contrôlée par sa spéciation, en terme d'association du Hg sous forme de complexes organiques ou inorganiques. La distribution du MeHg dans le milieu aquatique et dans les profils de sols, en fonction des caractéristiques physico-chimiques de ces milieux permet d'identifier les conditions de la méthylation du Hg inorganique. Enfin, ce travail propose une réévaluation de la notion de PNEC (concentration sans effets prévisibles), qui tiendrait compte du fond géochimique local, pour améliorer les outils de gestion des sites pollués
Mercury (Hg) mobility in anthropogenic environments due to direct industrial releases or by atmospheric pathway is directly linked to mercury speciation. Methylmercury (MeHg), the most toxic and bioavailable mercury species has to be taken into account to assess Hg environmental risks. This work is based on the development of specific analytical techniques, with low detection limits, dedicated to total Hg and MeHg analysis in the different compartments of the freshwater environments and soils of the industrialised Thur River basin. Total Hg is analysed by CVAFS after preconcentration of Hg vapour on a gold trap. The obtained detection limit (0,12 ng. L-1) allows the determination of total dissolved Hg in uncontaminated freshwaters. MeHg analysis was performed with success after development and optimization of an analytical HPLC - UV PCO (UV Post Column Oxydation ) - CVAFS coupling unit. These analytical techniques were applied on the Thur River basin samples to assess and quantify Hg contamination after determining the local Hg geochemichal background level (232 ng. G-1). This study shows that Hg dynamic in the Thur River is mainly controlled by Hg speciation, in terms of Hg association with organic and inorganic complexes. Distribution of MeHg in the aquatic environment and in soils, related to their physico-chemical characteristics enables us to identify methylation conditions of inorganic Hg. This work proposes a PNEC (Predictible Non Effect Concentration) reassessment, that takes into account the local geochemical background, to improve environmental management of contaminated sites

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Pisarek, Paulina. "Description quantitative et qualitative du cycle de l'iode et du sélénium en écosystèmes forestiers : influence du type d'essence et/ou des conditions climatiques et physico-chimiques des sols." Thesis, Pau, 2021. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03789660.

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Abstract:

Les radio-isotopes à vie longue du sélénium (79Se, t1/2 = 3,3 × 105 ans) et de l'iode (129I, t1/2 =1,6 × 107 ans) sont reconnus comme hautement prioritaires dans l'évaluation de la sécurité de la biosphère face aux contaminations potentielles issues de l'activité des centrales nucléaires, l’enfouissement de déchets et les essais d'armes nucléaires. Dans les écosystèmes, ces radio-isotopes se comportent comme leurs isotopes stables. La compréhension de leur cycle et de leur bioaccumulation est donc cruciale afin d'évaluer les conséquences d’une radiocontamination. Dans cette étude, l'écosystème forestier a été plus particulièrement étudié car la canopée constitue une surface d'interception importante des dépôts atmosphériques. Dans une première partie, les échantillons de litières, humus et sols issus de 51 sites forestiers ont été analysés afin d’évaluer l’importance du climat, des conditions environnementales et géochimiques dans la distribution et l'accumulation du sélénium dans les forêts françaises. Les concentrations de Se dans les litières sont positivement corrélées avec celles dans les pluies et sont supérieures en climat océanique par rapport aux climats montagnard et de transition. Les stocks de sélénium dans l’humus diminuent dans l’ordre: mor > moder > mull. Les concentrations les plus élevées de Se dans le sol sont observées pour des sols acides, riches en matière organique et en oxydes de Fe/Al sous Douglas et hêtre en climat de montagne. Dans une seconde partie, le suivi de peuplements monospécifiques (Douglas, épicéa, pin, hêtre, chêne) pour un même climat et des conditions édaphiques identiques a permis de préciser l'impact des espèces d’arbre sur les inventaires et les flux de sélénium et d'iode. Un enrichissement des pluviolessivats plus important a été observé pour les conifères. Des flux différents de Se et I entre biomasse aérienne, humus et sols ont été déterminés en fonction des espèces d'arbres. Pour les deux éléments, la quantité d'éléments stockés dans les parties aériennes des arbres apparait marginale par rapport aux stocks du sol. Un enrichissement continu en élément de la litière fraîche aux couches les plus profondes de l’humus a été observé. En complément des mesures totales, la spéciation de Se et I dans les fractions aqueuses et NaOH d'humus et de sol a été réalisée. Les fractions hydrosolubles ne représentent que ~1,1 % des teneurs totales en Se et I dans le sol tandis que de plus grandes proportions (51 à 72 % de Se et 84 à 100 % de I) sont extraites à l’aide de NaOH. Seules les espèces inorganiques (SeO42- ou SeO32-, I- et IO3-), représentant ~1 à 52% des teneurs totales dans les extraits, ont été détectées. Une large proportion reste donc non identifiée, vraisemblablement sous des formes organiques dissoutes ou colloidales. La teneur en sélénium dans le sol apparait principalement contrôlée par sa forte affinité avec la matière organique et les oxydes de Fe, tandis que le profil particulier de l’iode dans la colonne de sol, de type “enrichissement-depletion”, semble lié à des réactions entre l’iode et les matières organiques dissoutes puis une adsorption de cette matière organique sur les oxydes de Al
The long-lived radioisotopes of selenium (79Se, t1/2 = 3.3× 105 years) and iodine (129I, t1/2 =1.6 × 107 years) were identified as high priority in the safety assessment of the biosphere towards potential contaminations from nuclear power plants activity, waste repositories and nuclear weapon tests. Selenium and iodine are essential micronutrients indispensable for proper functioning of mammalian life. Once 79Se and 129I enter into the ecosystem, they may be easily incorporated into stable Se and I cycles. The understanding of their biogeochemical cycling is thus necessary to properly evaluate the harmful consequences after anthropogenic radiocontamination events. In this study, the forest ecosystem attracted attention as a place of enlarged interception surface formed by tree canopy. Climate, environmental and geochemical conditions were examined in order to discriminate important factors regarding the distribution and accumulation of Se in French forests. Selenium concentrations in litterfall were strongly and positively correlated with those in precipitations and, were significantly higher under oceanic compared to transition and mountain climates. Selenium stocks in humus decreased in the order: mor > moder > mull. The highest Se concentrations in soil were determined in mountain climate in Douglas and beech forests, where soils were acidic and rich in organic matter and Fe/Al oxides. The monitoring of monospecific stands (Douglas, spruce, pine, beech, oak) with identical geogenic material and climate allowed specifying the impact of tree species on inventories and fluxes of selenium and iodine. Tree canopies interacted with atmospheric inputs leading to element enrichment in throughfall, especially for conifers. Tree species showed divergent Se and I requirement, uptake and return fluxes in the forest soils. For both elements, the amount of elements stored in aboveground tree parts were marginal compared to soil stocks. Humus showed positive Se and I accumulation rates and continuous enrichment from fresh to humified organic material. The water-soluble fraction of the elements represented only ~1.1% of their total content in soil, while the largest proportion was soluble in NaOH (51-72% of Se and 84-100% of I content). Only inorganic species (SeO42- or SeO32-, I- and IO3-) were detected in water and NaOH extracts, accounting for ~1-52% of total element contents in extracts. A significant proportion of Se and I remained unidentified and was supposed to be in dissolved and/or colloidal organic forms. Selenium content in soil was controlled by its strong affinity with organic matter and Fe minerals, while specific I “enrichment-depletion profile” in soil column might be due to iodination of organic matter and association of this iodinated organic matter with Al minerals

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Longe, Ezéchiel Oladapo. "Épuration des eaux usées par infiltration : mécanismes de décontamination et protection des eaux souterraines." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20027.

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Abstract:

Les procedes d'epuration des eaux usees par infiltration dans le sol sont etudies du point de vue de leur capacite a desinfecter les effluents et a proteger la qualite sanitaire des eaux de nappes. La retention des bacteries dans les milieux poreux non satures est mise en evidence dans des circonstances experimentales differentes: ecoulements d'eau claire, transferts de crenaux d'effluents reconstitues, essais d'epuration en assainissement autonome et en infiltration-percolation. L'elimination des bacteries est reliee aux contextes physique et ecologique de l'infiltration. Une attention particuliere est portee a la microfaune du systeme epurateur

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Testiati, Eti. "Contamination de sols par des éléments traces métalliques en zone méditerranéenne côtière : études de leur mobilité et du transfert à la phytocénose." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4804/document.

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Abstract:

Les objectifs de cette thèse ont été de contribuer à l'évaluation des niveaux de contamination en éléments traces métalliques et métalloïdes (ETMM) des sols du site de l'ancienne fonderie de plomb de l'Escalette (sud-est de Marseille), d'en approcher les processus de transport et transfert dans l'environnement en particulier leurs mobilités dans le sol et leurs transferts aux plantes. La contribution à l'établissement d'une cartographie de la contamination sur un périmètre plus vaste que celui de l'usine (zone des Calanques) a permis de mettre clairement en évidence l'impact de cette dernière. Sur le site industriel, les formes et niveaux de contamination des sols diffèrent d'une zone à l'autre. Les sols formés en surface des crassiers se caractérisent par leurs fortes teneurs en Cu, Zn et Pb, dont les fractions mobilisables sont notables (2 à 30%), l'influence des scories est nette. Les sols prélevés à proximité de la cheminée présentent les plus fortes contaminations en Pb, Sb et As, avec de 10 à 30% de fractions mobilisables. Cette contamination est liée aux émissions anciennes via la cheminée rampante mais aussi à la dégradation de cette dernière. Le potentiel de libération des éléments As et Sb des sols de ces 2 zones conduirait à leurs stockages dans des décharges pour déchets dangereux. Les essais de solubilisation en milieu acide ont mis en évidence des risques pour la santé par ingestion concernant Pb et As. Les zones en proche périphérie de l'usine sont moins impactées mais sont néanmoins considérées comme fortement contaminées. G. alypum et R. officinalis, présentes sur le site, sont tolérantes aux ETMM et peuvent les accumuler
The overall objective of this thesis was to contribute to the assessment of the level of contamination by trace metals and metalloids (TMM) on the site of Escalette (a former lead smelter in southeastern Marseille). The study of TMM transfer and transport processes on this site, taking into account their mobility in the soil and their transfer to plants, was a specific objective. The mapping of TMM contamination in an extended area around the factory site (on Calanques zone) has clearly highlighted the impact of the former industry. So, on the Escalette site, forms and levels of soil contamination differ from one area to another. Soils formed on the surface of the slag deposits are characterized by high levels of Cu, Zn and Pb, whose mobilizable fractions are significant (2-30%), showing a clear influence of slag. Soils collected near a chimney creeping uphill the slope, present the highest contamination levels in Pb, Sb and As, with from 10 to 30 % of mobilizable fractions. This contamination is linked to emissions through the damaged chimney but also to the degradation of this latter. The potential release of As and Sb from the soils of these two areas requires that these soils must be disposed of in landfills for hazardous wastes and their solubilization in acid medium have highlighted the health risks by ingestion for Pb and As. On areas in near periphery of the smelter, soils are less affected but must be still considered heavily contaminated. G. alypum and R. officinalis were observed on the site. They are tolerant and can accumulate TMM. Concentrations in roots were significantly correlated with the concentrations in soils, except for Cu

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Blondel, Amélie. "Développement des méthodes géophysiques électriques pour la caractérisation des sites et sols pollués aux hydrocarbures." Phd thesis, Université Michel de Montaigne - Bordeaux III, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00988260.

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Abstract:

La géophysique procure une vision d'ensemble du sous-sol sous forme de cartes et de coupes et apporte des informations précieuses sur la géologie et l'organisation du sous-sol. Bureau d'étude spécialise dans les diagnostics de sols et la recherche d'objets enterrés, Geoscope, partenaire de la thèse CIFRE, désire développer sa thématique géophysique appliquée aux sites et sols pollués. L'objectif est de localiser, de limiter et caractériser les zones polluées aux hydrocarbures. L'étude porte sur l'impact des pollutions hydrocarbonées sur la réponse géoélectrique, et plus spécifiquement sur la réponse en polarisation provoquée spectrale. Les mécanismes de polarisation, qui peuvent être modifiés par la présence d'hydrocarbures, interviennent sur des gammes de fréquences caractéristiques. La polarisation provoquée spectrale, qui mesure la réponse d'un milieu dans le domaine fréquentiel, apporte des informations plus précises que les autres méthodes géoélectriques qui fonctionnent dans le domaine temporel. Les effets de la présence d'hydrocarbures sont étudiés à différentes échelles : (i) à l'échelle du laboratoire, sur des milieux synthétiques afin d'appréhender les mécanismes de réponse (ii) à l'échelle de deux sites pollués afin de confronter les modèles développés en, laboratoire aux données réelles, d'apprécier les limites des méthodes et d'adapter les protocoles utilisés.

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Zhong, Xueqian. "Modélisation des bilans et des flux de métaux en traces dans les sols sous agriculture urbaine." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0051.

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Abstract:

La consommation de légumes cultivés dans un sol contaminé par des métaux et l'inhalation directe du sol représente un risque pour la santé humaine. Afin de maintenir la durabilité des jardins urbains, la prédiction de l'évolution des métaux dans les sols devrait nous permettre d'identifier les risques liés à la contamination des sols par les métaux, et ainsi de mettre en place des pratiques permettant de mieux préserver les fonctions rendues par les sols des jardins et de cibler une réhabilitation plus efficace des sols contaminés. Nous avons utilisé un modèle de bilan de masse pour simuler l'évolution des métaux du sol sous les différentes pratiques de jardinage au cours du temps. Le modèle de bilan de masse a été amélioré pour le rendre applicable aux jardins potagers en considérant leur utilisation régulière et intensive d'amendements organiques. La lixiviation et le prélèvement par les plantes sont les principaux flux de perte de métaux dans les sols. Nous avons incorporé, respectivement, les modèles RothC et VSD+ pour simuler les changements du carbone et du pH dans les sols. Des valeurs spécifiques de PUF (plant uptake factor) pour plus de 60 espèces végétales ont été recueillies dans la littérature pour simuler la perte de métaux par le prélèvement par les plantes. Les flux d'entrée de métaux ont été pris en compte dans le modèle de bilan de masse, en considérant les apports d’engrais chimiques, d’amendements organiques, de pesticides et les dépôts atmosphériques. La profondeur du travail du sol et la rotation des cultures ont également été prises en compte dans le modèle. Nous avons prédit l'évolution des concentrations de métaux dans le sol de 104 jardins potagers français au cours des 100 prochaines années. Si les pratiques de jardinage actuelles sont maintenues, une augmentation des teneurs en Cd (35% en moyenne), Cu (183%) et Zn (27%) du sol devrait se produire après un siècle. La concentration de Pb dans le sol ne devrait pas varier de façon notable. Le modèle a également été utilisé pour simuler les tendances historiques et futures des concentrations en métaux du sol dans le Potager du Roi à Versailles, qui compte plus de 300 ans de pratiques de jardinage depuis sa création en 1683. Le pH du sol et la MO du sol simulés par les modules RothC et VSD+ sont très proches des valeurs mesurées, avec une variation inférieure à 10%. Les teneurs en Zn des sols ont été bien simulées par rapport aux valeurs mesurées, avec un intervalle de variation de 3% à 25% dans les différents scénarios. Des résultats moins précis ont été trouvés dans les simulations de tendances historiques de la teneur en Cd, Cu et Pb dans les sols. Dans les simulations de tendances futures, les teneurs en métaux des sols du Potager du Roi augmenteront de 39 % pour le Cd, 20 % pour le Cu, 5 % pour le Pb et 32 % pour le Zn dans un siècle, alors que les pratiques de jardinage actuelles seraient maintenues. Le compost de déchets verts contribue à plus de 70 % du total des flux de métaux entrants et sortants. En outre, il existerait une surexposition alimentaire chronique au Cd et au Pb pour les personnes qui ne consommeraient que des légumes cultivés dans le Potager du Roi à l'avenir. D'après les résultats des simulations, les pratiques de jardinage actuelles peuvent entraîner une accumulation de métaux dans les sols des potagers français. Une norme relative aux pratiques de jardinage devrait être élaborée pour prévenir/atténuer la contamination des sols par les métaux afin de garantir la sécurité alimentaire
Consumption of vegetables grown in a soil contaminated by trace metals and direct soil inhalation pose a risk to human health. In order to maintain the sustainability of urban gardens, predicting the evolution of metals in soils should allow to identify risks related to metal contamination of soil, and thus to apply practices to better preserve the functions rendered by garden soils and target a more efficient rehabilitation of contaminated soils. We used a mass balance model to simulate the evolution of soil metals under the different gardening practices over time. The mass balance was improved to make it more applicable to vegetable gardens by considering the regular and intensive use of organic waste amendments. Leaching and plant uptake are the main flows of metals loss in soils. We incorporate the RothC and VSD+ models to simulate the changes in soil carbon and pH over time, respectively. Specific values of plant uptake factor for over 60 vegetable species have been collected from literature to simulate metal loss via plant uptake. Metal input flows are associated to chemical fertilizers, organic waste amendment, pesticides and atmospheric deposition. Soil tillage depth and crop rotation have also been considered in the model. We predicted the evolution of soil metal (Cd, Cu, Pb and Zn) concentrations in 104 French vegetable gardens over the next 100 years. If current gardening practices are maintained, an increase in soil Cd (35% on average), Cu (183%), and Zn (27%) contents should occur after a century. Soil Pb concentration should not vary consistently. The model has also been used to simulate the historical and future trends of soil metal concentrations in the King’s Vegetable Garden (Potager du Roi) in Versailles, which has more than 300 years of gardening practices since its creation in 1683. Simulated soil pH and OM by the integrated RothC and VSD+ modules are very close to measured values, with variation less than 10%. Soil Zn contents have been well simulated comparing to measured values, with a variation range of 3% to 25% in different scenarios. Less accurate results were found in the historical trend simulations of Cd, Cu and Pb content in soils. In the future trend simulations, the soil metal contents will increase by 39% for Cd, 20% for Cu, 5% for Pb, and 32% for Zn for the next century, while the current gardening practices will be maintained in King’s Vegetable Garden. Green waste compost contributes over 70% of the total input and output metal flows. Moreover, there would be a chronic over-exposure to Cd and Pb for people who would only consume vegetables grown in the King's Vegetable Garden in the future. According to the results of the simulations, current gardening practices can lead to accumulation of metals in French vegetable garden soils. A standard for gardening practices should be developed to prevent/mitigate soil metal contamination in order to ensure food safety

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Hanser, Ogier. "La matière organique dissoute issue de sols contaminés par des goudrons de houille : vers une meilleure compréhension de sa nature et de sa réactivité." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0019/document.

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Abstract:

De nombreuses friches héritées d’activités industrielles révolues présentent des pollutions organiques persistantes (charbon, goudron…). Alors que la réglementation impose un une évaluation du degré de contamination de ces sites, elle ne prend pas en compte les sous-produits de transformation tels que les composés polaires, peu considérés. Pourtant ils se solubilisent dans la phase aqueuse par percolation des eaux météoriques à travers ces surfaces contaminées. Bien que la littérature ciblant la matière organique dissoute (MOD) d’origine naturelle soit abondante, elle n’est pas directement transposable à la MOD issues des friches contaminées, qui reste à définir pour une meilleure compréhension du devenir de la pollution dans ces sites anthropisés. Une approche multi-techniques a été appliquée pour appréhender le plus précisément possible la MOD issue de terres d’anciennes cokeries et usines à gaz, par le biais d’expériences en laboratoire et des dispositifs de terrain (lysimètres). L’étude de ces derniers montre qu’ils contiennent une forte teneur en MOD aromatique, dont les composés aromatiques polycycliques ne représentent qu’une faible proportion de la MOD totale. Des expériences complémentaires ciblant l’influence de certains paramètres (pH et hydrophobicité) suggèrent un lien fort entre le pH et l’organisation spatiale de la MOD, ainsi qu’une diminution de la masse moléculaire apparente avec l’augmentation de l’hydrophobicité. Des expériences de vieillissement artificiel ont montré un enrichissement en produits polaires condensés entraînant leur forte mobilisation par l’eau
A large amount of wastelands inherited from former industrial activities contains persistent organic contamination (coal, coal tar…). While the regulation requires an evaluation of the contamination degree of these soils, it doesn’t take into account the transformation by-products such as polar compounds, poorly studied. Yet they solubilize in aqueous phase by percolation of meteoric waters through these contaminated sites. Despite the fact that literature targeting the fresh DOM is abundant, it is not directly transposable to the anthropogenic DOM coming from wastelands, which still need to be more precisely defined to improve our knowledge of this specific DOM and its evolution over time. A multi-technical approach was developed to comprehend the anthropogenic DOM coming from former coking and gas plant soils, thanks to a combination of laboratory experiments (under controlled conditions) and on field devices (lysimeters). Their study show that they contained high polycyclic aromatic compound (PAC) contents, whose proportions in polar PACs exceed the ones in soil measurements. However, these PACs only consist of a low proportion of the total DOM. Complementary experiences targeting the influence of some parameters (pH, hydrophobicity) show a major hydrophobic characteristic and suggest a strong link between the pH and the spatial DOM organization. Artificial aging experiences show an enrichment in polar compounds leading to their water mobilization

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FOUCHECOURT, MARIE-ODILE Vasseur P. "BIOEVALUATION DE LA CONTAMINATION ORGANIQUE DES SOLS : RECHERCHE DE BIOMARQUEURS CHEZ DES RATS SENTINELLES ET MISE AU POINT D'UN BIOESSAI AVEC LE RAT DE LABORATOIRE /." [S.l.] : [s.n.], 1996. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1996/Fouchecourt.Marie_Odile.SMZ9621.pdf.

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Nafeh, Kassir Lina. "Les métaux lourds dans les engrais phosphatés et les sulfates rejetés par les industries des fertilisants : recherche sur leur transfert et leur mobilité dans les sols libanais." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0332/document.

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Abstract:

Afin d'établir l'impact et le risque lié aux fertilisants chimiques depuis leur fabrication jusqu'à leur amendement sur la contamination des sols par les éléments traces métalliques, une étude de leur mobilité et leur transfert s'avère nécessaire. L'objectif de ce travail de thèse était d'évaluer la source de contamination du sol par les éléments traces autour de l'industrie des fertilisants chimiques et suivre l'évolution temporelle de la mobilité et du transfert de ces éléments dans un profil du sol agricole amendé par des engrais phosphatés du type simple superphosphate (SSP) ou du phosphogypse. Pour cela nous avons utilisé des techniques permettant la caractérisation structurale et minéralogique des sols collectés comme la diffraction des rayons X et la microscopie électronique. Puis une caractérisation chimique des sols collectés concernant la concentration totale des éléments traces et des éléments majeurs a été établie. Comme la mobilité n'est pas stable au cours du temps dépendant de plusieurs paramètres physico-chimiques comme le pH, le potentiel redox, la teneur en matière organique, une extraction séquentielle a été adoptée le long de l'étude au cours du temps et dans le profil du sol amendé jusqu'à une profondeur de 55 cm. En outre, l'absorption des éléments traces par les plantes cultivées sur le terrain agricole amendé par les engrais ou le phosphogypse a été analysée au cours du temps afin d'évaluer le risque lié à la chaîne alimentaire et plus particulièrement la chaîne alimentaire humaine induisant des effets négatifs sur la santé. Une comparaison entre l'application du phosphogypse et celle des engrais a été mise en évidence à la finalité de ce travail
To determine the impact and risk of chemical fertilizers, from their manufacture to their amendment, on soil contamination by trace metals, the study of their mobility and transfer would be necessary. The objective of this work was to evaluate the source of soil contamination by trace elements around the industry of chemical fertilizers, and to follow the temporal evolution of mobility and transfer of these elements in the profile of agricultural soil amended by superphosphate (SSP) fertilizers or phosphogypsum. To achieve our objective, we used techniques allowing the determination of structural and mineralogical characterization of collected soil samples, such as X-ray diffraction and electron microscopy. Chemical characterization related to the total concentration of trace and major elements of collected soils was established. As mobility was unstable over time, depending on several physico-chemical parameters such as pH, redox potential, and organic matter content, a sequential extraction was adopted throughout the study over time in the amended soil profile to a depth of 55 cm. In addition, the absorption of trace elements by agricultural crops cultivated over land amended with fertilizer or phosphogypsum was analyzed over time to assess the risk of their transfer to the food chain, especially the human food chain, imposing health hazards. A comparison between the effects of the application of phosphogypsum and phosphate fertilizer was carried out in concluding this work

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

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Abstract:

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

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Viala, Yoann. "Elaboration d'un modèle de prédiction de la phytodisponibilité du cadmium dans les sols agricoles : application à la contamination cadmiée du blé dur." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0091/document.

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Abstract:

Le cadmium (Cd) est un élément trace présent dans les sols agricoles qui contamine la chaîne alimentaire en étant prélevé par les plantes et accumulé dans les produits végétaux consommés. La biodisponibilité du Cd est un concept au cœur de l’évaluation des risques de transfert excessif du Cd du sol vers les plantes. Les plantes prélevant essentiellement l’ion Cd2+ dans la solution de sol, la biodisponibilité est fonction de deux principaux processus, la spéciation du Cd en solution (les différentes formes chimiques prises par le Cd en solution) et le partitionnement du Cd2+ entre la phase solide et la solution. L’objectif principal de ce travail a été d’élaborer des modèles simples à visée opérationnelle prédictifs de la concentration en Cd2+ dans la solution de sols agricoles, en modélisant soit la spéciation du Cd en solution de sol, soit le partitionnement phase solide-solution du Cd2+, celui-ci permettant de renseigner en outre la capacité de la phase à réapprovisionner la solution de sol lors de l’absorption racinaire. Nous avons également recherché des modèles pour la prédiction des teneurs en Cd2+ retrouvées dans les grains de blé dur. Nous avons développé deux approches de modélisation. La première, statistique, permet de produire des modèles simples à visée opérationnelle. La seconde, géochimique, permet de comprendre les mécanismes dominants et donc de juger de la cohérence de modèles statistiques simples pour représenter des processus physico-chimiques complexes. Ces deux approches ont montré de manière cohérente que pour les sols agricoles faiblement contaminés, le Cd qui s’échange entre la phase solide et la solution est vraisemblablement sorbé faiblement et peut-être estimé par le Cd extrait par NH4NO3 1 M minoré par une fraction fixée à des oxydes de manganèse. Les modélisations ont également montré l’importance du pH et de la teneur en Ca en solution comme variables contrôlant la solubilité de Cd2+, probablement en raison de leur rôle à régir la disponibilité des sites de sorption et de complexation vis-à-vis du Cd. Le modèle statistique le plus performant pour prédire la teneur en Cd dans le grain de blé dur reprend également ces variables, suggérant ainsi que les modèles statistiques simples de prédiction de la spéciation en solution et de partitionnement sol-solution du Cd sont des modèles pertinents pour estimer la biodisponibilité et qu’ils peuvent permettre de classer des sols en fonction des risques de transfert du Cd du sol vers une culture. Par rapport à l’évolution du contexte réglementaire, le modèle statistique prédictif de la teneur en Cd dans le grain a montré par validation croisée qu’il pourrait discerner de façon assez fiable (88 %) des différences de 0.05 mg Cd.kg-1 de grain et que sa fiabilité serait moindre (65 %) pour des différences de 0.025 mg Cd.kg-1
Cadmium (Cd) is a trace element found in agricultural soils which can contaminate the food chain by being taken up by plants and accumulated in consumed plant products. The bioavailability of Cd is a concept at the centre of the risk assessment of Cd transfer from soil to plants. Plants, taking up essentially the free form of Cd (Cd2+) in the soil solution, bioavailability is a function of two main processes, the Cd speciation in solution (the different chemical forms taken by the Cd in solution) and the partitioning of Cd2+ between the solid phase and the solution. The main objective of this work was to develop simple predictive operational models of Cd2+ concentrations in agricultural soil solution, by modelling either Cd speciation in soil solution or Cd2+ solid-solution partitioning, the latter to further inform the ability of the phase to replenish the soil solution during root absorption. We also looked for models for the prediction of Cd2+ levels found in durum wheat grains. We have developed two modelling approaches. The first, statistical, allows to produce simple models for operational purposes. The second, geochemical, allows to understand the dominant mechanisms and thus to judge the coherence of simple statistical models to represent complex physicochemical processes. These two approaches have consistently shown that for poorly contaminated agricultural soils, the exchanged Cd between the solid phase and the solution is likely to be weakly sorbed and can be estimated by the Cd extracted by 1M NH4NO3 minus a fraction attached to amorphous manganese oxides. Modelling also showed the importance of pH and Ca content in solution as variables controlling the solubility of Cd2+, probably because of their role in controlling the sorption site availability and Cd complexation. The best-performing statistical model for predicting Cd content in durum wheat also picks up these variables, suggesting that simple statistical models for speciation in solution and soil-solution partitioning of Cd are relevant models to estimate bioavailability and that they can be used to classify soils according to the risks of the transfer of soil Cd to a crop. Compared to the evolution of the regulatory context, the statistical model predictive of the Cd content in the grain shown by cross validation that it could discern relatively reliably (88%) the differences of 0.05 mg Cd.kg-1 of grain and that its reliability would be less (65%) for differences of 0.025 mg Cd.kg-1

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Rocklin, Pascal. "Conception de sondes de détection et développement de techniques de mesure in situ de la contamination de matrices solides (sols, déchets) par des composés organiques volatils." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL049N.

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Abstract:

Le grand nombre de sites et de sols contamines répertorié, dont la contamination est à évaluer, nécessite la recherche de techniques de détection rapides et moins couteuses que les méthodes classiques d'échantillonnage et d'analyse chimique. La détection des composés organiques volatils (COV) présents dans la plupart des sites contaminés est le thème traité. Dans l'objectif de réaliser des mesures in situ des COV en minimisant la quantité échantillonnée, une sonde de prélèvement gazeux par perméation membranaire couplée à un ou des détecteurs de COV gazeux est développée et étudiée. La membrane permet non seulement de protéger les détecteurs vis-à-vis de liquides et de poussières éventuels et de minimiser le transfert de composés interférents ; mais peut aussi assurer une fonction de sélectivité. La dynamique de transfert et la sélectivité du système de prélèvement et de mesure sont étudiées expérimentalement avec une membrane microporeuse et des membranes polymériques homogènes. Le code de calcul multimilieux (sol, membrane, air,) développé (intermil) permet de déterminer les paramètres fondamentaux de transfert par ajustement aux mesures expérimentales. L'étude aboutit à deux résultats majeurs: d'une part, le développement d'une sonde à perméation expérimentale qui mesure la contamination en des points successifs durant l'enfoncement dans le sol et ceci en minimisant les effets de rémanence, d'autre part, une méthode de traitement des résultats de mesures par des détecteurs de COV à réponses complémentaires qui permet d'obtenir des cartes représentatives de la répartition de la contamination synthétisant l'information

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André, Christine. "Transport de Np(V) en milieu poreux argileux : étude du couplage entre la chimie en solution, la sorption et l'écoulement." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL082N.

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Abstract:

La connaissance des propriétés de transport des radioéléments à travers les barrières de stockages est nécessaire pour évaluer leur sureté. L’objectif est de valider l'approche consistant à déduire le transit d'un radionucléide du mouvement de l'eau couplé à la chimie des espèces en solution et à leurs propriétés de sorption. Le système étudié est celui du transport du Np(V) en milieu carbonate dans un mélange de sable et d'argile Fo-Ca-7. La méthodologie expérimentale repose sur la technique chromatographique : caractérisation de l'écoulement par mesure de la distribution de temps de séjour d'un traceur de l'eau, modélisation de l'écoulement à l'aide d'un modèle convectif-dispersif avec zones stagnantes et détermination des propriétés de rétention du support poreux grâce à des expériences d'échange sodium/calcium et sodium/césium. La rétention de ces éléments est modélisée grâce un modèle d'échange d'ions avec trois sites de sorption dont les capacités et les constantes d'échange Na+/H+, Na#+/Ca²+ et Na+/Cs+ ont été déterminées. L’étude des propriétés de migration du Np(V) ont mis en évidence que la rétention du neptunium est uniquement due à NpO₂+ sur le troisième site. Ce mécanisme a été validé en faisant varier le pH et la concentration en carbonate. L’existence d'un site anionique de faible capacité d'échange a été mis en évidence par des expériences au 14C. Un traitement d'élimination de la goethite présente dans la Fo-Ca-7 montre que cet oxyde de fer n'est pas responsable de la fixation des anions ni du neptunium. Des expériences en température ont permis de déterminer des constantes thermodynamiques comme l'entropie et l'enthalpie de réaction d'adsorption du ca et du Np(V). Il ressort de ce travail qu'une connaissance précise des interactions hétérogènes en milieu poreux et de la chimie en solution permet une parfaite maitrise des propriétés de transport de radionucléides dans un large domaine de conditions physicochimiques.

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Jacobs, Arnaud. "Phytoextraction du cadmium et du zinc de sols urbains :optimisation de la culture de Noccaea caerulescens." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2018. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/277908.

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Abstract:

La problématique de la contamination des sols urbains et agricoles par les éléments traces métalliques (ETM) est un enjeu majeur en termes de santé publique et de protection de l’environnement. Dans le contexte de l’expansion de l’agriculture urbaine et des jardins communautaires souvent localisés sur des sites contaminés, il existe un intérêt fort pour le développement de méthodes de décontamination moins coûteuses que les méthodes de remédiation conventionnelles et qui préservent l’intégrité et la fertilité du sol. La phytoextraction est une technique écologique de remédiation des sols contaminés en ETM qui repose sur l’utilisation de plantes accumulatrices de métaux pour diminuer les concentrations en ETM dans le sol. La crucifère européenne Noccaea caerulescens (tabouret calaminaire), hyperaccumulatrice de zinc (Zn), cadmium (Cd) et nickel (Ni), s’est imposée comme plante phytoextractrice modèle vu ses étonnantes capacités d’accumulation in natura. Cependant, les conditions de culture optimales de N. caerulescens sont largement méconnues.L’optimisation de la phytoextraction du Cd et du Zn avec N. caerulescens a donc constitué l’objectif principal de ce travail. Nous avons mené des essais de terrain à Bruxelles sur des sites dont les sols sont modérément contaminés en ETM. Le premier objectif était de comparer l’efficacité d’extraction des populations calaminaires du Sud de la France (CAL-SF) et des populations non-métallicoles luxembourgeoises (NMET) de N. caerulescens. En parallèle, un deuxième objectif était de tester l’effet de plusieurs pratiques de culture sur la croissance et l’accumulation afin de développer un itinéraire technique performant. Un dernier objectif était d’étudier l’influence des paramètres édaphiques sur l’efficacité de la phytoextraction. Nous avons mis en évidence pour la première fois sur le terrain que les populations NMET sont nettement plus efficaces pour l’extraction du Zn que les populations CAL-SF et qu’elles combinent à la fois une meilleure production de biomasse et une plus grande résistance aux herbivores et aux pathogènes. Ce travail de thèse souligne que le cycle de vie – annuel ou bisannuel – est un déterminant important de la vitesse de croissance, du rendement d’extraction et du cycle de culture à privilégier. Nos résultats montrent que l’itinéraire technique le plus performant est celui d’un repiquage à l’automne de plantules à cycle bisannuel à densité élevée (100-120 plantes m-²), suivi d’une longue saison de culture (12 mois), tandis que pour des plantes annuelles il faut favoriser une installation au printemps. Enfin, la croissance de N. caerulescens est essentiellement stimulée par des hautes teneurs en matière organique, une faible densité apparente, une texture limoneuse et un bon apport en azote. Ce dernier élément entraîne cependant une baisse des concentrations en ETM dans les plantes quand sa teneur augmente dans le sol. La fertilisation azotée ne devrait donc être utilisée qu’en cas de forte carence azotée.Ce travail a permis de démontrer qu’une culture de N. caerulescens pouvait extraire jusqu’à 18 % du Cd total (CAL-SF) et 10 % du Zn total (NMET) dans les 20 premiers cm de sols modérément contaminés (jusqu’à 10 mg Cd kg-1 et 1000 mg Zn kg-1). À condition d’augmenter et de stabiliser les rendements de biomasse aérienne, la phytoextraction du Cd avec N. caerulescens pourrait donc être une technique pour décontaminer des sols modérément contaminés en Cd tels que les sols agricoles ou les sols urbains.
Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Brimo, Khaled. "Modélisation de la dynamique des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans des sols soumis à un gradient de contamination allant d’un contexte agricole à un contexte industriel." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLA017/document.

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Abstract:

Du fait des activités industrielles anciennes et du recyclage croissant des produites résiduaires organiques d’origine urbaine dans les sols agricoles, des composés organiques persistants, parmi lesquels les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) se retrouvent présents dans les sols français. Dans le cadre de la gestion des sites et sols pollués et de l'évaluation des risques associés aux HAP dans l'environnement, une meilleure connaissance du comportement, de la dissipation, du transfert ou de l’accumulation des HAP dans les sols est alors indispensable. Dans ce but, il est utile de développer une nouvelle génération de modèles numériques basés sur le couplage flexible de l’ensemble des processus majeurs contrôlant la dynamique des HAP dans le sol. Notre travail repose sur la mise en œuvre, dans le cadre de la plateforme VSoil de l’INRA (https://www6.inra.fr/vsoil/The-Project), d'un modèle global interdisciplinaire de dynamique des HAP dans les sols, applicable à l’échelle du terrain et couplant des modules décrivant les principaux processus physiques, biochimiques et biologiques. Ce modèle associe d’une part des modules déjà publiés simulant la décomposition des matières organiques exogènes apportées, le transfert d'eau, le transfert de chaleur et le transport de solutés dans des conditions climatiques réelles, et d’autre part, un nouveau modèle représentant spécifiquement la réactivité des HAP.La démarche numérique adoptée dans ce travail a alors été de i) calibrer le modèle de terrain en utilisant des paramètres déterminés à partir de données expérimentales obtenues au laboratoire et complétées avec une partie des données de terrain obtenues sur une courte période, ii) tester et valider le modèle calibré au terrain à l'aide des données de terrain complémentaires sur des périodes plus longues, iii) tester différentes hypothèses de variation de disponibilité et scenarios climatiques ou d’apports répétés de différents composts sur le devenir de HAP dans le sol. Nos résultats montrent que le modèle peut prédire de manière satisfaisante le devenir des HAP dans le sol sur une gamme de contamination allant de parcelles agricoles amendées avec des matières organiques faiblement contaminées jusqu’à d’anciens sites industriels fortement contaminés et permettent alors de mieux appréhender les processus contrôlant la dynamique des HAP dans ces différents systèmes
Due to former industrial activities and the increasing recycling of organic waste products from urban areas in agricultural soils, increasing amounts of persistent organic compounds, among them polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), are to be found in French soils. In the framework of the management of polluted sites and soils and the risk assessment of PAH transfer in the environment, it is essential to better understand the behavior, dissipation, transfer or accumulation of PAH in soils. For this purpose, there is a need to develop a new generation of numerical models based on the flexible coupling between the processes describing PAH dynamics in soil. Our work presents the development and assessment of such model. It is based on the implementation of an interdisciplinary global model, and applicable at the field scale, for PAH in soil by coupling modules describing the major physical, biochemical and biological processes influencing the fate of PAH in soil, with modules that simulate water transfer, heat transfer, solute transport, and organic matter transformation under real climatic conditions. The coupling is performed using the «VSoil» modeling platform of INRA (https://www6.inra.fr/vsoil/The-Project). The steps of our modelling study are the following: i) calibrate the model at the field scale using previously estimated parameters at the lab-scale and completed with field data on a short period of time, ii) test and validate the calibrated model using field experimental data on mid term periods, iii) test different hypotheses of variation of availability and climatic scenarios or repeated applications of different composts on the fate of PAH in soil. Our results show that the model can adequately predict the fate of PAH in soil over a wide range of contamination ranging from agricultural plots amended with weakly contaminated composted organic wastes to old industrial sites heavily contaminated. This new tool allows, therefore, a better understanding of the processes controlling the dynamics of PAH in these different systems

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Nafeh, Kassir Lina. "Les métaux lourds dans les engrais phosphatés et les sulfates rejetés par les industries des fertilisants : recherche sur leur transfert et leur mobilité dans les sols libanais." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0332.

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Abstract:

Afin d'établir l'impact et le risque lié aux fertilisants chimiques depuis leur fabrication jusqu'à leur amendement sur la contamination des sols par les éléments traces métalliques, une étude de leur mobilité et leur transfert s'avère nécessaire. L'objectif de ce travail de thèse était d'évaluer la source de contamination du sol par les éléments traces autour de l'industrie des fertilisants chimiques et suivre l'évolution temporelle de la mobilité et du transfert de ces éléments dans un profil du sol agricole amendé par des engrais phosphatés du type simple superphosphate (SSP) ou du phosphogypse. Pour cela nous avons utilisé des techniques permettant la caractérisation structurale et minéralogique des sols collectés comme la diffraction des rayons X et la microscopie électronique. Puis une caractérisation chimique des sols collectés concernant la concentration totale des éléments traces et des éléments majeurs a été établie. Comme la mobilité n'est pas stable au cours du temps dépendant de plusieurs paramètres physico-chimiques comme le pH, le potentiel redox, la teneur en matière organique, une extraction séquentielle a été adoptée le long de l'étude au cours du temps et dans le profil du sol amendé jusqu'à une profondeur de 55 cm. En outre, l'absorption des éléments traces par les plantes cultivées sur le terrain agricole amendé par les engrais ou le phosphogypse a été analysée au cours du temps afin d'évaluer le risque lié à la chaîne alimentaire et plus particulièrement la chaîne alimentaire humaine induisant des effets négatifs sur la santé. Une comparaison entre l'application du phosphogypse et celle des engrais a été mise en évidence à la finalité de ce travail
To determine the impact and risk of chemical fertilizers, from their manufacture to their amendment, on soil contamination by trace metals, the study of their mobility and transfer would be necessary. The objective of this work was to evaluate the source of soil contamination by trace elements around the industry of chemical fertilizers, and to follow the temporal evolution of mobility and transfer of these elements in the profile of agricultural soil amended by superphosphate (SSP) fertilizers or phosphogypsum. To achieve our objective, we used techniques allowing the determination of structural and mineralogical characterization of collected soil samples, such as X-ray diffraction and electron microscopy. Chemical characterization related to the total concentration of trace and major elements of collected soils was established. As mobility was unstable over time, depending on several physico-chemical parameters such as pH, redox potential, and organic matter content, a sequential extraction was adopted throughout the study over time in the amended soil profile to a depth of 55 cm. In addition, the absorption of trace elements by agricultural crops cultivated over land amended with fertilizer or phosphogypsum was analyzed over time to assess the risk of their transfer to the food chain, especially the human food chain, imposing health hazards. A comparison between the effects of the application of phosphogypsum and phosphate fertilizer was carried out in concluding this work

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Sivry, Yann. "Utilisation des isotopes stables de Cd, Zn, Cu, Ni et Pb pour quantifier le compartiment échangeable des éléments trace métalliques et de delta66Zn pour tracer les pollutions polymétalliques." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/471/.

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Abstract:

Une technique de " spikage ", ou dilution d'isotopes stables multi-élémentaire, a été est développée afin de quantifier et caractériser simultanément les compartiments échangeables de Cd, Zn, Cu, Ni et Pb dans des sols contaminés. Cette technique a étéest ici validée par comparaison avec les résultats de spikage d'isotopes radioactifs de Cd, ainsi que ceux d'extractions chimiques. Par ailleurs, une étude intégrée des signatures isotopiques du Zn (d66Zn) dans plusieurs compartiments d'écosystèmes contaminés (sites métallurgiques de Viviez-Decazeville, S. -O. France et de Kempen, N. -E. Belgique) permet de proposer un schéma cohérent des différents fractionnements isotopiques de Zn liés à son traitement métallurgique. L'existence de différents d66Zn pour le zinc " enrichi " et " résiduel " s'avère donc un outil puissant de localisation de sources de contamination métallurgique. Ces résultats démontrent l'efficacité des isotopes stables comme traceurs en matière de traçage de processus et de source de contamination
A multi-elementary spiking method has been is developpeddeveloped in order to simultaneously quantify and caracterizecharacterize simultaneously the labile pools fraction of Cd, Zn, Ni, Cu and Pb in contaminated soils. This method is has been validated by comparison with 1) radioactive Cd spiking data,g Cd and of2) chemical extractions results. In additionFurthermore, an integrated study of Zn isotopic signatures (d66Zn) in various compartments pools of two contaminated ecosystems (zinc smelting sites of Viviez-Decazeville, S. -W. Of France and of Kempen, N. -E of Belgium) has been performed allowing the identification of various allows to assume a coherent scheme of Zn isotopic fractionations during associated to the metallurgical processes. The differents d66Zn ratio observed in between "enriched" and "residual" zinc would be a powerfull tool to identify the metallurgical contaminations origins. These results demonstrate the efficiency of stable isotopes as tracers for contamination processes and sourcescontaminations tracers

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Arnaud, Fabien. "Signatures climatiques et anthropiques dans les sédiments holocènes des lacs du Bourget et d'Anterne (Nord-Ouest des Alpes) : paléohydrologie et contamination au plomb." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2003/50376-2003-345-346.pdf.

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Abstract:

L'Holocène est la période géologique la plus récente. Il s'agit d'une période interglaciare qui a débuté il y a 11000 ans et dans laquelle nous vivons aujourd'hui. L'intérêt pour l'étude de sa variabilité climatique est exacerbé dans le contexte actuel de réchauffement global attribué à l'Homme. Mais cette période a également vu le développement des sociétés humaines organisées qui ont très tôt interagi avec leur milieu, en s'adaptant aux variations naturelles de l'environnnement, mais aussi en perturbant le système naturel par leurs activités agricoles et industrielles. Cette thèse présente une étude sédimentologique et géochimique de carottes sédimentaires longues (9 à 13m) prélevées dans deux lacs alpins: les lacs du Bourget (Savoie) et d'Anterne (Haute Savoie). Deux thématiques distinctes ont été développées: l'enregistrement de la variabilité des débordements de crue du Rhône dans le Lac du Bourget et celui de la contamination anthropique par le plomb dans les deux lacs.

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Jeambrun, Marion. "L'uranium et ses descendants dans la chaine alimentaire." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00821054.

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Abstract:

L'uranium, le thorium et leurs descendants se trouvent a l'état de traces dans toutes les roches sur Terre. Sous l'action de l'érosion, des mécanismes de formation des sols et des transferts sol-plante, ces radionucléides sont disséminés dans toutes les composantes de l'environnement et via les chaînes alimentaires, ils sont transmis aux animaux et à l'homme. L'objectif de cette étude consiste à améliorer les connaissances sur les niveaux et la variabilité des activités de ces radionucléides dans différentes denrées et à faire progresser les connaissances sur leurs sources et leurs transferts. Cette étude s'intéresse à la variabilité géologique des sites étudiés (substrat granitique, volcanique et alluvial) sur lesquels sont prélevés différentes denrées (légumes, céréales, viandes, oeufs et produits laitiers). Les sources potentielles de radionucléides (eau d'irrigation et sol pour les végétaux ; eau d'abreuvage, aliments et sol pour les produits animaux) sont prélevées afin d'étudier leur contribution aux activités mesurées dans les denrées. Les résultats obtenus montrent une grande variabilité des activités dans les végétaux, moins prononcée dans les produits animaux. La source principale de radionucléides aux végétaux semble être le sol de culture. La remise en suspension de particules de sol et leur adhésion à la surface des végétaux ainsi que l'eau d'irrigation semblent important dans certains cas. Concernant les activités dans les produits animaux, une contribution significative du sol a l'activité en thorium a été mise en évidence. La contribution de l'eau à l'activité en uranium dans les volailles constitue une piste à approfondir.

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Abbas, Mohamad. "Développement des méthodologies géophysique et géochimique pour la caractérisation d'un site contaminé par des hydrocarbures." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR079/document.

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Abstract:

La contamination par les hydrocarbures peut altérer les propriétés physicochimiques et biologiques du sous-sol, par conséquent le diagnostic et l’évolution des contaminants peuvent être surveillés en couplant les analyses géochimiques et les techniques géophysiques. Dans ce travail, différentes méthodes géophysiques de sub-surface telles que la tomographie de résistivité électrique, la polarisation induite, le géoradar et le potentiel spontané ont été utilisées d’une manière combinée pour localiser les zones impactées par les hydrocarbures du site de l’ancienne raffinerie de Petit Couronne. Les investigations géophysiques par la tomographie de résistivité électrique en 2D ont révélés la présence des anomalies de fortes valeurs de conductivité et chargeabilité électrique associés aux zones contaminées de l’aquifère. Les résultats obtenus avec les profils d’ERT et IP indiquent que la contamination a modifié les parties capacitives et ohmiques de la conduction électrique dans les sédiments contaminés. Cette signature très conductrice des zones contaminées est due aux processus de biodégradation des hydrocarbures qui minéralisent les eaux de l’aquifère. Les panaches d’hydrocarbures ont été identifiés sur les profils de géoradar par une forte atténuation des amplitudes de signaux électromagnétiques. Les profils de potentiel spontané ont aussi fourni une cartographie spatiale des zones contaminées par leurs signatures électriques négatives qui est associées aux processus d'oxydoréduction et biodégradation à l’interface entre la zone non saturée et saturée. Une carte de potentiel redox a été reconstruite à partir de l'inversion des données résiduelles de potentiel spontané grâce au calcul des composantes de la densité du courant électrique. La contribution redox dans l'aquifère contaminé s'explique par des dipôles verticaux répartis sur la frange capillaire juste au-dessus de la nappe phréatique, en favorisant le mécanisme de la biogéobatterie sur ce site. L’ensemble de ces résultats ont été confirmés par les mesures géochimiques menées au niveau des forages. L'étude a montré que les altérations biologiques des hydrocarbures ont modifié les propriétés chimiques de l'eau porale et que l'étendue de la contamination des eaux souterraines peut être délimitée à partir du contraste géophysique observé entre les zones contaminées et les zones non contaminées. La combinaison des différentes méthodes géophysiques avec des analyses géochimiques ponctuelles au niveau des forages ont permis de mieux comprendre les différents processus qui sont à l’origine de modifications des propriétés biogéochimiques dans les sols et les eaux souterraines
The presence of hydrocarbon contamination in the subsurface can modify the physiochemical and biological properties of soil and groundwater. The sensitivity of geophysical methods to biogeochemical changes occurring in contaminated media can be used to monitor hydrocarbon contamination in a fast and inexpensive way. As such, geophysical methods including, electrical resistivity tomography, induced polarization, ground penetrating radar, self-potential and magnetic susceptibility were used in this work to characterize the hydrocarbon contamination and investigate its effects on the soil and groundwater geophysical and geochemical properties at a site impacted by an aged hydrocarbon plume. The geophysical response to hydrocarbon contamination varies according to factors related to the contaminant in question and to the contaminated environment. Therefore, to achieve a better interpretation, the field geophysical data were constrained by geochemical soil boring data which showed that biodegradation is occurring in the site. This was shown through observing elevated total dissolved solids concentrations, elevated groundwater electrical conductivity values, negative redox potential values and depleted terminal electron acceptors concentrations in the contaminated locations. Throughout the investigation, the geophysical measurements supported the conductive model and consistently recorded low resistivity anomalies, high chargeability values and attenuated GPR reflections in the contaminated zones. Additionally, significant negative self-potential anomalies associated with oxidation-reduction processes coupled to the biodegradation of hydrocarbons were recorded in the groundwater contaminated zone. Based on this observation, a redox potential map of the contaminated site was constructed by the inversion of the field self potential data. Throughout the process, a groundwater model was first calibrated to remove the electrokinetic component from the SP signal. Then, the obtained residual self potential data was inverted for the electrical current density by using an inversion algorithm which includes minimizing a cost function with a data misfit contribution and a regularizer. As a result, the obtained current density was used to construct a map of redox potential showing the borders and the redox front of the contaminant plume. The redox contribution was explained by vertical dipoles distributed across the capillary fringe, supporting further the mechanism of bio-geo-battery which was created due to the existence of a strong redox potential gradient between the highly reducing conditions within the plume and the oxidizing conditions outside the plume. Furthermore, elevated magnetic susceptibility values were recorded in the biologically active transition zone where bio-precipitation of iron minerals is occurring. Given these results, this study showed that biological alterations of hydrocarbons induced subtle changes in the pore water biogeochemistry, which consequently modified the geophysical properties of the contaminated sediments. The extent of groundwater contamination was delineated according to the geophysical contrast between the contaminated and clean zones. Moreover, the combination of the different geophysical methods, constrained by the geochemical point measurements, provided insight on the different processes which might have modified the soil and groundwater biogeochemical properties at the contaminated site

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Margerit, Adrien. "Etude des effets combinés de l'uranium et du cadmium chez le nématode Caenorhabditis elegans." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONT3509/document.

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Abstract:

L'uranium est un radioélément naturel, généralement retrouvé à l'état de traces, mais dont la concentration peut être significativement augmentée à proximité de certaines installations du cycle du combustible nucléaire ou de zones d'agriculture intensive. En raison de son association dans les minerais avec différents éléments traces métalliques tels que le cadmium, l'U est la plupart du temps présent en mélange avec d'autres contaminants dans l'environnement. L'étude de leurs effets combinés est indispensable afin de mieux appréhender le risque engendré par les contaminations métalliques multiples pour les écosystèmes. L'évaluation de la toxicité des mélanges et l'identification des interactions synergiques ou antagonistes sont généralement réalisées sur la base de modèles d'additivité de référence intégrés à des approches descriptives, purement statistiques et sans réelles considérations biologiques. Plus récemment, des modèles mécanistes ont été proposés en alternative afin de mieux rendre compte de la dynamique des processus biologiques et des mécanismes de toxicité des contaminants. Ceux-ci n'ont cependant été mis en pratique que dans un nombre limité de cas d'étude de la toxicité des mélanges. L'objectif de ce projet de thèse a été d'étudier les effets combinés chroniques de l'U et du Cd sur les traits de vie du nématode Caenorhabditis elegans, en utilisant en parallèle une approche descriptive (MixTox) et une approche mécaniste (DEBtox). Pour cela, une exposition des nématodes à différentes concentrations d'U et de Cd, seuls ou en mélange, a été réalisée durant onze jours. Une interaction antagoniste importante entre l'U et le Cd a été identifiée pour les critères d'effet de croissance et de reproduction, à partir des deux approches. L'étude du transfert de l'U et du Cd du milieu vers la nourriture ainsi que de leur bioaccumulation par C. elegans nous a permis de montrer que la coprésence d'U diminuait la fraction de Cd disponible pour l'exposition des nématodes. Afin de déceler la présence d'une éventuelle interaction au niveau des organismes, durant les phases toxicocinétique ou toxicodynamique, les données d'effet ont été réanalysées à partir des concentrations d'U et de Cd dans la nourriture, supposées plus proches des concentrations disponibles pour C. elegans. Des effets combinés globalement additifs, sans interaction notable, ont été mis en évidence pour l'U et le Cd même si des conclusions légèrement contrastées ont été obtenues à partir des approches descriptives et mécanistes. La présente étude permet d'illustrer la complexité de l'étude des effets des mélanges et de l'identification des interactions entre les substances. Malgré quelques difficultés d'application, l'approche mécaniste DEBtox semble particulièrement prometteuse pour décrire la toxicité de mélanges au cours du temps et tester d'éventuels mécanismes d'interaction. À terme, le perfectionnement des outils d'analyse des effets combinés des contaminants devrait permettre une meilleure prise en compte de la problématique des mélanges dans les démarches d'évaluation des risques
Uranium is a natural radioactive trace element for which elevated concentrations can be found in the vicinity of some nuclear fuel cycle facilities or of intensive farming areas. Due its co-occurrence with different trace metals, such as cadmium, in geological ores, U is generally found associated with other contaminants in the environment. The study of their combined effects on ecosystems is of interest to better characterize such multi-metallic polluted sites. The mixture toxicity assessment and the identification of synergistic or antagonistic interaction are generally performed on the basis of additive reference models integrated to descriptive and purely statistical approaches with no real biological basis. Recently, mechanistic models were proposed to better account for the dynamics of biological and toxicological processes. However, such models have only been put into practice in a few number of mixture toxicity case studies. The aim of this PhD project was to assess the chronic U/Cd combined toxicity on the life history traits of the nematode Caenorhabditis elegans using both a descriptive (MixTox) and a mechanistic (DEBtox) approach. To do so, nematodes were exposed during eleven days to different U and Cd concentrations, alone or in mixture. A strong antagonistic interaction between U and Cd was identified for length increase and brood size endpoints on the basis of both approaches. From the study of the U and Cd media-to-food transfer and of the U and Cd bioaccumulation by C. elegans, we showed that the co-presence of U reduced the available Cd fraction for nematodes. To identify a possible interaction at organism level, occurring during the toxicokinetic or toxicodynamic steps, data were re-analyzed on the basis of U/Cd concentrations in food, assumed to be more closely related to available concentrations for C. elegans. Overall additive effects, without interaction, were identified between U and Cd, even if slightly contrasted conclusions were obtained on the basis of the descriptive and mechanistic approaches. The present study underlines the complexity of studying mixture toxicity and identifying chemical interactions. Despite some application problems, the mechanistic approach DEBtox is particularly promising to describe the toxicity of chemical mixtures over time and to test hypothetical interaction mechanisms. In the future, the improvement of tools to analyze the combined toxicity of contaminants would allow to better address the issue of mixtures in ecotoxicological risk assessment processes

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Naghi, Fadi El. "Contribution à l'étude de la pollution par micropolluants (atrazine, benzène) de la nappe de la craie dans le nord de la France : évaluation du risque de pollution des captages d'eau potable d'Étaples et de Blendecques (Pas de Calais)." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2006/50376_2006_276.pdf.

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Abstract:

En France, les concentrations en atrazine, herbicide azoté interdit depuis 2003, ainsi que celles de ses molécules filles, présentent un risque de dépassement du seuil de potabilité des eaux. Ce dernier a été fixé à 0. 1 µg/l pour les molécules mesurées seules et 0. 5,µg/l en association avec les autres pesticides. Le risque lié à ces molécules qui peuvent être d'origine agricole et/ou urbaine, est du aux manques des données expérimentales, de maîtrise des mécanismes de migration et de transformations de ces molécules dans le sol. Les recherches réalisées dans ce travail nous ont permis de répondre à plusieurs points sur : ·les phénomènes les plus importants, marquants le comportement de l'atrazine et de ses molécules filles dans le sol ; ·les limites des modèles existants pour la modélisation de l'atrazine, et les difficultés affrontées quant à la mise en place de modélisation de ce type de molécules ; ·la vitesse de migration de cette molécule dans la zone non saturée ; ·la mise en évidence par voie numérique de certaines notions qui ont permis de représenter un premier bilan approximatif de l'état des lieux de la contamination en atrazine d'un site par simulation ; ·la préparation de la base d'un nouveau module en cours de développement prévue pour modéliser l 'atrazine dans l'outil WATERMODEL. Dans un premier temps, une bibliographie détaillée a été réalisée sur ces molécules, leurs comportements dans le sol et le sous-sol, et les phénoménes entrant en jeu dans leurs transformations. On a procédé ensuite à la mise en évidence de l'adsorption de cette molécule par la matière organique dans les premières dizaines de centimètres du sol en utilisant les outils PESTIFLUX et PESTAN. Dans le but de répondre aux contradictions des résultats obtenus, notamment la persistance de cette molécule dans la nappe 3 ans après l'interdiction de son utilisation en France dans le bassin versant d'Etaples, on a réalisé un modèle à base du Réseau de Neurones Artificielles qui montre l'existence d'un milieu fissuré expliquant la migration rapide de cette molécule vers la nappe
A partir des résultats précédents et les caractéristiques du site d'Etaples qui présente une contamination en atrazine par utilisation plutôt urbaine qu'agricole, on a estimé les quantités probablement utilisées en se basant sur l'avis des experts ainsi que sur la bibliographie. Un modèle du bassin versant d'Etaples a ainsi été créé. En raison des limites du logiciel MODFLOW qui ne traite pas des problèmes de migration des pesticides, une approche inverse des phénomènes a été utilisée. Il parait de cette recherche que les modèles hydrodynamiques de nappe sont insuffisants pour simuler correctement le comportement de l 'atrazine dans son cheminement du sol vers la nappe, puis au sein de la nappe. Par approches numériques mettant en jeu une modélisation par Réseau de Neurones Artificielles (RNA) puis par correction graphique des résultats, on a pu mettre en évidence le phénomène de dégradation d'une grande partie de l'atrazine épandue, puis l'entraÎnement par lessivage en des pomts singuliers d'infiltration. La migration est donc rapide par cheminement dans le réseau de fissures de la craie à l'occasion de saturation temporaire de celui-ci. D'autre part, une étude de vulnérabilité de la nappe de la craie du bassin versant de l'Aa (Audomarois) est proposée pour des pollutions ponctuelles par un micropolluant type hydrocarbure (le Benzène), dans le but d 'aboutir à une optimisation de la protection des captages du SIDEN France et de la communaUlé d 'agglomération de Sain/-Omer à Blendecques

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Dépée, Alexis. "Etude expérimentale et théorique des mécanismes microphysiques mis en jeu dans la capture des aérosols radioactifs par les nuages." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC057.

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Abstract:

Les particules atmosphériques sont un sujet d’importance dans plusieurs couches de la société. Leur présence dans l’atmosphère est aussi bien une problématique météorologique et climatique qu’un enjeu de santé publique, notamment de par l’accroissement des maladies cardiovasculaires. En particulier, les particules radioactives émises dans l’atmosphère à la suite d’un accident nucléaire peuvent polluer les écosystèmes durant plusieurs années. Le récent accident du Centre Nucléaire de Production d’Électricité de Fukushima Daiichi en 2011 nous rappelle que, même aujourd’hui, le risque zéro n’existe pas. À la suite d’une émission dans l’atmosphère, les particules nanométriques diffusent et s’agglomèrent alors que les particules de plusieurs micromètres sédimentent. Les tailles intermédiaires vont, quant à elles, pouvoir être transportées à l’échelle globale dont le mécanisme principal de rabattement au sol provient des interactions avec les nuages et les précipitations. Afin d’améliorer la connaissance de la contamination des sols consécutive à de tels accidents, la compréhension de la capture des aérosols par les nuages est alors essentielle. Dans ce but, un modèle microphysique est implémenté dans ce travail, considérant les mécanismes microphysiques qui interviennent dans la capture des aérosols par des gouttes de nuage, notamment les forces électrostatiques dès lors que les radionucléides ont pour propriété de fortement se charger. Des mesures en laboratoire sont alors réalisées à l’aide de In-CASE (In-Cloud Aerosols Scavenging Experiment), expérience conçue dans ce travail, afin de comparer le modèle développé aux observations, et ce, toujours à une échelle microphysique où les paramètres d’influence régissant la capture au sein du nuage sont contrôlés. Par ailleurs, des systèmes de charge des particules et des gouttes sont conçus pour soigneusement maîtriser les charges électriques, tandis que l’humidité relative est précisément pilotée. Les nouvelles connaissances de la capture des particules par des gouttes de nuage qui en découlent, concernant entre autres les effets électrostatiques, sont ensuite incorporées au modèle de nuage convectif DESCAM (Detailed SCAvenging Model). Ce modèle à microphysique détaillée décrit un nuage de sa formation jusqu’aux précipitations, permettant d’étudier l’impact des nouvelles données sur le rabattement des particules à méso-échelle. De plus, des modifications sont apportées à DESCAM pour élargir l’étude aux nuages stratiformes qui constituent en France, la majorité des précipitations. À terme, cette étude ouvre la voie à l’amélioration de la modélisation du rabattement atmosphérique des particules, et notamment à la contamination des sols dans les modèles de crise de l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire
Atmospheric particles are a key topic in many social issues. Their presence in this atmosphere is a meteorological and climatic subject, as well as a public health concern since these particles are correlated with the increase of cardiovascular diseases. Specially, radioactive particles emitted as a result of a nuclear accident can jeopardise ecosystems for decades. The recent accident at the Fukushima Daiichi’s nuclear power plant in 2011 reminds us that the risk, even extremely unlikely, exists.After a release of nuclear material in the atmosphere, nanometric particles diffuse and coagulate, while micrometric particles settle due to gravity. Nevertheless, the intermediate size particles can be transported at a global scale when the main mechanism involved in their scavenging comes from the interaction with clouds and their precipitations. To enhance the ground contamination knowledge after such accidental releases, the understanding of the particle in-cloud collection is thus essential. For this purpose, a microphysical model is implemented in this work, including the whole microphysical mechanisms acting on the particle collection by cloud droplets like the electrostatic forces since radionuclides are well-known to become significantly charged. Laboratory measurements are then conducted through In-CASE (In-Cloud Aerosols Scavenging Experiment), a novel experiment built in this work, to get comparisons between modelling and observations, once again at a microphysical scale where every parameter influencing the particle in-cloud collection is controlled. Furthermore, two systems to electrically charge particles and droplets are constructed to set the electric charges carefully while the relative humidity level is also regulated. These new research results related to the particle collection by cloud droplets following the electrostatic forces, among others effects, are thus incorporated into the convective cloud model DESCAM (Detailed SCAvenging Model). This detailed microphysical model describes a cloud from its formation to the precipitations, allowing the study at a meso-scale of the impact of the new data on the particle scavenging. Moreover, some changes are made in DESCAM to expand the study to stratiform clouds since the major part of the French precipitations come from the stratiform ones. Finally, this work paves the way for the enhancement of the atmospheric particle scavenging modelling, including the ground contamination in the crisis model used by the French Institute in Radiological Protection and Nuclear Safety

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Jordan, lozano José. "Transmissions indirectes via l’environnement de pathogènes impliquées dans les gastroentérites aiguës de l’Homme à/autour de Bogotá (Colombie) Contamination of water, leafyvegetables and air by human enteric pathogens (GI and GII noroviruses, rotavirus type A, Salmonella spp., Shigella spp., Cryptosporidium spp.) in the suburb of Bogotá (Colombia) Mouse intestinal villi as a model system for studies of Norovirus infection." Thesis, Avignon, 2020. http://www.theses.fr/2020AVIG0359.

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Abstract:

Les gastroentérites aiguës affectent chaque année entre un quart et la moitié des personnes dans le Monde. Elles sont causes de morbidité, de mortalité et de coûts de santé importants. Leur transmission directe ou indirecte via l’eau, les aliments, l’air ou les surfaces inertes dépend de leur étiologie (virale, bactérienne ou parasitaire) et du contexte local. Bogotá et sa région présentent plusieurs spécificités : des eaux usées rejetées en rivière souvent sans ou après seulement un traitement primaire, la mise en décharge des papiers toilettes, couches et protections souillés par les excréments, et une consommation de fruits et légumes faible et limitée à des produits bon marché irrigués par des eaux pouvant être contaminées fécalement. Notre thèse visait à évaluer les flux de certains pathogènes entériques de l’Homme dans l’environnement à proximité de Bogotá et à essayer de relier ces flux à la santé de la population.La thèse a associé trois contributions. Premièrement, une méthode de culture du norovirus humain a été mise au point en utilisant des villosités intestinales isolées de souris comme modèle cellulaire présentant toute la diversité des cellules épithéliales intestinales. Plusieurs concentrations en trypsine ont été testées pour activer les norovirus ; la méthode a été appliquée à des échantillons fécaux et environnementaux. Deuxièmement, les contaminations en E. coli et en pathogènes entériques de l’Homme ont été suivies dans des eaux (lixiviat de décharge, eau de ruissellement, rivière, eau d’irrigation, eau potable), des légumes-feuilles mangés crus (blettes) et l'air (au-dessus d’une décharge, en zone rurale, en zone urbaine) dans la région de Bogotá. Troisièmement, l’impact des contextes socioéconomiques et des pratiques individuelles (alimentation, hygiène et santé) sur les cas de gastroentérites aiguës a été testé à partir d’enquêtes réalisées dans un district de Bogotá et analysées par divers outils (analyse en composante principale, modélisation …).Nous avons montré que les villosités intestinales isolées de souris permettent l'infection et la réplication du norovirus humain. Le virus doit être activé avec de la trypsine et a un cycle réplicatif moyen de 10 h. Les villosités sont efficaces pour obtenir un matériel biologique abondant et sont idéales pour étudier l'activité biologique du norovirus ou générer des anticorps. Elles ont permis de voir des norovirus non détectés par méthode moléculaire dans certains excréments ou échantillons environnementaux ; les échantillons positifs par méthode moléculaire ou en immunodot-blot contenaient quasiment tous des norovirus infectieux. Au niveau régional, les rejets d'eaux usées dans les rivières Bogotá et Balsillas et dans le marais Tres Esquinas contaminent le réseau d'irrigation de La Ramada au nord-ouest de Bogotá en E. coli et potentiellement en pathogènes entériques de l’Homme. Les blettes récoltées dans cette zone étaient fortement contaminées, en contraste d’autres zones de culture. Leur contamination évoluait de leur production à leur achat dans les commerces de proximité, les lavages pouvant être contaminants ou décontaminants, les manipulations sur l’étal des marchands étant contaminantes. L’air était souvent contaminé par E. coli et par Shigella spp., sans pouvoir attribuer à la décharge Doña Juana un rôle particulier. La présence de Shigella spp. était observée parallèlement dans plus de la moitié des selles des personnes diarrhéiques. Les enquêtes réalisées ont montré que la fréquence annuelle des gastroentérites aiguës diminuait avec l’accroissement de l’âge des personnes ; elle semblait plus faible dans les foyers avec personnes âgées, peut-être en lien avec des pratiques plus strictes en matière d’hygiène, alimentaire notamment
Acute gastroenteritis affect between a quarter and a half of people in the World each year. They are responsible for significant morbidity, mortality and healthcare costs. Their direct or indirect transmissions via water, food, air or inert surfaces depend on their aetiology (viral, bacterial or parasitic) and the local context. Bogotá and its region have several specificities: wastewater are often discharged into rivers without or after primary treatment only, the deposit in landfill of toilet papers and diapers soiled by excrement, and the low consumption of fruits and vegetables largely restricted to a handful of relatively cheap products that may be irrigated by surface freshwaters heavily contaminated with faeces. Our PhD aimed to assess the fluxes of some human enteric pathogens in the region of Bogotá and to try to relate these fluxes to the population health. The PhD combined three contributions. First, a method for culturing the human norovirus has been developed using isolated mouse intestinal villi as a cell model exhibiting the full diversity of intestinal epithelial cells. Several concentrations of trypsin were tested to activate noroviruses; the method was applied to faecal and environmental samples. Second, contamination with E. coli and some human enteric pathogens was monitored in water (landfill leachate, runoff water, river, irrigation water, drinking water), leafy vegetables eaten raw (chards) and air (above a landfill, in rural areas, in urban areas) in the Bogotá region. Third, the impact of socioeconomic contexts and individual practices (food, hygiene and health) on cases of acute gastroenteritis was assessed from surveys carried out in one district of Bogotá and analysed by various tools (principal component analysis, modelling …). We have shown that mouse isolated intestinal villi allow the infection and replication of human norovirus. The virus has to be activated with trypsin and has an average replicative cycle of 10 h. Villi are efficient in obtaining abundant biological material and are ideal for studying the biological activity of norovirus or for generating antibodies. They made it possible to see infectious noroviruses not detected by molecular method in several faeces and environmental samples; almost all samples positive by molecular method or immunodot-blot contain infectious noroviruses. At the regional level, the discharges of wastewater in the Bogotá and Balsillas rivers and in Tres Esquinas march contaminate the irrigation network of La Ramada area in the northwest of Bogotá with E. coli and potentially human enteric pathogens. Chards harvested in this area were heavily contaminated, in contrast to other growing areas. Their contamination evolved from their production to their purchase in nearby stores, washings increasing or decreasing their contamination, and handling on the merchant's stalls increasing contamination. The air was often contaminated with E. coli and Shigella spp.; it was not possible to detect a particular contribution of the Doña Juana landfill in pathogen aerosolization. The presence of Shigella spp. was observed in parallel in more than half of the stools of people with diarrhoea. Surveys have shown that the annual frequency of acute gastroenteritis decreases with increasing age; it seemed less common in households with elderly people, possibly due to stricter food hygiene practices. A transmission model of acute gastroenteritis distinguishing contamination from outside the households and contaminations between people in the same households did not show significant differences between neighbourhoods. Used to simulate numerical experiments, it suggests working on much higher numbers of surveys
La gastroenteritis aguda afecta entre una cuarta parte y la mitad de las personas en el mundo cada año. Son responsables de importantes costos de morbilidad, mortalidad y asistencia sanitaria. Sus transmisiones directas o indirectas a través del agua, alimentos, aire o superficies inertes dependen de su etiología (viral, bacteriana o parasitaria) y del contexto local. Bogotá y su región aledaña tienen varias especificidades: las aguas residuales a menudo se vierten a los ríos sin o solo después de un tratamiento primario, el depósito de papel higiénico y pañales sucios con excrementos son dispuestos generalmente en un relleno sanitario, y el bajo consumo de frutas y verduras restringido en gran medida a un puñado de productos relativamente baratos pueden ser irrigados por aguas dulces superficiales muy contaminadas con excrementos. Nuestra tesis doctoral tuvo como objetivo evaluar los flujos de algunos patógenos entéricos humanos en la región de Bogotá y tratar de relacionar estos flujos con la salud de la población. El doctorado combinó tres contribuciones. En primer lugar, se desarrolló un método para cultivar el norovirus humano utilizando vellosidades intestinales aisladas de ratón como modelo celular que exhibe la diversidad completa de células epiteliales intestinales. Se probaron varias concentraciones de tripsina para activar norovirus; el método se aplicó a muestras fecales y ambientales. En segundo lugar, se evidenció la contaminación de E. coli y patógenos entéricos humanos en el agua (lixiviados de vertedero, agua de escorrentía, río, agua de riego, agua potable), vegetales de hoja que se comen crudos (acelgas) y aire (sobre un vertedero sanitario, así como en áreas rurales y urbanas) en la región de Bogotá. En tercer lugar, se evaluó el impacto de los contextos socioeconómicos y las prácticas individuales (alimentación, higiene y salud) frente a los casos de gastroenteritis aguda a partir de encuestas realizadas en una localidad de Bogotá y analizadas mediante diversas herramientas (análisis de componentes principales, modelización…). Con este doctorado, hemos demostrado que las vellosidades intestinales aisladas de ratón permiten la infección y la replicación del norovirus humano. El virus debe activarse con tripsina y tiene un ciclo replicativo promedio de 10 h. Las vellosidades son eficaces para obtener abundante material biológico y son ideales para estudiar la actividad biológica de los norovirus o para generar anticuerpos. Ellas permitieron ver norovirus infecciosos no detectados por método molecular en varias heces y muestras ambientales; casi todas las muestras positivas por método molecular o inmunodot-blot contienían norovirus infecciosos. A nivel regional, los vertidos de aguas residuales en los ríos Bogotá y Balsillas y en el humedal Tres Esquinas contaminan la red de riego La Ramada en el noroeste de Bogotá con E. coli y potencialmete con patógenos entéricos humanos. Las acelgas recolectadas en esta área resultaron muy contaminadas, a diferencia de otras áreas de cultivo. Su contaminación evolucionó desde la producción hasta su compra en las tiendas cercanas, los lavados aumentaron o disminuyeron su contaminación y la manipulación en los puestos de comercio aumentaron la contaminación. El aire a menudo estaba contaminado con E. coli y Shigella spp., sin poder atribuir al relleno sanitario Doña Juana un rol particular. A su vez la presencia de Shigella spp. se observó en paralelo en más de la mitad de las deposiciones de personas con diarrea. Las encuestas demostraron que la frecuencia anual de gastroenteritis aguda disminuye respecto al aumento en edad; parecía menos común en hogares con personas mayores, posiblemente debido a prácticas de higiene alimentaria más estrictas. Un modelo de transmisión de gastroenteritis aguda que distinguió la contaminación fuera de los hogares y las contaminaciones entre personas dentro de los mismos hogares no mostró diferencias significativas entre vecindarios

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Quérel, Arnaud. "Lessivage de l'atmosphère par la pluie : approche microphysique." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00859330.

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Abstract:

Les particules d'aérosol sont une composante essentielle de l'atmosphère, et cette importance s'amplifie lors d'une éventuelle libération dans l'atmosphère de matières radioactives sous forme particulaire. En effet, pour améliorer la connaissance autour de la contamination des sols consécutive à une émission de particules, il est important d'étudier le rabattement des particules par la pluie sous le nuage. Dans ce but, des expériences sont menées à l'échelle microphysique (expérience BERGAME) pour quantifier l'efficacité des gouttes de pluie à collecter les particules. Ceci permet au final d'améliorer la modélisation du lessivage des aérosols atmosphériques par la pluie à méso-échelle. Le modèle utilisé est DESCAM qui décrit de manière détaillée les distributions granulométriques en masse et en nombre des particules pour chaque type d'aérosol et des hydrométéores et calcule leur évolution due aux processus microphysiques nuageux. L'expérience BERGAME a été dimensionnée et construite pour mesurer l'efficacité de collecte car les mesures de ce paramètre se sont avérées en désaccord avec les modèles classiques de la littérature pour les gouttes de pluie d'un diamètre supérieur au millimètre. Un montage optique a été imaginé pour tenter de comprendre quels mécanismes de collecte sont négligés dans les modèles standards. Un nouveau modèle d'efficacité de collecte pour les gouttes d'un diamètre de 2 mm est alors proposé prenant en compte pour les grosses gouttes une recirculation turbulente dans le sillage de la goutte capable d'augmenter de façon importante la capture des petites particules. Les nouvelles efficacités de collecte ainsi mesurées et paramétrées sont ajoutées au modèle de nuage DESCAM. Des modifications significatives sur la modélisation du lessivage par DESCAM sont observées, ouvrant ainsi la voie à une amélioration de la modélisation de la contamination des sols par les modèles de dispersion atmosphérique.

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Heine, Philippe. "Réponse physiologique d’espèces ligneuses à un sol contaminé en PCP et ACC dans un contexte de phytoremédiation." Thèse, 2018. http://hdl.handle.net/1866/22246.

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Dissertations / Theses on the topic 'Contamination sols et légumes'

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