Dissertations / Theses: 'Éléments traces – Environnement'

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Lévèque, Thibaut. "Biomonitoring environnemental et sanitaire des sols pollués par les éléments traces métalliques." Thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://www.theses.fr/2014INPT0093/document.

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Abstract:

Dans un contexte où les préoccupations environnement-santé sont croissantes à l’échelle globale. Améliorer la compréhension des mécanismes de biodisponibilité et d’(éco)toxicité des polluants métalliques persistants est un enjeu prioritaire, notamment en raison de leur omniprésence observée dans les écosystèmes en relation avec leur compartimentation et spéciation . Le ver de terre est utilisé pour évaluer la qualité des sols ; de plus cet organisme du sol de par ses activités de bioturbation a une influence sur les cycles biogéochimiques. Des tests d’écotoxicité en conditions contrôlées sur vers de terre ont donc été réalisés avec différents sols et espèces de vers. Puis une étude d’impact sur les communautés de vers a été effectuée sur un site pollué présentant un gradient de concentration. L’influence de la bioturbation du ver sur la phytodisponibilité des polluants a été étudiée grâce à des expériences en mésocosmes. Finalement, des mesures de bioaccessibilité des polluants ont été réalisées in vitro sur des sols et végétaux pollués dans différents contextes : friches industrielles, jardins potagers, terrain de sport. L’objectif étant d’étudier le lien entre biodisponibilité pour l’homme, caractéristiques des sols et contexte de pollution. Deux approches complémentaires ont été développées : recherche scientifique liés aux mécanismes et développement d’outils, de procédures pratiques utilisables par les gestionnaires et évaluateurs de risques. L’écotoxicité des métaux et métalloïdes (notés ETM) sur les vers de terre n’est pas simplement régie par leurs concentrations totales, mais dépend fortement des caractéristiques physico-chimiques des sols. Par ailleurs, l’analyse des communautés de ver de terre présentes sur un site contaminé permet d’évaluer la qualité des sols puisqu’on constate un impact sur les l’abondance, la diversité et le taux de juvénile des vers. De plus, la bioturbation du ver de terre augmente significativement la biodisponibilité des ETM pour les plantes potagères telles que la laitue. Finalement, la bioaccessibilité humaine des ETM est régi par de nombreux facteurs liés en particulier au contexte de pollution. Cette fraction bioaccessible des ETM est directement responsable de leur cytotoxicité sur les cellules intestinales. Ces différents résultats ont été complétés par des études mécanistiques (IR, EXAFS, XANES, µ-XRF)
In a context where environmental health concerns are globally increasing. Improve understanding of the mechanisms and bioavailability (eco) toxicity of persistent metals pollutants is a priority, especially because of their observed omnipresence in ecosystems in relation to their compartmentation and speciation. The earthworm is used to assess soil quality; moreover this soil organism through its bioturbation activities affects biogeochemical cycles. Ecotoxicity tests under controlled circumstances on earthworms have been conducted with different soils and worms’ species. Then an impact study on earthworms’ communities was conducted on a polluted site showing a concentration gradient. The influence of earthworms’ bioturbation on phytoavailability of pollutants was studied through experiments in mesocosms and Rhizotest. Finally, in vitro measures of pollutants bioavailability were performed on polluted soils and plants in different contexts: brownfields, gardens, sports field. The objective is to study the link between bioavailability for humans, soil characteristics, context of pollution and toxicity. Two complementary approaches have been developed: scientific research related to the mechanisms and development of tools, practical procedures which could be used by managers and risk assessors. Ecotoxicity of metals and metalloid (denoted ETM) on earthworms is not simply governed by their total concentrations, but strongly depends on the physico-chemical characteristics of soils. Furthermore, analysis of earthworm communities from a contaminated site can evaluate the quality of soil since seen an impact on the abundance, diversity and rate of juvenile worms. In addition, earthworms’ bioturbation significantly increases the bioavailability of ETM for vegetable plants such as lettuce. Finally, the human bioaccessibility of ETM is governed by many factors, in particular the context of pollution. The bioaccessible fraction of ETM is directly responsible for their cytotoxicity on intestinal cells. These results were complemented by mechanistic studies (IR, EXAFS, XANES, μ-XRF)

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Alleman, Laurent. "Apport des isotopes stables du plomb au suivi des traces métalliques en Méditerranée et en Atlantique du Nord." Aix-Marseille 3, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX30026.

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Abstract:

L'objectif de cette etude etait de decrire la dynamique des cycles tropospheriques et oceaniques du plomb en mediterranee occidentale et en atlantique-est au moyen des isotopes stables du plomb, afin d'affiner les modeles de transfert existant. Nous avons montre la variabilite spatiale des signatures isotopiques du plomb tropospherique sur le pourtour ouest mediterraneen ainsi que l'evolution transitoire des contributions respectives de l'industrie et des emissions automobiles. Les isotopes stables du plomb et les concentrations ont ete mesurees simultanement dans la colonne d'eau sur la fraction dissoute et particulaire, les particules sedimentaires et le sediment en mediterranee. Ces resultats inedits ont permis a la fois de determiner les sources (apports sporadiques sahariens, remobilisation du sediment superficiel) et d'etudier les processus de transferts (echanges particulaires/dissous, repackaging, melange des masses d'eau) se deroulant en mer ouverte (mer ligure) et sur une marge continentale (golfe du lion). En atlantique est, le premier profil de composition isotopique de plomb dissous a permis de montrer la contamination en plomb des eaux profondes (3000m) et de confirmer la presence dans les eaux intermediaires (200 a 1000m) du signal isotopique de plomb americain advecte que nous avions deja observe sur des particules sedimentaires (ferrand, 1996). La contamination des eaux profondes est expliquee, au site oligotrophe, par un apport advectif de masse d'eau riche en plomb anthropique peu radiogenique et, au site mesotrophe, par la remineralisation d'une fraction du plomb particulaire (45%) acquis dans les eaux de surfaces. Le processus de repackaging globalement faible sur la zone oligotrophe (2412%) est discute et compare a celui calcule en mer des sargasses (30%)

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Coclet, Clément. "Impacts de la contamination multiple en éléments traces métalliques sur les communautés microbiennes dans un environnement côtier fortement anthropisé : la rade de Toulon." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUL0010.

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Abstract:

La rade de Toulon est un écosystème côtier fortement anthropisé qui présente un gradient multiple de contamination en éléments traces métalliques, qui en fait un site atelier remarquable. Le couplage des campagnes de terrain et des expérimentations en laboratoire a permis d'étudier l'impact de la contamination métallique sur les communautés microbiennes planctoniques et en biofilm. L'utilisation de la chimie analytique, de la cytométrie en flux et du métabarcoding a permis d'étudier plusieurs aspects des communautés, comme l'abondance et la diversité taxonomique en réponse à la contamination métallique dans la rade de Toulon. Ainsi, les communautés d'ultraphytoplancton et de bactérioplancton ont montré une structuration spatiale forte le long des gradients métalliques. Les expérimentations en laboratoire ont montré que les ETMs jouaient un rôle important sur l'abondance et la diversité des communautés ultraplanctoniques, par des effets directs (toxicité) et indirects (couplage phytoplancton-bactérioplancton). La communauté microbienne de biofilm a été beaucoup moins impactée par les gradients métalliques dans la rade de Toulon que la communauté ultraplanctonique. En revanche, la communauté de biofilm a semblé influencée par sa proximité avec le compartiment sédimentaire, qui ont pu fournir des microorganismes colonisateurs lors d'épisodes de remise en suspension. En conclusion, les ETMs ont semblé avoir un impact sur l'ensemble des communautés microbiennes de la rade de Toulon avec toutefois, des variations d'influence selon le compartiment
Toulon Bay is a highly anthropized coastal ecosystem that present multiple trace metal contamination gradients, and was considered as a model system. The coupling of field campaigns and laboratory experiments were used to study the impact of trace metal contamination on bath planktonic and biofilm microbial communities. Chemical analyses, flux cytometry, and metabarcoding were used to study several characteristics of communities, as abundance and taxonomie diversity in response to trace metal contamination in the Toulon Bay. Then, bath ultraphytoplankton and bacterioplankton showed strong spatial patterns along the trace metal contamination gradients. Laboratory experiments showed that trace metals played an important raie on bath abundance and diversity patterns of ultraplanktonic communities, by bath potential direct (toxicity) and indirect (phytoplankton-bacterioplankton interactions). Conversely to planktonic communities, trace metal contamination had limited impact on microbial biofilm community. ln contrast, microbial biofilm community seemed to be influenced by surrounding sediments, and by potential colonizer taxa from benthic compartment resuspended du ring sediment resuspension events. ln conclusion, trace metals seemed to have impacts on all the microbial communities of Toulon Bay, with variations of influence depending on the compartment

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Abdul, Rida Abdul Motalibe Mohammad. "Biosurveillance de la contamination du sol : apport de l'étude des lombriciens à l'évaluation des risques liés aus éléments traces." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20124.

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Abstract:

L'objectif du travail a ete d'evaluer les risques ecologiques resultant des teneurs des sols en 5 elements traces (cd, cu, ni, pb et zn). Ces elements ont deux origines: geologiques et anthropogenetiques. Ce travail a ete realise a partir de 186 points d'etude repartis dans 6 sites au sud de la france. Les sols etudies ont des proprietes physicochimiques tres variees. L'etude montre d'une part la possibilite d'effectuer une biosurveillance directe (sur le terrain) de la contamination par les elements traces des milieux terrestres et d'autre part l'interet d'utiliser les lombriciens comme outils de mesure et de comparaison des niveaux de bio-contamination (bio-indication physiologique). Cette bioconcentration depend de la teneur totale en elements traces des sols mais aussi des proprietes physicochimiques et des categories ecologiques lombriciennes. Partant de ces bioconcentrations de contaminants observes, il a ete possible de faire une evaluation des transferts importants des contaminants depuis les lombriciens vers leurs predateurs, ceux-ci se sont averes preoccupants. En outre, nous avons constate la disparition (bio-indication existentielle), dans des sols contamines par les elements traces, d'un genre lombricien anecique (scherothe ca spp. ) important dans le fonctionnement d'ecosystemes (erosion, chaines alimentaires, degradation de la matiere organique et liberation des elements necessaires aux plantes et aux microorganismes. . . ). L'etude a montre egalement que les analyses partielles et les etudes en microcosmes contribuent peu a la connaissance ecotoxicologique

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Schneider, Arnaud. "Comportement et mobilité des éléments traces métalliques dans des sols environnant une usine de seconde fusion du plomb. Approches expérimentales et modélisation." Electronic Thesis or Diss., Reims, 2016. http://www.theses.fr/2016REIMS043.

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Abstract:

La contamination en éléments traces métalliques (ETM) des sols constitue un problème environnemental majeur qui réside principalement dans le risque de leur transfert vers les eaux superficielles et souterraines et/ou vers la chaîne alimentaire. L’objectif principal de ce travail était de comprendre le comportement des ETM dans des sols impactés par une usine de recyclage de batteries au plomb localisée dans les Ardennes. Sur une zone de 17 ha environnant l’usine, la répartition spatiale des teneurs en ETM étudiée par fluorescence X portable a révélé que les sols étaient majoritairement impactés par Pb et dans une moindre mesure par Cd, Cu, Ni, Sb, Sn et Zn. Une méthode géostatistique a permis d’identifier l’origine industrielle ou lithogénique de la plupart des ETM précédemment cités. A partir de cette cartographie, de la nature des sols et du mode d’occupation, le comportement des ETM a été étudié le long de six profils pédologiques. Le calcul des coefficients de distribution a permis de mettre en évidence une mobilité importante des ETM liée au caractère acide des sols (pH 4-5). Quel que soit le profil étudié, Cd présentait la mobilité la plus élevée, suivi de Zn, Ni, Pb et Cu. Le couplage de méthode expérimentale (soil-column Donnan membrane technique) et de modélisation géochimique a permis de préciser que Cd, Ni et Zn étaient totalement sous forme libre, Pb majoritairement sous forme libre mais également associé aux acides fulviques et Cu principalement associé aux acides fulviques dans la solution du sol. La répartition de Pb dans la phase solide des horizons de surface a également été déterminée en combinant des méthodes chimiques (extractions séquentielles), des méthodes physiques (MEB-EDS, microspectrométrie Raman) et de la modélisation. Le plomb était majoritairement associé à la matière organique et, dans une moindre mesure, aux oxydes de manganèse. Aucune des phases cristallines riches en plomb potentiellement émises par ce type d’industrie n’a été identifiée, ce qui suggère que Pb a été redistribué dans les sols à partir de ces phases. Ce travail insiste sur l’importance de l’étude conjointe des sols et de leur solution pour mieux comprendre le comportement des ETM, évaluer les risques et proposer d’éventuelles solutions de remédiation
The soil contamination by trace elements (TE) is a major environmental issue which mainly lies in their potential transfers from soils to surface and ground waters and/or to food chain.The main objective of this study was to understand the behaviour of TE in impacted soils located in the vicinity of a lead-acid battery recycling plant (Ardennes, France). In a 17 ha surrounding area, the spatial distribution of TE was performed using portable X-ray fluorescence. It indicated that the soils were mainly contaminated by Pb and, to a lesser degree, by Cd, Cu, Ni, Sb, Sn and Zn. A geostatistical approach enabled to discriminate the natural or anthropogenic sources of most of these TE.Based on the TE mapping, the soil type and the land cover, the behaviour of the TE was studied along six soil profiles. The calculated partition coefficients highlighted a high mobility of the TE which is related to the acidic soil conditions (pH 4-5). Regardless of the studied soil profile, Cd exhibited the highest mobility, followed by Zn, Ni, Pb and Cu. A combined experimental (soil-column Donnan membrane technique) and modelling approach helped to specify that Cd, Ni and Zn occurred as free ions, Pb mainly occurred as free ion and associated to fulvic acids and Cu was mainly associated to fulvic acids in the soil solutions. The distribution of Pb among the soil components of upper soil horizons was also determined using chemical methods (sequential extraction), physical methods (SEM-EDS, Raman microspectroscopy) and modelling. Lead was mainly associated with soil organic matter and to a lesser extent with manganese oxides. None of the Pb-bearing phases potentially emitted by the recycling plant were identified, suggesting a remobilization of Pb in the studied soils after smelter particles deposition. This work emphasizes the importance of studying the soil and its solution to better understand the behaviour of TE, to assess the environmental risks and to suggest remediation strategies

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Layglon, Nicolas. "Comportement des éléments traces métalliques lors de la remise en suspension de sédiments contaminés en zone côtière." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2020. http://www.theses.fr/2020TOUL0009.

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Abstract:

Les éléments traces métalliques arrivant dans le milieu marin s’accumulent naturellement dans les sédiments. En zone portuaire, ces sédiments peuvent être remis en suspension dans la colonne d’eau par des phénomènes naturels (houles, tempêtes…) et/ou anthropiques (trafic maritime, activité de dragage). En particulier, la Méditerranée Nord-occidentale représente un lieu d’échanges maritimes conséquents, engendrant des évènements de remise en suspension d’origine anthropique fréquents, tout en étant peu soumise à l’influence des phénomènes naturels liés aux marées. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse consistaient à étudier le potentiel de remobilisation des éléments traces lors d’évènements de remise en suspension afin d’apporter des connaissances contribuant à mieux prédire et ainsi mieux gérer le risque associé. Les cinétiques de transferts des ETMMs, étudiés lors d’expérimentations en laboratoire, ont été précisées à la lumière de la variabilité des contextes portuaires. Le transfert des ETMMs durant les 5 premiers jours de remise en suspension est apparu déterminé principalement par des processus abiotiques. La compréhension de ces processus a permis d’expliquer partiellement les observations de terrain réalisées lors d’une étude d’impact d’une opération de dragage
Trace metal elements entering marine environment accumulate in the sediments. In harbor areas, sediment can be resuspended in the water column following natural (swells, storms ...) and/or anthropic events (maritime traffic, dredging activity). In particular, the Mediterranean Sea represents a significant maritime trade route, generating frequent resuspension events of anthropic origin, while being slightly subjected to the influence of natural tidal phenomena. In this context, the objectives of this thesis consisted in evaluating the potential of trace elements during re-suspension events in order to provide knowledge that would help to better predict and thus better manage the associated risk. The kinetics of trace metal elements, studied in laboratory experiments, were specified in light of the variability of harbor contexts. During the first 5 days of suspension, trace elements transfers appeared mainly determined by abiotic processes. The understanding of these processes partially explained the field observations performed during an impact study of a dredging operation

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Foulon, Julie. "Impact du phytomanagement de sites pollués par les éléments traces métalliques sur les micro-organismes du sol." Thesis, Besançon, 2016. http://www.theses.fr/2016BESA2090.

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Abstract:

Les activités anthropiques et la pollution qu’elles engendrent peuvent entraîner des changements drastiques dans les structures des écosystèmes et de leurs services écologiques. Le phytomanagement basé sur l’utilisation d’espèces ligneuses peut contribuer à la restauration des sols et de la diversité microbienne, tout en permettant la production de biomasses d’intérêt. Dans le cadre des projets PROLIPHYT (2013-2018, ADEME), BIOFILTREE (2010-2014, ANR) et PHYTOPOP (2007-2011, ANR) gérés par le laboratoire Chrono-environnement, des parcelles de phytomanagement ont été installées sur sites pollués par les éléments traces métalliques (ETMs), pour déterminer le potentiel de croissance d’espèces ligneuses, ainsi que les voies de valorisation des biomasses produites. Dans le cadre de mon projet de thèse, différentes approches ont été mises en œuvre afin d’identifier et de caractériser les microorganismes inféodés aux végétaux ligneux implantés, avec pour finalité la production de ressources microbiennes permettant d’améliorer la reprise et la croissance des arbres sur sols pollués. La première approche a consisté à étudier les communautés microbiennes en association avec les espèces ligneuses par une approche innovante de séquençage à haut débit associée à l’analyse physico-chimique des sols. Cette méthode a été mise au point et testée sur trois sites expérimentaux contaminés par des ETMs. Elle a permis de révéler les changements dans la structure et la composition des communautés microbiennes dus à la nature du couvert végétal et aux caractéristiques du sol (Zappelini et al., 2015; Foulon et al., 2016a; b). La deuxième approche a consisté à isoler et caractériser les champignons mycorhiziens et endophytes associés à des peupliers (Berthelot et al., 2016; Lacercat-Didier et al., 2016). Ces champignons sont connus pour favoriser la croissance des végétaux qu’ils colonisent mais également pour conférer une meilleure tolérance face à un stress métallique. Plusieurs campagnes de prélèvements de racines et de champignons sur différents sites pollués ont permis l’isolement de souches fongiques tolérantes aux ETMs (comme Serendipita vermifera) et améliorant la croissance (Phialophora sp. et Leptodontidium sp.). Dans une troisième approche, les mécanismes impliqués dans la résistance aux ETMs ont été étudiés i) chez Paxillus involutus pour le Hg (Foulon et al. manuscrit en préparation) ii) par métatranscriptomique fonctionnelle pour le Zn et Cd (Lehembre et al., 2013). L’ensemble de ces travaux a permis i) d’améliorer nos connaissances sur l’impact du couvert ligneux sur la structure et la composition des communautés microbiennes, et sur la compréhension des mécanismes physiologiques mis en jeu ii) de constituer une collection de souches fongiques d’intérêt pour le phytomanagement de sols contaminés par les ETMs
Anthropogenic activities can cause dramatic changes in ecosystem structures and their ecological services. Phytomanagement based on the use of woody species can contribute to soil and microbial diversity restoration, while allowing the production of biomass of interest. As part of PROLIPHYT (2013-2018, ADEME), BIOFILTREE (2010-2014, ANR) and PHYTOPOP (2007-2011, ANR) projects, managed by the Chrono-environment laboratory, phytomanagement plots were installed on trace elements (TE) polluted sites to determine the growth potential of woody species and the recovery methods of biomass produced. In my PhD project, different approaches have been implemented to identify and characterize microorganisms subservient to implanted woody plants, with the aim of producing microbial resources to improve the recovery and growth of trees on polluted soil. The first approach was to study microbial communities in association with woody species by innovative high throughput sequencing approach associated with the physical and chemical analysis of soils. This method was developed and tested on three experimental sites contaminated by TE. It revealed changes in the structure and composition of microbial communities due to the nature of the vegetation cover and the soil characteristics (Zappelini et al., 2015; Foulon et al., 2016a; b). The second approach was to isolate and characterize mycorrhizal fungi and endophytes associated with poplars (Berthelot et al., 2016; Lacercat-Didier et al., 2016). These fungi are known to promote the growth of the plants they colonize but also to increase their TE tolerance. Several sampling campaigns of roots and sporocarps on different polluted sites have allowed the isolation of fungal strains tolerant to TE (like Serendipita vermifera) and enhancing growth (Phialophora sp. and Leptodontidium sp.). In a third approach, the mechanisms involved in TE resistance were studied i) in Paxillus involutus for Hg (Foulon et al. In prep) ii) by functional metatranscriptomics for Zn and Cd (Lehembre et al., 2013). In conclusion, this work allowed to i) improve our understanding of the impact of a woody cover on the structure and composition of microbial communities, and on the understanding of the physiological mechanisms involved ii) to constitute a collection of fungal strains that will be of great interest for future phytomanagement projects

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Suaire, Rémi. "Dynamique de transfert des fondants routiers dans un bassin de rétention des eaux de ruissellement routières : vers une solution d’assainissement par phytoremédiation." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0116.

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Abstract:

En période hivernale, des fondants routiers sont épandus sur les chaussées afin de préserver la sécurité des usagers. Sous l'influence de divers paramètres, ces produits se retrouvent en partie dans l'environnement, le reste étant collecté par des systèmes de rétention des eaux de ruissellement routières. Or, les bassins de rétention ne sont pas conçus pour traiter ces fondants, et jouent uniquement un rôle de régulation des flux rejetés dans l’environnement. L’effet du NaCl sur l’environnement est néfaste, en raison de sa toxicité directe envers certains organismes et, indirectement parce qu’il contribue à augmenter la mobilité des ETM (Éléments Traces Métalliques), eux-mêmes toxiques. Ceci démontre un besoin d'assainissement particulier pour ces produits. L'objectif de cette thèse est d'étudier les transferts de NaCl par un bassin de rétention, mais également d'investiguer la possibilité d'utiliser la phytoremédiation comme base d'une solution d'assainissement des eaux de ruissellement routières. Le bassin de rétention choisi comme modèle est un bassin récent situé à Chenevières (Lorraine, France), en bordure d’une route nationale. La première partie du travail a porté sur la mesure et la caractérisation des transferts de NaCl dans ce bassin. L’eau a été collectée en entrée/sortie chaque semaine pendant 3 ans, et les concentrations en NaCl et ETM mesurées. Les conditions météorologiques et les données d’épandage de sel ont été suivies pour évaluer la proportion de sel effectivement transférée vers le réseau de collecte des eaux de ruissellement routières. Les résultats montrent que 25 à 50 % du sel épandu est effectivement collecté. De plus, les résultats sur la dynamique du NaCl prouvent que le bassin joue uniquement un rôle de rétention temporaire et de dilution avant rejet vers l’environnement. Ensuite, des mesures et analyses des sédiments du bassin et des sols de bord de route ont été conduites pour caractériser la spéciation et la mobilité des ETM dans ce contexte routier particulier. Dans ce cas précis, le NaCl n’a pas eu d’effet significatif sur la mobilisation des ETM, hormis le zinc (Zn). En revanche, il a provoqué la mobilisation d’autres ions majeurs. Concernant le traitement, les procédés conventionnels de dessalement d’eau sont trop coûteux et inadaptés. C’est pourquoi les potentialités d’une solution d’assainissement par phytoremédiation ont été explorées. Trois plantes halophytes ont été sélectionnées selon des critères permettant leur utilisation en contexte routier, Armeria maritima, Atriplex halimus et Atriplex hortensis L. Des expériences de germination/croissance ont été effectuées dans différentes conditions de salinité et de concentration en Zn pour évaluer leur tolérance à la salinité, à la présence de Zn et leurs capacités d’accumulation. Ces plantes ont montré une tolérance au NaCl dans des conditions de salinité représentatives de celles mesurées dans les réseaux d’assainissement routiers à Chenevières. De plus, les trois espèces accumulent dans leurs parties aériennes des quantités significatives de NaCl, ainsi que du zinc. L'utilisation des halophytes pour la phytodésalinisation en domaine routier s'avère être une technologie prometteuse pour répondre à la problématique de l'impact environnemental des fondants routiers
During winter, deicing salts are spread on roads in order to preserve road safety for users. Under the influence of different parameters, these compounds are partly transferred to the environment, the rest of it being collected by the road runoff retention systems. However, road runoff retention ponds have not been designed for deicing salt treatment; they only play a role in the regulation of fluxes before their rejection into the environment. Furthermore, NaCl has a harmful impact on the environment, because of its toxicity to certain aquatic organisms and because it contributes to the increase of trace metal (TM) mobility, which are toxic as well. This shows the need for a specific treatment for these compounds. The objective of this research is to bring better understanding of deicing salt dynamics in a retention pond, but also to investigate the potential use of phytoremediation as a treatment solution for road runoff. A model retention pond was selected; it is located along a highway in Chenevières (Lorraine region, France). The first part of the work focused on the monitoring and the characterization of NaCl transfers in this pond. Water was weekly sampled for 3 years at the pond input and output and NaCl and TM concentrations were measured. Meteorological conditions and salt spreading data were monitored to appraise the salt fraction actually collected by the pond. Results showed that only 25 to 50 % of the spread salt is effectively collected. Moreover, results on NaCl dynamics proved that the pond only plays a role on transient storage and salt dilution before rejection into the environment. Moreover, measurements and analyses of sampled basin sediments and roadside soils were performed to assess speciation and TM mobility in this particular context. In this case, no significant effect of NaCl was recorded except for zinc (Zn); but major ions were mobilized. When it comes to treatments, conventional desalination technologies are too expensive and inappropriate in this context. Then, potentialities of phytodesalination were explored. Three halophyte plants were selected on the basis of specific criteria, allowing their use in road runoff context: Armeria maritima, Atriplex halimus and Atriplex hortensis L. Germination and growth experiments were run in various salinity conditions and in the presence/absence of Zn, in order to assess their tolerance to salt and Zn, as well as their accumulation abilities. These plants showed a high tolerance for NaCl in salinities in the range of those encountered in road runoff existing treatment systems at Chenevières. The three species accumulated significant amounts of NaCl and zinc in their aerial parts. The use of halophytes for phytodesalination of road runoff is a promising technique to address the issue of environmental impact of deicing salts

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Cuvier, Alicia. "Accumulation de l'uranium, de ses descendants et des éléments traces métalliques dans les sols des zones humides autour des anciennes mines d'uranium." Thesis, Toulouse, INPT, 2015. http://www.theses.fr/2015INPT0104/document.

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Abstract:

L’exploitation minière de l’uranium et les processus de traitement du minerai sont à l’origine d’un marquage potentiel de l’environnement par les descendants des chaînes de désintégration U-Th et des éléments traces métalliques (ETM) associés. Ces contaminants s’accumulent ensuite préférentiellement dans des zones de sédimentation continentales (étangs ou lacs) ou des zones humides (tourbières, berges de rivière) situées à l’aval hydraulique des mines. Les zones humides en particulier sont des milieux sensibles aux changements globaux et à la pression anthropique, situés en général en tête de bassin versant. Cela pose donc un risque en cas relargage des contaminants depuis ces milieux. L’objectif de cette étude est de mettre en place une méthodologie aisément reproductible, y compris aux sites miniers orphelins, et permettant l’identification et la caractérisation des contaminations et la compréhension des mécanismes d’accumulation et des risques de relargage. Cette étude a été réalisée dans l’environnement de l’ancienne mine de Bertholène (Aveyron, 12, France). Les zones d’accumulations préférentielles ont été identifiées par spectrométrie gamma in situ mobile et fixe. Des échantillons de sols, sédiments, végétaux, eaux et tourbes ont été prélevés autour du site, afin (a) de caractériser l’activité des différents descendants des chaînes de l’U et du Th et les contaminations en ETM associées à différentes échelles d’observation, (b) de comprendre les mécanismes d’accumulation et de relargage potentiel et (c) de tracer les sources des contaminants. Les résultats obtenus montrent que l’essentiel de la contamination est localisée dans une zone inondable de l’environnement proximal aval de la mine. Les activités en uranium élevées (U-238 > 20000 Bq.kg-1) et le fort enrichissement des radionucléides du début de chaîne par rapport à la fin de chaîne de l’U-238 traduisent un apport préférentiel d’U-238 et de Th-230, par rapport au Ra-226, lors d’inondations. Les contaminations en ETM associées sont relativement faibles, excepté en Mn, en Ba et en S. Les accumulations en radionucléides et en ETM sont expliquées à la fois par les caractéristiques géochimiques du minerai d’uranium et par les processus de traitement du minerai et des eaux d’exhaure. Les lessivages chimiques réalisés révèlent que les fractions acido-solubles et oxydes amorphes des sols constituent des pièges prépondérants des contaminants et que des variations du pH ou du potentiel d’oxydoréduction pourraient générer des relargages important d’uranium et de radium dans l’environnement. Finalement les déséquilibres radiologiques et les isotopes du plomb sont des traceurs fiables de la contamination associée à l’exploitation d’une mine d’uranium
Uranium mining and uranium ore processing increase the environmental activity of U and Th decay products and trace elements, in particular in case of releases to the adjacent rivers. Contaminants accumulate then preferentially in sedimentation areas (such as ponds or lakes) or in wetlands (peatlands, marshes or riverbanks) located downstream to the mine. Wetlands – generally located at the head of watershed – are particularly sensitive to environmental changes and anthropogenic pressure. This poses a risk of release of contaminants from these accumulation areas. The objective of the present study is to propose an easily reproducible methodology – in particular for the orphan mining sites – to identify and characterize accumulation areas. This study also aims to improve our understanding of the mechanisms of accumulation and release, in these areas. This study was performed around the former mining site of Bertholène (France). Standing and mobile in situ gamma spectrometry is used to accurately locate the accumulation areas. Soils, sediments, vegetation, water and peat are also sampled upstream and downstream of the mine, in order to (a) characterize the activities and the disequilibria of the U-Th decay chains and the associated trace elements according to the scale of observation, (b) understand the mechanisms of accumulation and release and (c) identify the potential sources using geochemical proxies and isotopic analyses. The results obtained show that radionuclides are mainly accumulated in a flooding area located downstream the mine. Strong U-238 activities (> 20000 Bq.kg-1) and strong Ra-226/U-238 and Th-230/Ra-226 activity ratios are recorded, involving preferential inputs of U-238 and Th-230 during flooding events. Trace element contamination is low, except for Mn, Ba and S. Such contaminations are potentially explained by the geochemical composition of the uranium ore and by the past and current processes of ore and water mine. Sequential extractions highlight the importance of the acido-soluble and the amorphous oxides in the trapping of contaminants. Thus, pH or Eh potential changes could induce major releases of uranium to the environment. The large differences in Pb isotope composition between natural soils and uranium ores, as well the activity ratios of the U-238 and decay chain products, make these indicators helpful to identify the soils and the sediments impacted by uranium mining

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Iqbal, Muhammad. "Impact de l'occupation des sols agricoles contaminés sur la disponibilité des éléments trace : Mise en évidence du role des matières organiques dans le cas de cultures annuelles et cultures pérennes à vocation énergétique." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2012. http://www.theses.fr/2012AGPT0020.

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Abstract:

Le changement d’occupation des sols contaminés est susceptible de modifier la nature et la quantité des matières organiques du sol (MOS). Les matières organiques sont connues pour avoir un rôle de source trophique pour les organismes des sols et un rôle de ligand vis-à-vis des éléments traces métalliques (ETM) dans les sols contaminés. Des changements de matières organiques dus aux changements d’occupation des sols contaminés peuvent modifier la spéciation des ETM et leur disponibilité. Mais dans ce cas, le rôle de la matière organique dans le déterminisme de la disponibilité des ETM est peu documenté. L’objectif du travail présenté dans cette thèse était de mettre en évidence le rôle des matières organiques dans la disponibilité des ETM, dans le cas de sols agricoles contaminés après un changement de cultures annuelles vers des cultures pérennes à vocation non-alimentaire. Le travail a concerné l’étude de la disponibilité du Cu, Pb, Zn et Cd dans les sols de deux sites différents en texture et en origine de pollution i.e. le site de Metaleurop (Nord de la France) avec des sols limoneux contaminés par des retombées atmosphériques et le site de Pierrelaye (Région Parisienne) avec des sols sableux contaminés par les apports d’eaux usées brutes de la ville de Paris. Le rôle de la matière organique a été étudié en travaillant 1) sur des échantillons de sols sous deux cultures différentes i.e. sous culture annuelle et culture pérenne à vocation énergétique miscanthus depuis trois ans, 2) sur les échantillons de sol avant et après incubation in vitro afin d’accélérer la minéralisation de la matière organique, et 3) sur des échantillons de sol avec et sans matières organiques particulaires (MOP) i.e. les fractions libres des MOS afin de mettre en évidence leur rôle spécifique. Une approche combinée d’évaluation de la disponibilité par des extractions chimiques des ETM et d’étude de la localisation des ETM dans des fractions granulométriques a été utilisée. Les résultats obtenus montrent que l’impact de l’occupation des sols (sous culture annuelle ou pérenne miscanthus) sur la disponibilité des ETM était différent pour les deux sites étudiés. Pour les sols du site de Metaleurop les résultats ont montré que la disponibilité de Cu et Pb diminuait sous miscanthus tandis qu’une augmentation de leur localisation dans les fractions fines était observée. Par contre aucun changement n’a été observé pour Zn ni Cd dans ce site. Au contraire pour les sols sableux riches en matières organiques de Pierrelaye le changement d’occupation a impacté la disponibilité de Zn et Cd tandis que celle de Pb et Cu n’a pas évolué. Les résultats des sols avant et après incubation montrent que l’impact de la minéralisation des MOS sur la disponibilité des ETM était site dépendant pour Pb et Cd alors que l’effet sur Cu et Zn était similaire pour les sols des deux sites. En travaillant sur les sols avec et sans MOP, nous avons pu observer que les MOP en tant que fraction organique libre participaient à la disponibilité des ETM telle qu’étudiée, et que une partie du cuivre lié aux MOP était disponible pour un organisme dans nos conditions. Ces résultats de disponibilités des ETM dans des sols qui varient avec la nature et la quantité des matières organiques sont discutés
The changes in land use of contaminated agricultural soils are susceptible to modify their trace metal availabilities by changing the quality and quantity of soil organic matter. But the role of soil organic matter in the determinism of trace metal availabilities in contaminated soils is not well known. The objective of the present study was to assess the role of soil organic matter in determinism of trace metal availabilities and their dynamics in contaminated soils varying in their texture and nature of pollution. A strategy of studying Cu, Pb, Zn and Cd availabilities of two sites with different texture and origin of pollution was adopted and the role of organic matter was assessed through; 1) sampling the soils of two parcels at each site with two different land uses i.e. under annual crop and under perennial energy crop miscanthus, 2) changing the soil organic matter of these soils through in vitro soil incubations. A combined approach of chemical metal extractions and metal localization study in different soil size fractions was used. The results of the trace metal availabilities of the soil under miscanthus compared to annual crop soil showed that the influence of changes in organic matter through land use was different at both sites. In the silty clayed soil, the availability of Cu and Pb which are the metals known to be preferentially bound to organic matter was decreased with an increase in their localization in soil finer fractions. In the site with organic matter rich sandy soils the availability of metals which are known to be bound to soil mineral phases i.e. Zn and Cd was changed without a change in their localization. The results of laboratory incubation experiments revealed that the mineralization of soil organic matter affects the trace metal availability in two ways. Cu and Zn availabilities are changed in all soils whatever the texture while Pb and Cd availabilities changed only in sandy soils. This difference of the change of metal availabilities in both cases of organic matter variations i.e. between the soil samples under different land use and in the samples of laboratory incubations can be explained by the fact that the changes in organic matter were not similar in both cases. Our work on the metal enriched particulate organic matter (POM) fractions, the most labile organic matter fractions showed that POM act as source and sink of the metals in our conditions and POM associated copper is bioavailable in liquid medium but its bioavailability is less than the metal added as salt solution. These results, increasing the understanding of the role of soil organic matter in the determinism of trace metal availability in different textured soils, are discussed

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El, Houssainy Amonda. "Apports de géochimie sédimentaire des éléments traces métalliques dans deux zones côtières méditerranéennes urbanisées : Beyrouth (Liban) et Toulon (France)." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2020. http://www.theses.fr/2020TOUL0011.

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Abstract:

La mer Méditerranée (MS) est une mer semi-fermée divisée en deux bassins: le bassin occidental et le bassin oriental. Les deux sites méditerranéens étudiés dans cette thèse sont au nord-ouest de MS et sud-est de France pour la rade de Toulon et à l'est de MS, Liban pour la baie de St-Georges. Les deux sites sont soumis à une forte densité de population le long de la côte et, sont exposés à de nombreuses activités anthropiques (telles que le tourisme, les transports maritimes, l’aquaculture, les rejets d’eaux usées et des activités industrielles) contaminant l’environnement (colonne d’eau, sédiments, biote, etc.) avec différents contaminants tels que les éléments traces métalliques et métalloïdes (ETMM). Chaque site est caractérisé par la présence d'un fleuve urbanisé: le Las (France) et le fleuve Beyrouth (Liban). Les sédiments sont considérés comme une source secondaire de contamination en raison des processus biogéochimiques influençant la mobilité des ETMM dans les sédiments. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse sont (1) d’étudier la contamination des ETMM le long des rivières et dans les deux baies; (2) d'élucider l'influence de la diagenèse précoce sur la mobilité des ETMM; et (3) de caractériser la matière organique sédimentaire dans les deux sites. Pour ces raisons, des sédiments superficiels, des carottes sédimentaires, des eaux superficielles et interstitielles ont été collectés le long des deux rivières et dans les deux sites durant la période 2016-2018. Les échantillons de sédiments et d'eaux ont été analysés pour déterminer leurs principaux paramètres physiques, nutriments, carbone organique (dissous et particulaire) et les éléments majeurs/traces. Les résultats ont montré que les processus de la diagenèse précoce contrôlent fortement la mobilité de la ETMM dans les sédiments. De plus, les résultats ont confirmé que la rade de Toulon est fortement contaminée suite à la deuxième guerre mondiale mais aussi aux activités contemporaines, et que les apports du Las ne contribuent et n’affectent pas de manière significative les sédiments de la baie de Toulon. Quant à la baie de St-Georges, il a été constaté qu’elle est impactée par plusieurs activités (effluents industriels rejetés sans traitement, ruissellement de la zone agricole) transportées par le fleuve Beyrouth et/ou par des apports directs (décharge côtière)
Mediterranean Sea (MS) is a semi-enclosed sea divided into two basins: the Occidental and the Oriental basins. The two studied Mediterranean sites in this thesis are located respectively at N-W of MS and S-E of France for Toulon Bay and at E of MS, Lebanon for St-Georges Bay. They both host high population density especially along the coast and therefore exposed to numerous anthropogenic activities (e.g. tourism, marine transport, aquaculture, wastewater discharge, and industrial activities) contaminating the surrounding environment (water column, sediment, biota …) with different contaminants such as trace metals (TM). In addition, each site is characterized by the presence of an urbanized river: le Las (France) and Beirut River (Lebanon). Sediments are considered as a secondary source of contamination due to biogeochemical processes influencing TM mobility in the sediments. In this context, the objectives of this thesis are (1) to investigate TM contamination along the rivers and in bays; (2) to elucidate the influence of early diagenesis on TM mobility; and (3) to characterize organic matter at both sites. For all the above, superficial sediments, sediment cores, superficial waters and pore waters were collected along the two rivers and at both sites during the period 2016-2018. Sediments and waters samples were analyzed for main physical parameters, nutrients, organic carbon (dissolved and particulate) and major/ trace elements. Results showed that early diagenesis processes strongly control TM mobility in the sediments. In addition, the results confirmed that Toulon bay is strongly contaminated due to the 2nd World War and the present bay activities. The Las River inputs do not contribute and affect significantly the sediments of Toulon Bay. As for St-Georges Bay, we found that it has been impacted by several activities (industrial effluents discharged without treatment, runoff from agricultural zone) transported by Beirut River and/or by direct inputs (coastal landfill)

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Laera, Andreina. "Fate of trace elements during and after anaerobic digestion : a sequential extraction method and DGT technique to assess bio-accessible trace elements in digestate." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC2011.

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Abstract:

Différentes interactions chimiques entre les éléments traces métalliques (ETM) et les composés organiques/inorganiques provenant du substrat et générées au cours du processus de digestion anaérobie détermineront la spéciation des ETM dans les digesteurs anaérobies. Après digestion anaérobie, les digestats sont exposés à des conditions d’oxydation qui peuvent favoriser un changement de la spéciation des ETM et par conséquent de leur bioaccessibilité pour les microorganismes du sol et les plantes lors de l’épandage des digestats sur des terres agricoles en tant qu’amendement organique. Plusieurs techniques ont été utilisées pour évaluer la mobilité, l'accessibilité et la biodisponibilité potentielle des ETM dans les digestats afin d'évaluer les risques pour l'environnement liés à l'utilisation du digestat en tant qu’amendement organique. L’objectif de cette thèse est d'évaluer une procédure d'extraction séquentielle et la technique DGT pour évaluer les ETM bio-accessibles dans des échantillons de digestat. Les échantillons ont été prélevés dans des installations industrielles de digestion anaérobie, traitant un mélange de déchets solides industriels et municipaux ou de boues d'épuration. Les ETM étudiés sont : Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Zn et W. Une procédure d'extraction séquentielle, conçue à l'origine pour le fractionnement de la matière organique (MO), a été mise en œuvre pour extraire simultanément la MO et les ETM dans un échantillon de substrat et de digestat. Il a été observé que plus de 50% des quantités totales d'As, Cd, Co, Fe, Mn, Ni et Zn étaient extraites avec les fractions de MO définies de manière opérationnelle dans les deux échantillons. Une extraction plus faible a été observée pour Al, Cr, Cu, Mo et Pb. Ces éléments étaient principalement présents dans la fraction de MO dissoute, où les ETM solubles sont probablement bio-accessibles pour l'absorption microbienne. De plus, une grande partie des éléments a été retrouvée dans la fraction minérale, qui était considérée faiblement bio-accessible. Cependant, la possibilité d'utiliser la méthode susmentionnée a été remise en question par suite de la faible efficacité d'extraction de certains ETM au cours de la procédure d'extraction. De plus, il a été reconnu que les réactifs chimiques utilisés au cours de la procédure d'extraction auraient pu favoriser la dissolution/précipitation des ETM, donc une modification de leur fractionnement. Par rapport aux mesures classiques de mesure des éléments dissous, la technique DGT augmente la sensibilité pour la mesure des ETM dans les boues d'épuration digérées. Cependant, il a été observé que le temps de déploiement des échantillonneurs DGT dans les boues d’épuration digérées devrait être soigneusement évalué. De plus, la matrice de digestat a réduit l’accumulation de certains ETM dans les échantillonneurs DGT. Par conséquent, les ETM labiles de la DGT (c'est-à-dire la plupart des espèces bio-accessibles) peuvent être correctement estimés à condition d'adapter soigneusement le temps de déploiement et d'effectuer une évaluation des effets de matrice dans les digestats. L’évolution temporelle de la concentration des ETM labiles peut être estimée. Par conséquent, l’effet de l’oxygénation des digestats sur la mobilité et la bio-accessibilité des ETM, y compris les fractions labiles et solubles, dans les boues d’épuration digérées a été étudié. L'exposition à l'air du digestat a favorisé la dissolution de Al, As, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo et Pb, suggérant une possible augmentation de leur mobilité qui pourrait probablement survenir lors du stockage du digestat dans des réservoirs ouverts ou lors de la manipulation avant l'épandage sur le sol. La fraction des éléments labiles n’augmente que pendant une aération prolongée (sauf pour Fe et Mn), ce qui suggère que leur bio-accessibilité à ne peut augmenter qu’après une aération importante comme celle supposée se produire lors de l’épandage du digestat sur les sols
Different chemical interactions between trace elements and organic/inorganic compounds originating from the substrate and generated during the anaerobic digestion process will determine the speciation of trace elements in anaerobic digesters. After anaerobic digestion, digestates are exposed to oxidizing conditions which may favor a change of trace elements’ speciation and consequently bio-accessibility for soil microorganisms and plants when digestates are spread on lands as organic amendment. Several techniques were used to assess the mobility, accessibility, and potential bio-availability of trace elements in digestates for environmental risk assessments of digestate utilization as a soil fertilizer. The aim of this thesis is to evaluate a sequential extraction procedure and the diffusive gradients in thin films technique (DGT) to assess bio-accessible trace elements in digestate samples. Samples were taken from full-scale anaerobic digestion plants treating a mixture of industrial and municipal solid wastes or sewage sludge. The elements investigated include Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Zn and W. A sequential extraction procedure, originally conceived for organic matter fractionation, was implemented to simultaneously extract organic matter and trace elements in a substrate and digestate sample. It was observed that more than 50% of total As, Cd, Co, Fe, Mn, Ni and Zn were extracted along with the operationally defined organic matter fractions in both samples. Whereas, a lower recovery was observed for Al, Cr, Cu, Mo and Pb. These elements were mainly found in the dissolved organic matter fraction where soluble trace elements are likely bio-accessible for microbial up-take. Moreover, a high portion of elements was found in the mineral fraction, which was considered poorly bio-accessible. However, the feasibility of using the aforementioned method was questioned following the low efficiency of extraction of certain trace elements during the extraction procedure. Moreover, it was acknowledged that chemical reagents employed during the extraction procedure could have promoted a dissolution/precipitation of trace elements and therefore a change in their fractionation. Therefore, DGT technique was tested to fractionate trace elements and it was observed that this technique increased the sensitivity of trace elements monitoring compared to conventional dissolved elements measurements in digested sewage sludge. However, it was observed that the DGT samplers’ deployment time in digested sewage sludge should be carefully evaluated. Additionally, the digestate matrix lowered the accumulation of some trace elements in the DGT samplers. Therefore, DGT labile trace elements (i.e. most bio-accessible species) can be correctly estimated provided a careful adaptation of the deployment time as well as an evaluation of the matrix effect is performed in digestate samples. Unless this, general trend of labile trace elements over time could be estimated such as the distribution of labile trace elements over time in digestate exposed to air. Therefore, the effect of atmospheric air on the mobility and bio-accessibility of trace elements, including labile and soluble fractions, in digested sewage sludge was investigated. The exposure of digestate to air promoted dissolution of Al, As, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo and Pb, suggesting that a possible increase in their mobility may likely occur during digestate storage in open tanks or handling before land spreading. Labile elements’ fraction increased only during an increase of aeration (except for Fe and Mn), suggesting that their short-term bio-accessibility can increase only after significant aeration as the one assumed to occur when digestate land spreading takes place

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Al-Sid-Cheikh, Maya. "Impact des oxydes de fer naturels et des nanoparticules manufacturées sur la dynamique des éléments traces dans les sols de zones humides." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S144.

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Abstract:

La nanoscience est basée sur les changements de propriétés des particules lorsque leur diamètre est inférieur à 100 nm (i.e. nanoparticules, NPs). Devant l’utilisation croissante de tels NPs, et leur déversement probable dans l’environnement, l’évaluation de leurs risques sur la santé humaine et l’environnement est un enjeu majeur. Dans le cadre de la protection des eaux et des sols, l’évaluation de la qualité des eaux de surface est particulièrement importante, notamment dans les zones humides (ZHs), où la dynamique des métaux toxique (i.e. As, Pb, Ni, Cr, Hg) est complexe et dépend des conditions redox du milieu. Comme les NPs de magnétite (nano-Fe3O4), naturelles ou manufacturées, sont reconnues pour leur capacité d’adsorption importante face aux métaux lourds, leurs interactions dans les ZHs ripariennes (ZHRs) avec les ETMs restent critiques quant à leurs impacts directs ou indirects. Ainsi, l’objectif de cette thèse était d’étudier le rôle des nano-Fe3O4 manufacturées (~10nm) et des oxydes de fer naturels sur la dynamique des ETMs dans les eaux de surfaces et les sols de ZHRs. Ainsi, dans un premier volet portant sur des précipités colloïdaux naturels provenant de produits de reoxydation en milieu riparian (soumis à des oscillations redox), la distribution spatiale des éléments a été effectuée par cartographie isotopique nanoSIMS (i.e. 75As-, 56Fe16O-, le soufre (32S-) et la matière organique (12C14N-), alors que la spéciation du soufre a été évaluée par adsorption des rayons X au seuil K du soufre (S) (XANES). Ces analyses ont permis de mettre en évidences les interactions entre les oxydes de fer naturels, la matière organique naturelle (MON) et un métalloïde toxique, l’arsenic. Nos résultats suggèrent, par colocalisation statistique des images nanoSIMS, l’existence de deux types d’interaction : (1) 12C14N-, 32S-, 56Fe16O- et 75As-, et (2) 12C14N-, 32S- et 75As-. La coexistence des formes de S oxydées et réduites, confirmées par les analyses XANES, pourrait être attribuée à la lente cinétique d’oxydation de la MON. Ainsi, ce premier volet montre qu’en plus des interactions MON, oxydes de fer et As, de possibles interactions directes entre As et NOM à travers des groupements fonctionnels soufrés (e.g. thiols) sont aussi possibles en milieu oxydé. Dans un second volet, l’effet des nano-Fe3O4 (~ 10 nm) sur la mobilité des éléments traces (ETs) et des colloïdes, dans l'horizon organominéral d’un sol naturel de ZHR, a été évaluée à l’aide de colonnes de sol. Nos résultats montrent que l’enrobage des nanoparticules semble influencer la mobilité de la MON et des ETs du sol. En effet, la mobilité des ETs semble augmenter en présence de nano-Fe3O4 nus, suggérant des associations où la MON stabiliserait les nanoparticules et augmenterait leur mobilité ainsi que celle des ETs associés
Nanoscience is based on changes in particle properties when their diameter is below 100 nm (ie nanoparticles, NPs). Considering the increasing use of such NPs and their discharge into the environment, the assessment of their risks to human health and the environment is a major issue. Underneath the protection of waters and soils, the surface water assessment quality is particularly important, especially in wetlands, where the toxic metals dynamic (e.g. As, Pb, Ni, Cr , Hg) is complex and depends on the redox conditions of the environment. As magnetite (nano-Fe3O4), a natural or manufactured NP, is known for its significant adsorption capacity with heavy metals, their interactions in riparian wetlands with trace metals (TMs) remain critical concerning their direct of indirect impact on trace metals (TMs) mobility. The objective of this thesis was to study the role of manufactured nano-Fe3O4 (~ 10nm) and natural iron oxides on the TMs dynamics in wetland surface waters and soils. Therefore, in a first part considering natural colloidal precipitates from reoxidation products from riparian areas (subject to redox oscillations), a spatial distribution of elements was performed using nanoSIMS isotope mapping (i.e. 75As-, 56Fe16O-, sulfur (32S-) and organic matter (12C14N-), while the sulfur speciation was evaluated X-ray adsorption at K edge of the sulfur (S) (XANES). These analyzes allowed to highlight the interactions between natural iron oxides, natural organic matter (NOM) and a toxic metalloid, As. Our results suggest, with a statistical colocalization of nanoSIMS images, the existence of two interaction types: (1) 12C14N-, 32S-, 56Fe16O- and 75As-, and (2) 12C14N-, 32S- and 75As-. The coexistence of the oxidized and reduced forms of S, confirmed by the XANES analyses might be attributed to the slow oxidation kinetic of MON. Thus, this first part shows that in addition to the known interactions between MON, iron oxides and As, a possible direct interaction between As and NOM through sulfur functional groups (e.g. thiols) are also possible in oxidized environment. In a second part, the effect of nano-Fe3O4 (~ 10 nm) on trace elements (TEs) and colloids mobility in the organomineral horizon of a natural wetland soil was assessed using soil columns. Our results show that the nanoparticles coating influences the mobility of NOM and TMs. Indeed, the TMs mobility increases in presence of naked nano-Fe3O4, suggesting associations where NOM stabilizes the nanoparticles and increase the nanoparticles and associated TMs mobility. This mechanism seems less possible with coated nano-Fe3O4 where MON blocks the coating adsorption sites and therefore the adsorption of metals

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Orani, Anna Maria. "Développements analytiques pour la détermination des concentrations et de l’origine des contaminants inorganiques dans des environnements marins." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4112/document.

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Abstract:

Les éléments traces (ET) se trouvent naturellement dans l’environnement. Ces dernières années, des apports croissants en ET sont induits par des activités anthropiques, causant des problèmes environnementaux surtout dans le milieu marin. Certains ET sont toxiques et le besoin de méthodes fiables pour leur analyse dans des échantillons environnementaux est indéniable. À travers cette thèse, des méthodes analytiques ont été développées et validées pour l’analyse des ET dans les sédiments et les organismes marins par spectrométrie d’absorption atomique à source continu, haute résolution et introduction solide directe (SS-HR-CS-AAS). Des études environnementales basées sur l’utilisation de cette méthode et d’autres ont été réalisés. Une première étude a été réalisée sur des sédiments (de surface et carottes) collectés en Namibie. Cette thèse présente une série inédite de concentrations de base sur la côte namibienne. Une contamination importante en Pb, Cu, Zn et Cd a été démontrée autour des zones les plus peuplées. Les pollutions au Pb et leurs sources ont été étudiées grâce aux rapports isotopiques du Pb. Une deuxième étude a été réalisée sur différentes espèces d’éponges marines et des sédiments collectés en France et en Irlande. Il est montré que les éponges accumulent plus les ET que les sédiments et de façon différente selon les espèces. Des analyses de spéciation de l’arsenic ont été réalisées sur les éponges par chromatographie liquide haute performance couplée à un ICP-MS. Les résultats ont montré une bioaccumulation très importante de ce métalloïde dans les éponges et sa biotransformation des formes inorganiques en formes organiques beaucoup moins toxiques
Trace elements (TE) naturally occur in the environment but their inputs have been increasing by anthropogenic activities in the last decades, causing environmental concerns, particularly in coastal ecosystems. TE are toxic and the need of reliable methods for their determination in environmental samples is undeniable. The first part of this PhD was focused on the development and full validation of methods for the analysis of TE in sediments and marine organisms by Solid Sampling High Resolution Continuum Source Atomic Absorption Spectrometry (SSHR-CS-AAS). Second, environmental studies based on these and others methodologies were then performed. A first monitoring survey was performed on sediments (surface and core samples) collected along the Namibian coast. This thesis provides the first baseline of TE contents and historical record of pollution in the area. Significant Pb, Cu, Cd and Zn enrichments were highlighted around the most populated areas, providing a needed baseline for present and future evaluation of the Namibian marine environment. Pb pollutions and their sources were also tracked through the use of Pb isotope ratios. A second monitoring survey was performed on different marine sponges and sediments collected in the French Mediterranean and in the Irish coasts. This work showed that sponges accumulate more TE than sediments in different extents according to species. Arsenic speciation analysis was performed in sponges by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) coupled with ICP-MS. This special focus on arsenic highlighted the great bioaccumulation of this metalloid in sponges and its biotransformation from inorganic forms to less toxic organic forms

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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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Lecomte, Tristan. "Évaluation environnementale des sédiments de dragage et de curage dans la perspective de leur valorisation dans le domaine du génie civil." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2018. http://www.theses.fr/2018LILUI032.

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Abstract:

La gestion et la valorisation des sédiments de dragage et de curage non-immergeables constituent des enjeux scientifiques et industriels majeurs auxquels la chaire industrielle de recherche " Économie Circulaire des Sédiments : EcoSed ", lancée en 2014 par l’IMT Lille Douai, vise à répondre à travers une approche pluridisciplinaire. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse de doctorat s’inscrivent dans un contexte de recherche partenariale associant des producteurs de sédiments et des industriels. Ces travaux visent plus particulièrement (i) la mise en place d’une méthodologie de caractérisation de l’écotoxicité intrinsèque des sédiments dans la perspective de leur intégration dans les filières de valorisation ; (ii) l’application de la méthodologie multi-échelle de la démarche nationale "SEDIMATERIAUX" pour la démonstration de l’innocuité environnementale d’un sédiment marin utilisé dans un scénario de valorisation en voirie légère ; et (iii) la comparaison de la méthodologie nationale sur l’acceptabilité environnementale des matériaux alternatifs en technique routière avec celle proposée dans le cadre réglementaire européen sur les produits de construction. Ces travaux ont permis de proposer un protocole de préparation des matrices sédimentaires et une batterie de bioessais sensibles.L’évaluation environnementale des sédiments marins utilisés dans les différents scénarios de valorisation en génie civil (bétons pour voiries légères, assises routières, bétons compactés routiers) a permis de valider l’innocuité de ces matériaux et de mettre en évidence la bonne stabilisation des éléments traces métalliques et métalloïdes au sein de leur microstructure
The management and beneficial reuse of non-immersible dredged sediments are major scientific and industrial issues. The industrial research chair " Circular Economy of Sediments: EcoSed ", launched in 2014 by IMT Lille Douai, aims at answering these issues through a multidisciplinary approach. As part of this Doctoral Thesis, investigations were carried out under a partnership research context by combining sediment managers and industrial partners. More specifically, this work aims at (i) to set up a methodological approach to measuring the intrinsic eco-toxicity of sediments prior to their beneficial reuse; (ii) to implement the multi-scale national approach “SEDIMATERIAUX” to check the environmental safety of marine dredged sediment used as aggregates in road concretes; (iii) to compare the national approach on the reuse of alternative materials in road engineering with the European framework developed for environmental assessment of construction products. The results of this work allowed to propose a preparation protocol for the sediment matrix and a sensitive battery of bioassays. Environmental assessment of marine sediments reuse in the field of civil engineering (road concrete, roadbed, roller compacted concrete) allowed validating the environmental safety of these materials and to highlight the achievement of the good trace elements stabilization through their microstructure

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Yalaltdinova, Albina. "Elemental Composition of Vegetation as an Indicator of Technogenic Influence in Ust-Kamenogorsk City." Thesis, Troyes, 2015. http://www.theses.fr/2015TROY0029/document.

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Abstract:

L’accroissement de l’urbanisation et le développement industriel modifient la composition des géosphères de la Terre, en augmentant le nombre de problèmes géoécologiques et en affectant négativement la santé humaine. Actuellement, plus d'attention est accordée à la surveillance de l'état des composants de l’environnement naturel urbain. En Russie, les méthodes biogéochimiques (par ex., l'application de feuilles des arbres comme un récepteur naturel de la pollution) sont largement utilisées pour caractériser les problèmes géoécologiques des territoires dans des conditions d’intensité d’activités industrielles. Dans les pays occidentaux, les méthodes permettant d'estimer l'impact des facteurs ambiants sur la géosphère et la santé humaine sont répandues, parmi lesquelles l'évaluation des impacts du cycle de vie (ÉICV). Cependant, ces méthodes ne sont toujours pas appliquées en combinaison. L’utilisation d’indicateurs efficaces reflétant l'intensité de l'impact anthropique sur les écosystèmes; d’une cartographie de la distribution des polluants, ainsi que l'utilisation a posteriori de ces résultats dans l'évaluation des impacts sur l'environnement et la prédiction de leurs effets négatifs des entreprises industrielles (toxicité humaine et l'écotoxicité) sont pertinents pour l'évaluation complète des écosystèmes urbains. Cette méthode intégrée a été proposée et mise en œuvre sur le territoire d’Ust-Kamenogorsk, l'une des villes ayant subie des transformations technogéniques significatives au Kazakhstan avec un ensemble spécifique d’entreprises
With widespread urbanization and industrial development, the composition of the Earth's geosphere shells has changed, increasing the number of geoecological problems of territories and negatively affecting human health. Currently, more attention is being paid to monitoring the state of the components of urban natural environments. In Russia, biogeochemical methods (e.g. applying tree leaves as a kind of natural receptor of pollution) are widely used to characterize the geoecological problems of the territories under the pressure of intensive industrial activities. In Western countries, methods allowing us to estimate the impact of ambient factors on ecosystems and human health have become widespread; life cycle impact assessment is among them. However, these methods still have not been applied in combination. Therefore, the implementation of a comprehensive assessment of urban ecosystems using indicators reflecting the intensity of anthropogenic impact on ecosystems, following mapping of pollutant distributions, as well as the subsequent use of the results in the evaluation of the industrial enterprises' impact on the environment and in the prediction of the negative effects of pollution (human toxicity and ecotoxicity) are relevant. Such integrated method combining two methodologies was suggested and implemented in the territory of Ust-Kamenogorsk city, one of the significantly technogenic transformed cities in Kazakhstan with a specific set of enterprises

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Baalousha, Mohammed Ahmed. "Rôle environnemental des colloïdes naturels comme porteurs des éléments traces." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13164.

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Abstract:

La compréhension du cycle des éléments traces dans les systèmes aquatiques est dictée par l'étude des composants solides comme les phases colloïdales et particulaire. Le comportement environnemental des colloïdes liés à l'adsorption, l'agrégation, la sédimenttion et le transport de polluants métalliques, dépend étroitement de leur taille, leur forme, leur composition chimique et de leur réactivité surfacique. Les travaux ont porté sur : la séparation des colloïdes en différentes fractions selon leur poids moléculaire/tailles (Field Flow Fractionation), l'étude de leur structure à l'échelle supramoléculaire (Microscopie Electronique à Transmission), et la réactivité de ces colloïdes par rapport aux métaux à l'échelle macroscopique (Field Flow Factionation-Inductively Coupled Plasma Mass spectroscopy and Transmission Electron Microscopy coupled to Energy Dispersive Spectroscopy). Cette stratégie a été appliquée avec succès aux colloïdes échantillonnés sur le bassin versant de la Loire. Il s'agit d'établir les variations spatiales et dans le temps des éléments majeurs et traces, des colloïdes et de la matière en suspension d'une part, et de comprendre leur influence sur la spéciation et le transport des métaux d'autre part. L'ensemble des résultats ont permis d'introduire le concept de spéciation par la taille.

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Lucisine, Pierre. "Fonctionnement des sols contaminés." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0195.

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Abstract:

Les sols des friches industrielles sont souvent multi-polluées et représentent des surfaces toujours plus importantes présentant de forts enjeux sociaux-économiques. Leur réhabilitation passe par une bonne compréhension du fonctionnement écologique des sols, qui, en plus d’être pollués, présentent des structures et des teneurs en nutriments souvent inhabituelles. Malgré cela, une recolonisation par la faune, la flore et les microorganismes est généralement observée. La capacité de ces nouvelles communautés à restaurer et maintenir les fonctions clés des sols reste à évaluer, et cela semble indissociable de la mesure d’une ou plusieurs fonctions écosystémiques. La décomposition de la litière est un processus écosystémique clef permettant la réalisation des cycles biogéochimiques du carbone et des nutriments. Les processus de la décomposition dépendent à la fois de ses acteurs (faune et microorganismes) et de la qualité de la litière végétale. De ce fait, la réponse de cette fonction écosystémique à la pollution du sol intègre les effets de cette pollution sur les communautés de plantes, d’animaux, et de microorganismes, ce qui en fait un indicateur potentiellement pertinent pour évaluer les effets de la pollution sur le fonctionnement des écosystèmes du sol. L’objectif central de cette thèse a donc été d’étudier le fonctionnement des friches industrielles en se focalisant sur les effets délétères de la pollution des sols sur la décomposition de la litière de feuilles. L’hypothèse centrale découlant de cet objectif a été que la pollution des sols pouvait impacter la décomposition par deux voies d’action. (1) La première voie, directe, est constituée de l’ensemble des effets délétères que pourraient provoquer les polluants sur les acteurs de la décomposition dont dépend la bonne réalisation de cette fonction. (2) Concernant la deuxième voie d’action, nous avons supposé que la pollution, en entraînant des modifications de la physiologie des plantes, pouvait modifier les paramètres physico-chimiques de la litière et ainsi impacter de façon indirecte la décomposition des litières. Nos résultats ont permis de montrer l’absence de l’effet direct pour huit friches industrielles fortement polluées, et ce malgré des perturbations des communautés d’acteurs, avec notamment une augmentation de l’abondance des détritivores et une modification de la colonisation microbienne des litières sur les sites pollués. Ces résultats plaident en faveur d’une redondance fonctionnelle suffisante au sein de ces communautés, permettant de maintenir le processus de décomposition. Nous avons également montré un effet indirect positif de la pollution sur la décomposition. Cet effet résulte de l’amélioration systématique de la qualité de la litière, entraînant dans certains cas une augmentation de l’activité des acteurs de la décomposition. Par ailleurs, nous avons également montré une accumulation des polluants dans ces mêmes litières, en particulier le Zn et le Cd, polluants pouvant potentiellement produire des effets délétères sur les acteurs de la décomposition. Toutefois, la présence de ces ETM n’a pas semblé influencer la consommation des litières par certains acteurs de la décomposition de la litière. Cependant, ce résultat reste à valider in situ en présence de l’ensemble des communautés de détritivores. De nombreuses perspectives s’ouvrent à la suite de ces travaux. Parmi elles, il reste notamment à déterminer 1) quels sont les mécanismes (physiologiques) qui entrainent une augmentation de la qualité des litières produites sur les sols contaminés ? 2) comment des communautés différentes permettent d’assurer des taux de décomposition similaires ? et 3) quels sont les impacts de la consommation des litières provenant des sites contaminés sur le fonctionnement et la physiologie des détritivores ?
Brownfield soils are multi-polluted areas, which cover an increasing surface and thus present serious socio-economical challenges. A better understanding of the ecological functioning of these sites is mandatory for their restoration. In addition to the high pollution found at these sites, brownfields are characterized by a specific soil structure and occasionally also by particular nutrient contents. Despite these constraints, several brownfield are well colonized by plants, fauna and microorganisms. The capacity of these new communities to uphold main ecosystem function remains to be evaluated based on the measurement of one or several ecosystem functions. Leaf litter decomposition is critically important in driving carbon and nutrient biogeochemical cycles. This function depends on decomposition actors (fauna and microorganisms) but also on leaf litter quality. By that, leaf litter decomposition integrates effects of soil pollution on plant, animal and microorganism communities. Thus, leaf litter decomposition is a relevant indicator to evaluate pollution effects on the functioning of soil ecosystems. The main objective of this thesis was to study brownfields soil function by focusing on the impairment of soil pollution on the leaf litter decomposition. The main hypothesis was that soil pollution could negatively affect leaf litter decomposition by two different ways. (1) By direct effects, resulting from adverse effects of soil pollution on decomposition actors, and (2) by indirect effects, assuming that soil pollution will induce modifications of the plant’s physiology, resulting in changes in leaf litter quality and subsequent effects on the decomposition. Our results revealed the absence of direct negative effects for eight highly polluted sites, despite a disturbance of decomposer actors, specifically the increase in abundance of detritivores and a modified microbial colonization of the leaf litter at the polluted sites. These results are in favor of a sufficient functional redundancy of decomposer actors in the local communities, which allowed the maintenance of the decomposition process. We also showed a positive indirect effect of soil pollution on the decomposition. This effect resulted from the improvement of litter quality produced at the polluted sites. This induced, at least for some sites, an increase of the decomposition rate, possibly due to a higher activity of decomposer actors. Furthermore, we also observed pollutants accumulation in these litter, especially Cd and Zn. These pollutants could potentially impair decomposition actors. Whatever, presence of these pollutants in litter did not impair litter consumption by some detritivores. Numerous perspectives can be developed from this study. Among them it seems specifically important to evaluate: 1) which are the (physiological) mechanisms behind the increase in leaf litter quality at polluted sites? 2) How can different communities assure the same decomposition rates at polluted sites? and 3) Are there negative effects observed on the performance and physiology of detritivores when consuming leaf litter from polluted sites ?

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Gaulier, Camille. "Trace metals in estuarine and coastal waters : dynamics, speciation and bioavailability under various environmental conditions." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1R013.

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Abstract:

Les écosystèmes estuariens et côtiers assurent de multiples services écologiques, sociaux et économiques. Ils constituent une source de nourriture, de revenus et sont au cœur du commerce et du transport maritime. Ils jouent donc un rôle clé dans notre monde moderne et leur préservation d'un point de vue environnemental est aujourd'hui crucial. Malgré tous les efforts réalisés en matière de gestion de l'environnement, la pollution associée au développement économique rapide du littoral et à une industrialisation intensive était finalement inévitable et demeure encore aujourd'hui l'une des principales menaces pesant sur les écosystèmes marins. Plus précisément, la contamination par éléments-traces métalliques est particulièrement préoccupante, car les zones côtières sont généralement enclines à les accumuler. La plupart de ces éléments-traces métalliques jouent un double rôle dans les eaux de mer : ils agissent comme nutriments à de faibles concentrations, mais peuvent rapidement avoir des effets toxiques dans des gammes de concentrations plus élevées. Une surveillance continue de leurs concentrations dans les écosystèmes estuariens et côtiers est donc nécessaire, afin de mieux comprendre leur comportement biogéochimique dans de tels environnements. Cependant, peu d’informations existent sur leur biodisponibilité vis-à-vis des organismes marins, d'autant plus que la toxicité de ces éléments traces n’est pas seulement dépendante de leur concentration, mais est également fortement liée à leur spéciation qui montre de fortes variations saisonnières et spatiales. Ainsi, l'objectif principal de ce travail de thèse était d'étudier les cycles biogéochimiques de divers éléments-traces métalliques et de percer le mystère de leur spéciation et de leur biodisponibilité dans des systèmes aquatiques variés : des zones turbulentes et dynamiques de l'estuaire de l'Escaut aux ports côtiers et aux eaux superficielles de la mer du Nord, et même jusqu’à des régions plus profondes et anoxiques de la mer Baltique. Les variations de concentration et de spéciation des éléments-traces métalliques ont été explorées dans le temps et dans l’espace, le long de gradients horizontaux et verticaux. En parallèle, une comparaison des techniques classiques d'échantillonnage des éléments-traces métalliques dissous a été réalisée avec une méthode d'échantillonnage passif (Diffusive Gradients in Thin-films ; DGT). La technique des DGT a été utilisée avec succès pour la mesure in situ de la fraction labile des éléments-traces métalliques et représente, en définitive, un substitut de qualité à la biosurveillance des éléments-traces (par exemple, en remplacement de l’utilisation de moules, d'algues, etc.). Cette méthode permet de compenser le manque de connaissances en termes de surveillance de la qualité de l'eau et les résultats remettent en cause les critères classiques utilisés par les exigences réglementaires internationales (par exemple WFD, MSFD) et les engagements locaux (par exemple OSPAR, HELCOM). En effet, de nouveaux critères basés sur les espèces métalliques labiles plutôt que sur les espèces totales dissoutes devraient être envisagés à l'avenir. Une telle approche de la spéciation et de l'évaluation des éléments-traces métalliques dans les systèmes aquatiques pourrait certainement, à termes, conduire à une gestion environnementale plus intégrée et parfaire nos connaissances sur les impacts anthropiques et les flux de polluants le long de nos côtes. En outre, c'est finalement la clé principale pour expliquer et prédire la biodisponibilité et la toxicité potentielle des éléments-traces métalliques à l’égard de la faune et de la flore marines. Ce travail vous invite donc à plonger dans un voyage le long de nos côtes, de zones peuplées et urbanisées au grand large sauvage, de la surface aux eaux les plus profondes
Estuarine and coastal ecosystems provide multiple ecological, social and economic services. They are a source of food, income and are at the heart of marine trade, merchant shipping and sea transport. They therefore play a key role in our modern world and their conservation from an environmental point of view is today critical. Despite all the efforts done in environmental management, pollution associated with the rapid coastal development and intensive industrialization was inevitable and still remains one of the main threats towards marine ecosystems today. Specifically, trace metal contamination is of specific concern as coastal areas are generally prone to accumulate them. Most trace metals exhibit a dual role in marine waters: they act as nutrients in low concentrations, yet rapidly have toxic effects in higher concentration ranges. Continuous monitoring of their concentrations in estuarine and coastal ecosystems is therefore needed to better understand their biogeochemical behavior in such marine environments. However, limited knowledge exists on their bioavailability towards marine organisms: especially as the toxicity of these metals is not only related to their concentration but also strongly linked with their speciation which shows both seasonal and spatial variations. Thus, the main objective of this PhD research was to investigate the biogeochemical cycles of various trace metals and unravel their speciation and bioavailability in various aquatic systems: from very dynamic mixing zones of the Scheldt estuary to coastal harbors and shallow seawaters of the North Sea, and even to deeper and anoxic regions of the Baltic Sea. Trace metal concentrations and speciation were explored seasonally and spatially along horizontal and vertical gradients, and a comparison of classic active samplings of dissolved trace metals with a passive sampling technique (Diffusive Gradients in Thin-films; DGT) was carried out. The DGT technique was successfully used for the in-situ measurement of labile metals and eventually constitutes a good surrogate to the biomonitoring of trace elements (e.g. use of mussels, algae, etc.). This method offsets the lack of knowledge in terms of water quality monitoring and the results challenge the classic criteria which are used by international regulatory requirements (e.g. WFD, MSFD) and local commitments (e.g. OSPAR, HELCOM). Indeed, new criteria based on labile metal species instead of total dissolved species should be considered in the future. Such approach of trace metal speciation and assessment in aquatic systems could surely lead to a more integrated environmental management and improve our knowledge on anthropogenic impacts and pollutant fluxes. Moreover, it is eventually the main key to explain and predict bioavailability and potential toxicity of trace metals to the marine fauna and flora. This work therefore invites you to dive into a journey along our coasts, from urbanized areas to wild open seas, from their surface to their deepest waters

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Yan, Rong. "Partition des éléments traces dans les fumées de combustion du charbon." Perpignan, 1999. http://www.theses.fr/1999PERP0345.

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Trommetter, Guillaume. "Développements analytiques et d’échantillonneurs passifs appliqués aux terres rares et platinoïdes : application aux systèmes aquatiques anthropisés." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1R051.

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Abstract:

Les écosystèmes aquatiques sont des systèmes fragiles, vitaux pour la biosphère et cependant soumis à de nombreuses pressions anthropiques, parfois importantes. Actuellement, des méthodes fiables permettent la quantification et l’étude du devenir des éléments traces métalliques (Pb, Zn, Cd, etc.) et bon nombre de micropolluants organiques dans les eaux et les sédiments. Pour d’autres éléments comme les terres rares ou les platinoïdes, de plus en plus utilisés par l’industrie, leur quantification demeure en revanche plus complexe, voire encore incertaine du fait de leurs très faibles concentrations. Leur quantification est pratiquement impossible sans l’utilisation de techniques de préconcentration ou le développement de méthodes analytiques spécifiques pour réduire les interférences spectrales liés à des interférents présents en forte concentration dans l’environnement. Ce travail de recherche a permis (i) de quantifier précisément ces éléments par spectrométrie de masse à plasma par couplage inductif combiné à l’utilisation d’une cellule de collision/réaction en choisissant judicieusement le gaz et son flux appliqué dans la cellule ; (ii) de préconcentrer in situ puis de déterminer des concentrations variant du pg L-1 au ng L-1 pour les éléments du groupe du platine, dans des zones impactées par les activités humaines (lessivages des routes, rejets de médicaments à base de Pt), en développant des techniques d’échantillonnage passif dites « Diffusive Gradients in thin films (DGTs) » basées sur l’utilisation de deux résines différentes, et (iii) de mieux comprendre comment certains de ces éléments peuvent servir de traceurs de rejets urbains notamment liés aux stations de traitement des eaux usées contenant des rejets domestiques et hospitaliers, en complément des traceurs habituellement utilisés. Pour ce faire, la Marque Rivière a servi de site pilote pour cette étude prospective au cours d’une période d’étiage. Ces études ont permis de déterminer les concentrations actuelles des terres rares et platinoïdes dans des milieux fortement impactés par les activités humaines rendant possible le suivi de leur évolution et l’évaluation de leur potentiel impact dans le futur
Aquatic ecosystems are fragile systems, vital for the biosphere and yet subject to numerous, sometimes significant, anthropogenic pressures. Currently, reliable methods allow the quantification and study of the fate of metallic trace elements (Pb, Zn, Cd, etc.) and many organic micropollutants in water and sediments. For other elements such as rare earths or platinum group elements, which are increasingly used by industry, their quantification remains more complex and even uncertain due to their very low concentrations. Their quantification is practically impossible without the use of preconcentration techniques or the development of specific analytical methods to reduce the spectral interferences linked to interferents present in high concentrations in the environment. This research work has allowed (i) to quantify precisely these elements by inductively coupled plasma mass spectrometry combined with the use of a collision/reaction cell by judiciously choosing the gas and its flow applied in the cell ; (ii) to preconcentrate in situ and then determine concentrations ranging from pg L-1 to ng L-1 for platinum group elements, in areas impacted by human activities (road leaching, Pt-based drug releases), by developing passive sampling techniques called "Diffusive Gradients in thin films (DGTs)" based on the use of two different resins, and (iii) to better understand how some of these elements can be used as tracers of urban discharges, particularly in connection with wastewater treatment plants containing domestic and hospital discharges, in addition to the tracers usually used. To this end, the Marque River served as a pilot site for this prospective study during a period of low water levels. These studies made it possible to determine the current concentrations of rare earths and platinum in environments heavily impacted by human activities, making it possible to monitor their evolution and evaluate their potential impact in the future

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Lorrain, Anne. "Utilisation de la coquille Saint-Jacques comme traceur environnemental : approches biologique et biogéochimique." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00452437.

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Abstract:

Dans l'optique de faire de la coquille Saint-Jacques, Pecten maximus, un outil de reconstruction environnementale, une approche liant la biologie, l'écologie et la biogéochimie a été développée. Dans un premier temps, l'étude des anomalies de croissance coquillière de la coquille Saint Jacques nous a permis de révéler des dysfonctionnements de la production primaire. En effet, ces anomalies sont associées à des efflorescences de diatomées carencées en certains éléments nutritifs (acide orthosilicique et/ou phosphates), et dont les propriétés qualitatives sont modifiées (agrégation). La mesure du δ15N et du δ13C dans les tissus de P. maximus et l'application des facteurs de fractionnement moyens admis dans la littérature, montrent que le phytoplancton n'est pas une ressource trophique majoritaire. Deux hypothèses principales découlent de cette observation 1) le phytoplancton constitue une source minoritaire de nourriture 2) les facteurs de fractionnement utilisés ne sont pas valables. D'autre part, les variations saisonnières du δ15N et δ13C ont pu être mises en relation avec les différentes priorités d'allocation d'énergie de cet organisme. Ce résultat ouvre des perspectives quant à l'utilisation de ces rapports isotopiques en tant qu'outils écophysiologiques. Les variations de δ18Ocalcite permettent de tracer l'évolution saisonnière de la température à ± 0,7°C. Le δ13C de la calcite décroît au cours de l'année et au cours de la vie des individus, il semble être contrôlé par des processus biologiques. Le δ13C pourrait devenir un outil d'étude du métabolisme des coquilles Saint-Jacques. Enfin, le développement méthodologique du système LA-ICP-MS permet l'obtention de profils d'éléments traces à une échelle journalière (Mg/Ca, Mn/Ca, Ba/Ca, Sr/Ca et Pb/Ca). Ces rapports semblent cependant être influencés par plusieurs facteurs environnementaux et/ou métaboliques. Des études supplémentaires sont nécessaires pour calibrer ces proxy élémentaires.

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Assad, Mohamad. "Transfert des éléments traces métalliques vers les végétaux : mécanismes et évaluations des risques dans des environnements exposés à des activités anthropiques." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2017. http://www.theses.fr/2017UBFCD006/document.

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Abstract:

Les décharges de résidus riches en éléments traces métalliques (ETMs) issus des activités industrielles représentent un risque potentiel de pollution de l’environnement. Ces décharges de résidus exigent une stabilisation des ETMs pour limiter leur dispersion par l'air, le sol, et les cours d’eau, et in fine leur transport vers des zones initialement non contaminées. Cette stabilisation peut être obtenue par un couvert végétal adéquat. Ce travail de thèse a porté sur 3 sites expérimentaux, qui ont comme point commun d’être des zones de stockage de sédiments contaminés ou d’effluents industriels chargés en ETMs. L’objectif général de ce travail de thèse était d’étudier les modes de transfert et de stockage d’ETMs vers les parties aériennes de végétaux cultivés sur les sols issus de ces sites expérimentaux. Le premier objectif concernait une décharge d’effluents (Inovyn), issus de l’activité électrolytique de l’usine Solvay (Tavaux) et enrichi en Hg. Le Hg, en raison de son faible point d’ébullition est facilement transféré des sédiments vers l’atmosphère sous forme de composés volatiles. Ainsi, la couverture végétale de cette lagune est exposée par sa biomasse aérienne aux composés volatiles de Hg, mais également par la rhizosphère aux composés du Hg présents dans le substrat. Dans ce travail de thèse plusieurs espèces végétales de la famille des Salicacées (peuplier) et des Solanacées (poivron, tomate, aubergine, et tabac) ont été exposées au Hg, dans des expériences en pot, avec simple exposition à une atmosphère enrichie en Hg, ou double exposition à un sol et à une atmosphère enrichis en Hg. Dans tous les cas de figure, le transfert de Hg dans les feuilles ne se produit que par voie aérienne, et l’accumulation augmente significativement avec l’âge des feuilles. Nous avons également mis en évidence que les teneurs en Hg des fruits des Solanacées étaient environ 100 fois plus faibles que celles des feuilles, limitant ainsi le risque d’exposition au Hg par leur consommation. Nous avons par ailleurs démontré qu’une faible proportion (7%) du Hg est sous forme méthylHg dans les feuilles de peuplier, et que 16 à 26% du Hg accumulé dans les feuilles de poivron ou peuplier étaient liés à des protéines solubles. Le deuxième objectif concerne les sites de Thann (Cristal) et Fresnes sur Escaut (VNF), pour lesquels nous avons étudiés le transfert d’ETMs vers des espèces potagères, afin de mimer l’impact de ces contaminants sur les cultures en jardins potagers. Le peuplier a également été utilisé comme espèce de référence. Les quantités de masse fraîche des parties comestibles à ingérer pour atteindre la dose journalière ont été calculées pour chaque ETM. Seuls le Cd (Fresnes) et le Cr (Thann) présentaient un risque potentiel, puisqu’ils s’accumulent dans les parties consommables de ces végétaux à des teneurs élevées. Il faut toutefois noter que ces expériences ont été réalisées dans des scénarios où les conditions d’exposition étaient maximisées. Le transfert des ETMs (notamment le Cd et le Zn) vers le peuplier a confirmé des études précédentes, ce qui souligne l’importance d’une gestion adaptée de la biomasse produite sur de tels sites. D’un point de vue écologique les travaux de cette thèse confirment l’importance et la nécessité de la végétalisation des sites contaminés par des ETMs afin de limiter la dispersion des poussières, et en conséquence les ETMs aux alentours. D’un point de vue sanitaire, les travaux soulignent l’importance d’estimer le risque spécifique lié à l’ingestion d’espèces végétales d’intérêt alimentaires cultivées régulièrement par les habitants aux alentours des sites potentiellement émetteurs d’ETMs, en générant un lien entre espèce et ETMs accumulés. Ce travail apporte donc un certain nombre d’éléments pour la compréhension du devenir d’ETMs et notamment le Hg dans le système sol/plante et les risques associés à l’ingestion des parties comestibles des végétaux cultivés potentiellement contaminées
Metal trace element (HME) -free residues from industrial activities represent a potential risk of environmental pollution. These tailings dumps require a stabilization of the ETMs to limit their dispersion by air, soil, and streams, and ultimately their transport to initially uncontaminated areas. This stabilization can be achieved by adequate plant cover. This thesis work focused on 3 experimental sites, which have as common point to be contaminated sediment storage areas or industrial effluents loaded with ETMs. The general objective of this thesis work was to study the transfer and storage modes of ETMs to the aerial parts of plants grown on soils from these experimental sites. The first objective concerned a discharge of effluents (Inovyn), resulting from the electrolytic activity of the Solvay (Tavaux) plant and enriched in Hg. The Hg, because of its low boiling point, is easily transferred from the sediments to the atmosphere in the form of volatile compounds. Thus, the vegetal cover of this lagoon is exposed by its aerial biomass to the volatile compounds of Hg, but also by the rhizosphere to the Hg compounds present in the substrate. In this work, several plant species of the Salicaceae family (poplar) and Solanaceae (pepper, tomato, aubergine, and tobacco) were exposed to Hg in pot experiments, with simple exposure to a Hg-enriched atmosphere. , or double exposure to Hg-enriched soil and atmosphere. In all cases, transfer of Hg into the leaves occurs only by air, and accumulation increases significantly with leaf age. We also found that the Hg content of the Solanaceae fruit was about 100 times lower than that of the leaves, thus limiting the risk of exposure to Hg through their consumption. We have also shown that a small proportion (7%) of the Hg is in the form of methylHg in poplar leaves, and that 16 to 26% of the Hg accumulated in pepper or poplar leaves were bound to soluble proteins. The second objective concerns the Thann (Cristal) and Fresnes sur Escaut (VNF) sites, for which we have studied the transfer of ETMs to vegetable species, in order to mimic the impact of these contaminants on vegetable garden crops. Poplar has also been used as a reference species. The amounts of fresh mass of the edible parts to be ingested to reach the daily dose were calculated for each MTE. Only Cd (Fresnes) and Cr (Thann) presented a potential risk, since they accumulate in the consumable parts of these plants at high levels. It should be noted, however, that these experiments were conducted in scenarios where exposure conditions were maximized. The transfer of ETMs (including Cd and Zn) to poplar has confirmed previous studies, highlighting the importance of appropriate management of the biomass produced at such sites. From an ecological point of view, the work of this thesis confirms the importance and the necessity of the revegetation of the sites contaminated by ETMs in order to limit the dispersion of the dust, and consequently the ETMs around. From a health point of view, the work emphasizes the importance of estimating the specific risk related to the ingestion of vegetable species of interest regularly grown by the inhabitants around the sites potentially emitting ETMs, generating a link between species and accumulated ETMs. This work therefore provides a number of elements for understanding the fate of ETMs and in particular the Hg in the soil / plant system and the risks associated with the ingestion of the edible parts of potentially contaminated cultivated plants

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Suaire, Rémi. "Dynamique de transfert des fondants routiers dans un bassin de rétention des eaux de ruissellement routières : vers une solution d’assainissement par phytoremédiation." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0116/document.

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Abstract:

En période hivernale, des fondants routiers sont épandus sur les chaussées afin de préserver la sécurité des usagers. Sous l'influence de divers paramètres, ces produits se retrouvent en partie dans l'environnement, le reste étant collecté par des systèmes de rétention des eaux de ruissellement routières. Or, les bassins de rétention ne sont pas conçus pour traiter ces fondants, et jouent uniquement un rôle de régulation des flux rejetés dans l’environnement. L’effet du NaCl sur l’environnement est néfaste, en raison de sa toxicité directe envers certains organismes et, indirectement parce qu’il contribue à augmenter la mobilité des ETM (Éléments Traces Métalliques), eux-mêmes toxiques. Ceci démontre un besoin d'assainissement particulier pour ces produits. L'objectif de cette thèse est d'étudier les transferts de NaCl par un bassin de rétention, mais également d'investiguer la possibilité d'utiliser la phytoremédiation comme base d'une solution d'assainissement des eaux de ruissellement routières. Le bassin de rétention choisi comme modèle est un bassin récent situé à Chenevières (Lorraine, France), en bordure d’une route nationale. La première partie du travail a porté sur la mesure et la caractérisation des transferts de NaCl dans ce bassin. L’eau a été collectée en entrée/sortie chaque semaine pendant 3 ans, et les concentrations en NaCl et ETM mesurées. Les conditions météorologiques et les données d’épandage de sel ont été suivies pour évaluer la proportion de sel effectivement transférée vers le réseau de collecte des eaux de ruissellement routières. Les résultats montrent que 25 à 50 % du sel épandu est effectivement collecté. De plus, les résultats sur la dynamique du NaCl prouvent que le bassin joue uniquement un rôle de rétention temporaire et de dilution avant rejet vers l’environnement. Ensuite, des mesures et analyses des sédiments du bassin et des sols de bord de route ont été conduites pour caractériser la spéciation et la mobilité des ETM dans ce contexte routier particulier. Dans ce cas précis, le NaCl n’a pas eu d’effet significatif sur la mobilisation des ETM, hormis le zinc (Zn). En revanche, il a provoqué la mobilisation d’autres ions majeurs. Concernant le traitement, les procédés conventionnels de dessalement d’eau sont trop coûteux et inadaptés. C’est pourquoi les potentialités d’une solution d’assainissement par phytoremédiation ont été explorées. Trois plantes halophytes ont été sélectionnées selon des critères permettant leur utilisation en contexte routier, Armeria maritima, Atriplex halimus et Atriplex hortensis L. Des expériences de germination/croissance ont été effectuées dans différentes conditions de salinité et de concentration en Zn pour évaluer leur tolérance à la salinité, à la présence de Zn et leurs capacités d’accumulation. Ces plantes ont montré une tolérance au NaCl dans des conditions de salinité représentatives de celles mesurées dans les réseaux d’assainissement routiers à Chenevières. De plus, les trois espèces accumulent dans leurs parties aériennes des quantités significatives de NaCl, ainsi que du zinc. L'utilisation des halophytes pour la phytodésalinisation en domaine routier s'avère être une technologie prometteuse pour répondre à la problématique de l'impact environnemental des fondants routiers
During winter, deicing salts are spread on roads in order to preserve road safety for users. Under the influence of different parameters, these compounds are partly transferred to the environment, the rest of it being collected by the road runoff retention systems. However, road runoff retention ponds have not been designed for deicing salt treatment; they only play a role in the regulation of fluxes before their rejection into the environment. Furthermore, NaCl has a harmful impact on the environment, because of its toxicity to certain aquatic organisms and because it contributes to the increase of trace metal (TM) mobility, which are toxic as well. This shows the need for a specific treatment for these compounds. The objective of this research is to bring better understanding of deicing salt dynamics in a retention pond, but also to investigate the potential use of phytoremediation as a treatment solution for road runoff. A model retention pond was selected; it is located along a highway in Chenevières (Lorraine region, France). The first part of the work focused on the monitoring and the characterization of NaCl transfers in this pond. Water was weekly sampled for 3 years at the pond input and output and NaCl and TM concentrations were measured. Meteorological conditions and salt spreading data were monitored to appraise the salt fraction actually collected by the pond. Results showed that only 25 to 50 % of the spread salt is effectively collected. Moreover, results on NaCl dynamics proved that the pond only plays a role on transient storage and salt dilution before rejection into the environment. Moreover, measurements and analyses of sampled basin sediments and roadside soils were performed to assess speciation and TM mobility in this particular context. In this case, no significant effect of NaCl was recorded except for zinc (Zn); but major ions were mobilized. When it comes to treatments, conventional desalination technologies are too expensive and inappropriate in this context. Then, potentialities of phytodesalination were explored. Three halophyte plants were selected on the basis of specific criteria, allowing their use in road runoff context: Armeria maritima, Atriplex halimus and Atriplex hortensis L. Germination and growth experiments were run in various salinity conditions and in the presence/absence of Zn, in order to assess their tolerance to salt and Zn, as well as their accumulation abilities. These plants showed a high tolerance for NaCl in salinities in the range of those encountered in road runoff existing treatment systems at Chenevières. The three species accumulated significant amounts of NaCl and zinc in their aerial parts. The use of halophytes for phytodesalination of road runoff is a promising technique to address the issue of environmental impact of deicing salts

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Barats, Aurélie. "Micro analyse quantitative des éléments traces dans la calcite de la coquille Saint Jacques (Pecten maximus) par Ablation Laser ICP-MS : une archive journalière de la biogéochimie des environnements côtiers tempérés." Phd thesis, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00125075.

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Abstract:

Le couplage de l'Ablation Laser et de la Spectrométrie de Masse à Plasma Inductif Couplé (LA-ICP-MS) a été mis en œuvre pour la détermination quantitative des éléments traces dans des matrices de carbonate de calcium (CaCO3) grâce à l'utilisation de pastilles étalons de CaCO3 (concentrations en éléments traces: 0-500 µg.g-1). L'analyse quantitative des éléments traces le long des stries journalières de calcite des coquilles Saint Jacques Pecten maximus a conduit à la définition de profils chronologiques et à haute résolution temporelle. La signification de ces profils a ensuite été évaluée particulièrement pour la Rade de Brest (France). Les concentrations coquillières de fond sont directement liées aux concentrations de l'eau de mer en phase dissoute et aux constantes de solubilité dans les carbonates, traduisant ainsi les conditions environnementales et hydro climatiques moyennes. Des enrichissements récurrents, transitoires et/ou saisonniers ont été observés pour le molybdène (Mo), le baryum (Ba) et le manganèse (Mn). Les enrichissements du Mo et du Ba dans la coquille sont identifiés comme des indicateurs de la dynamique phytoplanctonique dans les environnements côtiers tempérés. Les enrichissements du Mn, observés spécifiquement pour les coquilles de la Baie de Seine, traduisent les apports fluviaux de la Seine et les oscillations des conditions rédox dans la colonne d'eau et à l'interface eau/sédiment. La micro chimie des éléments traces de la coquille est donc établie comme une archive à haute fréquence des changements des environnements côtiers tempérés, et permet aussi de mieux comprendre le cycle biogéochimique des éléments traces à l'interface eau - sédiment.

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Camizuli, Estelle. "Impact des anciens sites miniers et métallurgiques sur les écosystèmes terrestre et aquatique actuels : étude comparative des deux moyennes montagnes : le Morvan et les Cévennes." Electronic Thesis or Diss., Dijon, 2013. http://www.theses.fr/2013DIJOL035.

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Abstract:

Le Morvan et les Cévennes sont des massifs protégés pour leur paysage et leur biodiversité exceptionnels. Cependant dès la Protohistoire, ces régions réputées pour la qualité de leur environnement ont été le lieu d’activités minières et métallurgiques. Les effets de telles activités peuvent être rémanents sur les écosystèmes, il est donc important dans un premier temps de les localiser, puis de quantifier leur impact sur la faune et la flore. Le présent travail propose une démarche pluridisciplinaire alliant archéologie, géochimie, écologie et écotoxicologie. L’application de méthodes statistiques empruntées à la prospection minière a permis de dresser des cartes de potentiel minier, supposées guider l’archéologue dans ses recherches de terrain. Des cartes de distribution spatiale des éléments traces métalliques ont été construites sur six sites (trois dans chaque parc). La biodisponibilité des éléments traces métalliques a été estimée sur des mulots, des truites et des bryophytes. Bien que la plupart de ces éléments semblent appartenir à la fraction non-extractible des sols, la part biodisponible restante peut être détectée dans des bioindicateurs. Une relation négative entre les indices de condition et la concentration en plomb dans les animaux, et dans certains cas une plus grande instabilité de développement a été trouvée, suggérant la présence d’effets délétères sur les organismes. L’impact des anciens sites miniers et métallurgiques est donc toujours décelable dans les écosystèmes actuels. Ces sites doivent être surveillés, notamment au sein des zones protégées supposées à tort comme éloignées de toutes contaminations anthropiques
The Morvan and the Cevennes Massifs are nowadays protected for their outstanding landscape and biodiversity. However since Prehistory, these regions experienced mining and smelting activities. Because of remnant properties, locating these ancient sites is capital and then impact on fauna and flora must be estimated. This present work is based in on a pluridisciplinary approach combining archeology, geochemistry, ecology and ecotoxicology. Statistical methods, from modern prospection technique, have been applied in order to delineate geochemical anomalies, potentially due to mining exploitation and thus facilitate the archeological prospection. Spatial distribution maps of trace metals were built on six sites (three in each park). Biodisponibility was assessed thanks to the analyses of wood mice, trout and bryophytes. Even if it seems that most of these elements belong to the non-extractible fraction of soil, the remaining bioavailable trace metals can be detected in the bioindicators. A negative relationship between Pb concentrations in animals and their body condition indices was found, and in some cases developmental instability was higher, suggesting deleterious effect on current wildlife. As a consequence, the impact of past mining and smelting works is still traceable in ecosystems. For this reason, these sites should be monitored, particularly in protected areas thought to be relatively free of anthropogenic contamination

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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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Merrot, Pauline. "Géochimie, spéciation et mobilité des éléments traces métalliques (Fe, Ni, Cr et Mn) au sein des sédiments du lagon de Nouvelle-Calédonie." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2019SORUS551.pdf.

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Abstract:

La Nouvelle-Calédonie est formée sur 33% de son territoire de roches ultrabasiques enrichies en éléments traces métalliques (ETM) (Fe, Ni, Cr, Co et Mn). L’érosion de ces massifs représente une source importante de ces ETM vers le lagon, partiellement inscrit au patrimoine mondial par l’UNESCO pour sa biodiversité. La compréhension des cycles géochimiques de ces éléments toxiques apparaît donc essentielle pour évaluer les impacts possibles sur la biodiversité de cet écosystème. La spectroscopie d’absorption des rayons X a montré que la contribution des sulfures de fer est très faible, Ni et Fe sont portés par la goethite et les argiles. Ces derniers étant la phase majeure de ces deux éléments ont été identifiés comme du chrysotile, et des greens clays : une smectite (nontronite), un mica (glauconite) et une serpentine de type greenalite/berthierine. Le cycle des argiles joue donc un rôle majeur dans le cycle de Fe et de Ni mais aussi de Mn et dans une moindre mesure de Cr. La spéciation de Mn se partage entre les argiles et les carbonates alors que Cr est surtout porté par la goethite et la chromite hérité des massifs et en dernier par les argiles. Il est important de noter que Cr se trouve sous sa forme réduite correspondant à sa forme la moins toxique. L’absence de Cr(VI) est liée à l’absence des oxydes de Mn dans les sédiments, permettant de ne pas oxyder Cr(III) en Cr(VI). Enfin, les extractions chimiques montrent une biodisponibilité relativement faible de ces métaux à l’exception de Mn impliquant un piégeage efficace, limitant ainsi les impacts sur l’environnement même si les concentrations extraites sont loin d’être négligeables pour la biodiversité du lagon
New Caledonia is covered on 33% of ultramafic rocks enriched in trace metals elements (Fe, Ni, Cr, Mn and Co). The erosion of these massifs represents an important source of these trace metals towards the lagoon, partially registered on the World List Heritage by UNESCO for its biodiversity. Understanding the geochemical cycle of these toxic trace metals is essential to evaluate the potential impacts on the biodiversity of this ecosystem. X-ray absorption spectroscopy (XAS) has shown that the contribution of iron sulfides is low, Ni and Fe are bearing by goethite and clays. These latter minerals representing the major phase for the Fe and Ni speciation were identified as chrysotile and green clays: a smectite (nontronite), a mica (glauconite) and a serpentine like a greenalite/berthierine. The clay minerals cycle and the green clay plays a major role in the Fe and Ni cycle, but also in Mn and to a lesser extent in the Cr cycles. The Mn speciation is shared by the clay minerals and the carbonates species whereas Cr is bearing by goethite and chromite inherited of laterite and in lesser extent by clay minerals. Cr is totally present under the reduced form which is the less toxic form. This absence of Cr(VI) is linked to the absence of Mn oxides in sediments avoiding the oxidation of Cr(III) to Cr(VI) and thus limits the impact on the environment. Finally, the chemical extractions of these metals show a relatively low bioavailability of trace metals except for Mn implying an effective long-term trapping for trace metals and thus limiting the environmental impacts even if the concentrations extracted are not negligible and can be threaten the biodiversity of the lagoon

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Iqbal, Muhammad. "Impact de l'occupation des sols agricoles contaminés sur la disponibilité des éléments trace : Mise en évidence du role des matières organiques dans le cas de cultures annuelles et cultures pérennes à vocation énergétique." Phd thesis, AgroParisTech, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00811413.

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Abstract:

Le changement d'occupation des sols contaminés est susceptible de modifier la nature et la quantité des matières organiques du sol (MOS). Les matières organiques sont connues pour avoir un rôle de source trophique pour les organismes des sols et un rôle de ligand vis-à-vis des éléments traces métalliques (ETM) dans les sols contaminés. Des changements de matières organiques dus aux changements d'occupation des sols contaminés peuvent modifier la spéciation des ETM et leur disponibilité. Mais dans ce cas, le rôle de la matière organique dans le déterminisme de la disponibilité des ETM est peu documenté. L'objectif du travail présenté dans cette thèse était de mettre en évidence le rôle des matières organiques dans la disponibilité des ETM, dans le cas de sols agricoles contaminés après un changement de cultures annuelles vers des cultures pérennes à vocation non-alimentaire. Le travail a concerné l'étude de la disponibilité du Cu, Pb, Zn et Cd dans les sols de deux sites différents en texture et en origine de pollution i.e. le site de Metaleurop (Nord de la France) avec des sols limoneux contaminés par des retombées atmosphériques et le site de Pierrelaye (Région Parisienne) avec des sols sableux contaminés par les apports d'eaux usées brutes de la ville de Paris. Le rôle de la matière organique a été étudié en travaillant 1) sur des échantillons de sols sous deux cultures différentes i.e. sous culture annuelle et culture pérenne à vocation énergétique miscanthus depuis trois ans, 2) sur les échantillons de sol avant et après incubation in vitro afin d'accélérer la minéralisation de la matière organique, et 3) sur des échantillons de sol avec et sans matières organiques particulaires (MOP) i.e. les fractions libres des MOS afin de mettre en évidence leur rôle spécifique. Une approche combinée d'évaluation de la disponibilité par des extractions chimiques des ETM et d'étude de la localisation des ETM dans des fractions granulométriques a été utilisée. Les résultats obtenus montrent que l'impact de l'occupation des sols (sous culture annuelle ou pérenne miscanthus) sur la disponibilité des ETM était différent pour les deux sites étudiés. Pour les sols du site de Metaleurop les résultats ont montré que la disponibilité de Cu et Pb diminuait sous miscanthus tandis qu'une augmentation de leur localisation dans les fractions fines était observée. Par contre aucun changement n'a été observé pour Zn ni Cd dans ce site. Au contraire pour les sols sableux riches en matières organiques de Pierrelaye le changement d'occupation a impacté la disponibilité de Zn et Cd tandis que celle de Pb et Cu n'a pas évolué. Les résultats des sols avant et après incubation montrent que l'impact de la minéralisation des MOS sur la disponibilité des ETM était site dépendant pour Pb et Cd alors que l'effet sur Cu et Zn était similaire pour les sols des deux sites. En travaillant sur les sols avec et sans MOP, nous avons pu observer que les MOP en tant que fraction organique libre participaient à la disponibilité des ETM telle qu'étudiée, et que une partie du cuivre lié aux MOP était disponible pour un organisme dans nos conditions. Ces résultats de disponibilités des ETM dans des sols qui varient avec la nature et la quantité des matières organiques sont discutés.

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Lecomte, Tristan. "Évaluation environnementale des sédiments de dragage et de curage dans la perspective de leur valorisation dans le domaine du génie civil." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I032/document.

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Abstract:

La gestion et la valorisation des sédiments de dragage et de curage non-immergeables constituent des enjeux scientifiques et industriels majeurs auxquels la chaire industrielle de recherche " Économie Circulaire des Sédiments : EcoSed ", lancée en 2014 par l’IMT Lille Douai, vise à répondre à travers une approche pluridisciplinaire. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse de doctorat s’inscrivent dans un contexte de recherche partenariale associant des producteurs de sédiments et des industriels. Ces travaux visent plus particulièrement (i) la mise en place d’une méthodologie de caractérisation de l’écotoxicité intrinsèque des sédiments dans la perspective de leur intégration dans les filières de valorisation ; (ii) l’application de la méthodologie multi-échelle de la démarche nationale "SEDIMATERIAUX" pour la démonstration de l’innocuité environnementale d’un sédiment marin utilisé dans un scénario de valorisation en voirie légère ; et (iii) la comparaison de la méthodologie nationale sur l’acceptabilité environnementale des matériaux alternatifs en technique routière avec celle proposée dans le cadre réglementaire européen sur les produits de construction. Ces travaux ont permis de proposer un protocole de préparation des matrices sédimentaires et une batterie de bioessais sensibles.L’évaluation environnementale des sédiments marins utilisés dans les différents scénarios de valorisation en génie civil (bétons pour voiries légères, assises routières, bétons compactés routiers) a permis de valider l’innocuité de ces matériaux et de mettre en évidence la bonne stabilisation des éléments traces métalliques et métalloïdes au sein de leur microstructure
The management and beneficial reuse of non-immersible dredged sediments are major scientific and industrial issues. The industrial research chair " Circular Economy of Sediments: EcoSed ", launched in 2014 by IMT Lille Douai, aims at answering these issues through a multidisciplinary approach. As part of this Doctoral Thesis, investigations were carried out under a partnership research context by combining sediment managers and industrial partners. More specifically, this work aims at (i) to set up a methodological approach to measuring the intrinsic eco-toxicity of sediments prior to their beneficial reuse; (ii) to implement the multi-scale national approach “SEDIMATERIAUX” to check the environmental safety of marine dredged sediment used as aggregates in road concretes; (iii) to compare the national approach on the reuse of alternative materials in road engineering with the European framework developed for environmental assessment of construction products. The results of this work allowed to propose a preparation protocol for the sediment matrix and a sensitive battery of bioassays. Environmental assessment of marine sediments reuse in the field of civil engineering (road concrete, roadbed, roller compacted concrete) allowed validating the environmental safety of these materials and to highlight the achievement of the good trace elements stabilization through their microstructure

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Schneider, Arnaud. "Comportement et mobilité des éléments traces métalliques dans des sols environnant une usine de seconde fusion du plomb. Approches expérimentales et modélisation." Thesis, Reims, 2016. http://www.theses.fr/2016REIMS043/document.

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Abstract:

La contamination en éléments traces métalliques (ETM) des sols constitue un problème environnemental majeur qui réside principalement dans le risque de leur transfert vers les eaux superficielles et souterraines et/ou vers la chaîne alimentaire. L’objectif principal de ce travail était de comprendre le comportement des ETM dans des sols impactés par une usine de recyclage de batteries au plomb localisée dans les Ardennes. Sur une zone de 17 ha environnant l’usine, la répartition spatiale des teneurs en ETM étudiée par fluorescence X portable a révélé que les sols étaient majoritairement impactés par Pb et dans une moindre mesure par Cd, Cu, Ni, Sb, Sn et Zn. Une méthode géostatistique a permis d’identifier l’origine industrielle ou lithogénique de la plupart des ETM précédemment cités. A partir de cette cartographie, de la nature des sols et du mode d’occupation, le comportement des ETM a été étudié le long de six profils pédologiques. Le calcul des coefficients de distribution a permis de mettre en évidence une mobilité importante des ETM liée au caractère acide des sols (pH 4-5). Quel que soit le profil étudié, Cd présentait la mobilité la plus élevée, suivi de Zn, Ni, Pb et Cu. Le couplage de méthode expérimentale (soil-column Donnan membrane technique) et de modélisation géochimique a permis de préciser que Cd, Ni et Zn étaient totalement sous forme libre, Pb majoritairement sous forme libre mais également associé aux acides fulviques et Cu principalement associé aux acides fulviques dans la solution du sol. La répartition de Pb dans la phase solide des horizons de surface a également été déterminée en combinant des méthodes chimiques (extractions séquentielles), des méthodes physiques (MEB-EDS, microspectrométrie Raman) et de la modélisation. Le plomb était majoritairement associé à la matière organique et, dans une moindre mesure, aux oxydes de manganèse. Aucune des phases cristallines riches en plomb potentiellement émises par ce type d’industrie n’a été identifiée, ce qui suggère que Pb a été redistribué dans les sols à partir de ces phases. Ce travail insiste sur l’importance de l’étude conjointe des sols et de leur solution pour mieux comprendre le comportement des ETM, évaluer les risques et proposer d’éventuelles solutions de remédiation
The soil contamination by trace elements (TE) is a major environmental issue which mainly lies in their potential transfers from soils to surface and ground waters and/or to food chain.The main objective of this study was to understand the behaviour of TE in impacted soils located in the vicinity of a lead-acid battery recycling plant (Ardennes, France). In a 17 ha surrounding area, the spatial distribution of TE was performed using portable X-ray fluorescence. It indicated that the soils were mainly contaminated by Pb and, to a lesser degree, by Cd, Cu, Ni, Sb, Sn and Zn. A geostatistical approach enabled to discriminate the natural or anthropogenic sources of most of these TE.Based on the TE mapping, the soil type and the land cover, the behaviour of the TE was studied along six soil profiles. The calculated partition coefficients highlighted a high mobility of the TE which is related to the acidic soil conditions (pH 4-5). Regardless of the studied soil profile, Cd exhibited the highest mobility, followed by Zn, Ni, Pb and Cu. A combined experimental (soil-column Donnan membrane technique) and modelling approach helped to specify that Cd, Ni and Zn occurred as free ions, Pb mainly occurred as free ion and associated to fulvic acids and Cu was mainly associated to fulvic acids in the soil solutions. The distribution of Pb among the soil components of upper soil horizons was also determined using chemical methods (sequential extraction), physical methods (SEM-EDS, Raman microspectroscopy) and modelling. Lead was mainly associated with soil organic matter and to a lesser extent with manganese oxides. None of the Pb-bearing phases potentially emitted by the recycling plant were identified, suggesting a remobilization of Pb in the studied soils after smelter particles deposition. This work emphasizes the importance of studying the soil and its solution to better understand the behaviour of TE, to assess the environmental risks and to suggest remediation strategies

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

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Abstract:

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

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Perrin, Anne-Sophie. "Rôle des fertilisants azotés dans l'érosion chimique des bassins versants carbonatées : implication dans la consommation de CO2 et la composition chimique des eaux de surface." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/817/.

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Les fertilisants azotés sont une source majeure d'acidité pour les sols, et les carbonates, très réactifs, en sont les principaux régulateurs par le biais des processus d'altération. Cette perturbation de l'altération naturelle des carbonates est susceptible de modifier le bilan de carbone de la boucle de l'altération. Différentes approches, à l'échelle de sols et de petits bassins versants du sud ouest de la France (Gascogne) et à l'échelle globale ont ainsi permis de mieux contraindre l'impact de ces modifications sur la qualité des eaux de surface et sur le bilan global du carbone. Les processus d'altération induits par les fertilisants azotés en zones d'agriculture intensive entraîneraient une diminution de la proportion de l'alcalinité par rapport aux calcium et magnésium (mesuré en zone naturelle), correspondant à un minimum de 5,7 à 13,4% et 1,6 à 3,8% du CO2 consommé annuellement par l'altération des carbonates en France et dans le monde respectivement. Cette diminution représente 6 à 15% de la consommation annuelle globale de CO2 par l'altération des silicates. Des expérimentations menées sur colonnes de sols ont montré que la nitrification de l'ammonium accroît les flux de cations par les eaux de drainage et entraîne l'émission directe de quantités considérables de CO2 vers l'atmosphère. Des bilans d'éléments et d'altération des carbonates établis à partir du suivi intensif de deux petits bassins versants agricoles (le Montoussé et le Hay) ont mis en évidence le rôle joué par l'hydrologie, la végétation et la précipitation secondaire de calcite dans la perte relative de consommation de CO2 lors de l'altération des roches carbonatées en zones agricoles
Nitrogenous fertilizers are a major contributor of acidity to soils and carbonate bedrocks, as a result of their high reactivity, are the main buffers through mineral weathering reactions. This perturbation of natural carbonate weathering processes is susceptible to modify the carbon budget of the weathering loop. Different approaches, from soil and small catchment experiments in the south-west of France (Gascogne area) to global scale estimations allowed us to better constrain the impact of these modifications on the quality of riverine water and on the global carbon budget. Carbonate weathering processes induced by nitrogenous fertilizers would decrease the proportion of alkalinity (and thus of carbon) in relation to calcium and magnesium ions by a minimum of respectively 5,7 to 13,4% and 1,6 to 3,8% of the CO2 naturally consumed by carbonate weathering in France and on a global scale. This decrease represents 6 to 15% of the CO2 consumed by silicate weathering on a global scale. Experimentations on soil columns showed that nitrification processes of ammonium ions increase cations fluxes in drainage soil solutions and lead to direct CO2 emissions to the atmosphere. Elements and carbonate weathering budgets, measured from intensive surveys of elements fluxes in two small agricultural catchments (the Montoussé and the Hay catchments) highlighted the role of hydrology, vegetation and secondary precipitation of calcite in the relative loss of CO2 consumption by carbonate weathering in agricultural areas

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Lucisine, Pierre. "Fonctionnement des sols contaminés." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0195/document.

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Abstract:

Les sols des friches industrielles sont souvent multi-polluées et représentent des surfaces toujours plus importantes présentant de forts enjeux sociaux-économiques. Leur réhabilitation passe par une bonne compréhension du fonctionnement écologique des sols, qui, en plus d’être pollués, présentent des structures et des teneurs en nutriments souvent inhabituelles. Malgré cela, une recolonisation par la faune, la flore et les microorganismes est généralement observée. La capacité de ces nouvelles communautés à restaurer et maintenir les fonctions clés des sols reste à évaluer, et cela semble indissociable de la mesure d’une ou plusieurs fonctions écosystémiques. La décomposition de la litière est un processus écosystémique clef permettant la réalisation des cycles biogéochimiques du carbone et des nutriments. Les processus de la décomposition dépendent à la fois de ses acteurs (faune et microorganismes) et de la qualité de la litière végétale. De ce fait, la réponse de cette fonction écosystémique à la pollution du sol intègre les effets de cette pollution sur les communautés de plantes, d’animaux, et de microorganismes, ce qui en fait un indicateur potentiellement pertinent pour évaluer les effets de la pollution sur le fonctionnement des écosystèmes du sol. L’objectif central de cette thèse a donc été d’étudier le fonctionnement des friches industrielles en se focalisant sur les effets délétères de la pollution des sols sur la décomposition de la litière de feuilles. L’hypothèse centrale découlant de cet objectif a été que la pollution des sols pouvait impacter la décomposition par deux voies d’action. (1) La première voie, directe, est constituée de l’ensemble des effets délétères que pourraient provoquer les polluants sur les acteurs de la décomposition dont dépend la bonne réalisation de cette fonction. (2) Concernant la deuxième voie d’action, nous avons supposé que la pollution, en entraînant des modifications de la physiologie des plantes, pouvait modifier les paramètres physico-chimiques de la litière et ainsi impacter de façon indirecte la décomposition des litières. Nos résultats ont permis de montrer l’absence de l’effet direct pour huit friches industrielles fortement polluées, et ce malgré des perturbations des communautés d’acteurs, avec notamment une augmentation de l’abondance des détritivores et une modification de la colonisation microbienne des litières sur les sites pollués. Ces résultats plaident en faveur d’une redondance fonctionnelle suffisante au sein de ces communautés, permettant de maintenir le processus de décomposition. Nous avons également montré un effet indirect positif de la pollution sur la décomposition. Cet effet résulte de l’amélioration systématique de la qualité de la litière, entraînant dans certains cas une augmentation de l’activité des acteurs de la décomposition. Par ailleurs, nous avons également montré une accumulation des polluants dans ces mêmes litières, en particulier le Zn et le Cd, polluants pouvant potentiellement produire des effets délétères sur les acteurs de la décomposition. Toutefois, la présence de ces ETM n’a pas semblé influencer la consommation des litières par certains acteurs de la décomposition de la litière. Cependant, ce résultat reste à valider in situ en présence de l’ensemble des communautés de détritivores. De nombreuses perspectives s’ouvrent à la suite de ces travaux. Parmi elles, il reste notamment à déterminer 1) quels sont les mécanismes (physiologiques) qui entrainent une augmentation de la qualité des litières produites sur les sols contaminés ? 2) comment des communautés différentes permettent d’assurer des taux de décomposition similaires ? et 3) quels sont les impacts de la consommation des litières provenant des sites contaminés sur le fonctionnement et la physiologie des détritivores ?
Brownfield soils are multi-polluted areas, which cover an increasing surface and thus present serious socio-economical challenges. A better understanding of the ecological functioning of these sites is mandatory for their restoration. In addition to the high pollution found at these sites, brownfields are characterized by a specific soil structure and occasionally also by particular nutrient contents. Despite these constraints, several brownfield are well colonized by plants, fauna and microorganisms. The capacity of these new communities to uphold main ecosystem function remains to be evaluated based on the measurement of one or several ecosystem functions. Leaf litter decomposition is critically important in driving carbon and nutrient biogeochemical cycles. This function depends on decomposition actors (fauna and microorganisms) but also on leaf litter quality. By that, leaf litter decomposition integrates effects of soil pollution on plant, animal and microorganism communities. Thus, leaf litter decomposition is a relevant indicator to evaluate pollution effects on the functioning of soil ecosystems. The main objective of this thesis was to study brownfields soil function by focusing on the impairment of soil pollution on the leaf litter decomposition. The main hypothesis was that soil pollution could negatively affect leaf litter decomposition by two different ways. (1) By direct effects, resulting from adverse effects of soil pollution on decomposition actors, and (2) by indirect effects, assuming that soil pollution will induce modifications of the plant’s physiology, resulting in changes in leaf litter quality and subsequent effects on the decomposition. Our results revealed the absence of direct negative effects for eight highly polluted sites, despite a disturbance of decomposer actors, specifically the increase in abundance of detritivores and a modified microbial colonization of the leaf litter at the polluted sites. These results are in favor of a sufficient functional redundancy of decomposer actors in the local communities, which allowed the maintenance of the decomposition process. We also showed a positive indirect effect of soil pollution on the decomposition. This effect resulted from the improvement of litter quality produced at the polluted sites. This induced, at least for some sites, an increase of the decomposition rate, possibly due to a higher activity of decomposer actors. Furthermore, we also observed pollutants accumulation in these litter, especially Cd and Zn. These pollutants could potentially impair decomposition actors. Whatever, presence of these pollutants in litter did not impair litter consumption by some detritivores. Numerous perspectives can be developed from this study. Among them it seems specifically important to evaluate: 1) which are the (physiological) mechanisms behind the increase in leaf litter quality at polluted sites? 2) How can different communities assure the same decomposition rates at polluted sites? and 3) Are there negative effects observed on the performance and physiology of detritivores when consuming leaf litter from polluted sites ?

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Camizuli, Estelle. "Impact des anciens sites miniers et métallurgiques sur les écosystèmes terrestre et aquatique actuels : étude comparative des deux moyennes montagnes : le Morvan et les Cévennes." Thesis, Dijon, 2013. http://www.theses.fr/2013DIJOL035/document.

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Abstract:

Le Morvan et les Cévennes sont des massifs protégés pour leur paysage et leur biodiversité exceptionnels. Cependant dès la Protohistoire, ces régions réputées pour la qualité de leur environnement ont été le lieu d’activités minières et métallurgiques. Les effets de telles activités peuvent être rémanents sur les écosystèmes, il est donc important dans un premier temps de les localiser, puis de quantifier leur impact sur la faune et la flore. Le présent travail propose une démarche pluridisciplinaire alliant archéologie, géochimie, écologie et écotoxicologie. L’application de méthodes statistiques empruntées à la prospection minière a permis de dresser des cartes de potentiel minier, supposées guider l’archéologue dans ses recherches de terrain. Des cartes de distribution spatiale des éléments traces métalliques ont été construites sur six sites (trois dans chaque parc). La biodisponibilité des éléments traces métalliques a été estimée sur des mulots, des truites et des bryophytes. Bien que la plupart de ces éléments semblent appartenir à la fraction non-extractible des sols, la part biodisponible restante peut être détectée dans des bioindicateurs. Une relation négative entre les indices de condition et la concentration en plomb dans les animaux, et dans certains cas une plus grande instabilité de développement a été trouvée, suggérant la présence d’effets délétères sur les organismes. L’impact des anciens sites miniers et métallurgiques est donc toujours décelable dans les écosystèmes actuels. Ces sites doivent être surveillés, notamment au sein des zones protégées supposées à tort comme éloignées de toutes contaminations anthropiques
The Morvan and the Cevennes Massifs are nowadays protected for their outstanding landscape and biodiversity. However since Prehistory, these regions experienced mining and smelting activities. Because of remnant properties, locating these ancient sites is capital and then impact on fauna and flora must be estimated. This present work is based in on a pluridisciplinary approach combining archeology, geochemistry, ecology and ecotoxicology. Statistical methods, from modern prospection technique, have been applied in order to delineate geochemical anomalies, potentially due to mining exploitation and thus facilitate the archeological prospection. Spatial distribution maps of trace metals were built on six sites (three in each park). Biodisponibility was assessed thanks to the analyses of wood mice, trout and bryophytes. Even if it seems that most of these elements belong to the non-extractible fraction of soil, the remaining bioavailable trace metals can be detected in the bioindicators. A negative relationship between Pb concentrations in animals and their body condition indices was found, and in some cases developmental instability was higher, suggesting deleterious effect on current wildlife. As a consequence, the impact of past mining and smelting works is still traceable in ecosystems. For this reason, these sites should be monitored, particularly in protected areas thought to be relatively free of anthropogenic contamination

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Gardes, Thomas. "Reconstruction temporelle des contaminations métalliques et organiques particulaires dans le bassin versant de l'Eure et devenir des sédiments suite à l'arasement d'un barrage. Reconstruction of anthropogenic activities in legacy sediments from the Eure River, a major tributary of the Seine Estuary (France) Flux estimation, temporal trends and source determination of trace metal contamination in a major tributary of the Seine estuary, France Temporal trends, sources, and relationships between sediment characteristics and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) in sediment cores from the major Seine estuary tributary, France Impacts à court-terme de l’arasement d’un barrage sur la morphologie du cours d’eau et la remobilisation de sédiments contaminés par les métaux traces Bioaccessibility of polycyclic aromatic compounds (PAHs, PCBs) and trace elements: Influencing factors and determination in a river sediment core." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR038.

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Abstract:

L’impact anthropique sur les cours d’eau a significativement augmenté suite à la révolution industrielle engagée par les pays occidentaux. Ainsi, les modifications de la géomorphologie des cours d’eau pour le stockage de l’eau et la navigation, la conversion des surfaces à des fins agricoles, industrielles et d’urbanisation illustrent cette pression environnementale, qui se traduit, en autre, par une augmentation de rejets de divers contaminants dans les compartiments environnementaux et notamment les rivières. Une part de ces rejets peut donc se retrouver dans les matières en suspension, considérées alors comme des puits de stockage, qui transitent dans les rivières. Les aménagements des rivières et notamment la construction de barrages favorisent alors la sédimentation de ces particules contaminées au cours du temps. Ces sédiments d’origines anthropiques, également appelés legacy sediments, sont donc les témoins des activités anthropiques et permettent de reconstruire les trajectoires temporelles des contaminations au sein des bassins versants. L’Eure, affluent majeur de l’estuaire de Seine, a connu d’importantes pressions anthropiques depuis le vingtième siècle. La reconstruction temporelle des pressions anthropiques a nécessité l’association de différentes approches méthodologiques : (i) une analyse diachronique des modifications morphologiques de la rivière a été menée, conjointement à (ii) une analyse de la dynamique sédimentaire et de la nature des dépôts sédimentaires par couplage de méthodes géophysiques, sédimentologiques et géochimiques, et à (iii) la mise en place d’un réseau de suivi du comportement hydro-sédimentaire avec un échantillonnage en continu des matières en suspensions. De profondes modifications géomorphologiques se sont produites en aval du bassin versant, avec pour principales conséquences un exutoire déplacé d’une dizaine de kilomètres en direction d’un barrage et la formation d’annexes hydrauliques favorisant l’accumulation de sédiments dès les années 1940. Ceux-ci ont permis de montrer que le bassin versant de l’Eure avait connu d’importantes contaminations dont les conséquences sont encore enregistrées malgré l’arrêt des activités ou usages. Les tendances temporelles des éléments traces métalliques et métalloïdes ont montré de fortes contaminations en As dans les années 1940 et des contaminations d’origines industrielles en Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ag et Cd durant les années 1960–1970, ainsi que des contaminations en Sb et Pb en 1990–2000. Ces dernières sont toujours enregistrées malgré l’arrêt des activités responsables des rejets, comme l’ont attesté les résultats issus des matières en suspension actuellement collectées dans le cours d’eau. A l’instar d’une majorité des métaux traces, les contaminants organiques, tels les HAPs, ont montré d’importantes contaminations durant les années 1940–1960, dont les signatures indiquent une origine majoritairement pyrogénique. Les PCBs ont montré des contaminations importantes lors de la période 1950–1970, en lien avec la production et les usages nationaux de mélanges composés en majorité de congénères faiblement chlorés. Enfin, l’intérêt porté à une troisième famille de contaminants organiques persistants, les pesticides organochlorés, a montré l’utilisation de lindane et du DDT notamment lors de la période 1940–1970, et a mis en avant d’une part une utilisation post-interdiction du lindane et d’autre part la présence d’un métabolite du DDT plusieurs décennies après l’arrêt d’utilisation de ce dernier, en lien avec l’augmentation de l’érosion des sols cultivés
The anthropogenic impact on rivers has significantly increased following the industrial revolutioninitiated by Western countries. Thus, changes in the geomorphology of rivers for water storage andnavigation, the conversion of land for agricultural, industrial and urbanization purposes illustrate thisenvironmental pressure, which results, among other things, in an increase in discharges of variouscontaminants into environmental compartments, particularly rivers. Therefore, part of these dischargescan end up in suspended particulate matter, which is then considered as storage wells, which transit inrivers. River development, particularly the construction of dams, encourages the sedimentation of these contaminated particles over time. These sediments of anthropogenic origin, also called legacy sediments, are therefore witnesses to human activities and make it possible to reconstruct the temporal trajectories of contamination within watersheds. The Eure River, a major tributary of the Seine estuary, has experienced significant anthropogenic pressures since the twentieth century. The temporal reconstruction of anthropogenic pressures has required the combination of different methodological approaches: (i) a diachronic analysis of the morphological modifications of the river was carried out, in conjunction with (ii) an analysis of the sedimentary dynamics and the nature of the sediment deposits by coupling geophysical, sedimentological and geochemical methods, and (iii) the setting up of a network for monitoring the hydro-sedimentary behaviour with continuous sampling of suspended particulate matter. Significant geomorphological changes have occurred in the lower reaches of the watershed, with the main consequences being an outlet moved some ten kilometres in the direction of a dam and the formation of hydraulic annexes favouring the accumulation of sediments as early as the 1940s. These made it possible to show that the Eure River watershed had experienced significant contamination, the consequences of which are still being recorded despite the cessation of activities or uses. The temporal trends of trace metal and metalloid elements showed strong contaminations in As in the 1940s and contaminations of industrial origin in Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ag and Cd in the 1960s and 1970s, as well as contaminations in Sb and Pb in 1990–2000. The latter are still recorded despite the cessation of the activities responsible for the discharges, as evidenced by the results from the suspended particulate matter currently collected in the river. Like most trace metals, organic contaminants such as PAHs showed significant contamination during the 1940–1960s, with signatures indicating a predominantly pyrogenic origin. PCBs showed significant contamination during the period 1950–1970, in connection with the production and national uses of mixtures composed mainly of low chlorinated congeners. Finally, interest in a third family of persistent organic contaminants, organochlorine pesticides, showed the use of lindane and DDT, particularly during the 1940–1970 period, and highlighted the post-ban use of lindane and the presence of a metabolite of DDT several decades after the cessation of its use, in connection with the increase in erosion of cultivated soils

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Fritsch, Clémentine. "UTILISATION INTEGREE DE BIOINDICATEURS POUR LA SURVEILLANCE DES SOLS ET DES ECOSYSTEMES TERRESTRES." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00524516.

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Abstract:

Le transfert et les effets de 3 éléments traces métalliques (ETMs : Cd, Pb et Zn) dans les réseaux trophiques terrestres ont été étudiés sur une zone de 40 km2 polluée par l'ancienne fonderie de Metaleurop Nord (France). Les objectifs étaient (i) d'identifier les principaux facteurs expliquant les concentrations en ETMs dans les sols et les animaux étudiés, de déterminer à quelles échelles spatiales ces facteurs interviennent et si le paysage module les contaminations; (ii) de mesurer les réponses des espèces étudiées à différents niveaux d'organisation biologique et de rechercher des liens entre réponses individuelles et/ou populationnelles. Des échantillonnages portant sur les sols d'habitats ligneux (milieux boisés favorables pour les espèces étudiées) et plusieurs espèces d'escargots et de micromammifères ont été menés durant 3 années consécutives à plusieurs saisons. L'analyse de la distribution spatiale de la contamination des sols montre que les variables expliquant les concentrations totales en ETMs dans les sols (distance à la source, fréquence du vent) agissent à des échelles spatiales relativement larges, alors que des facteurs locaux (caractéristiques des sols, notamment le pH) déterminent les concentrations extractibles au CaCl2 (considérées comme disponibles). Des méthodes géostatistiques d'interpolation spatiale, krigeage ordinaire et universel, ont permis de générer des cartes de contamination des sols sur l'ensemble de la zone d'étude et d'établir une évaluation du risque spatialisée pour les invertébrés et vertébrés des habitats ligneux (basée sur les Eco-SSLs de l'US EPA). Les relations entre les concentrations en ETMs des animaux et des sols ont été étudiées chez 2 espèces d'escargots (Cepaea sp et Oxychilus draparnaudi) et 2 espèces de micromammifères (Crocidure musette Crocidura russula et Campagnol roussâtre Myodes glareolus) sympatriques ayant des régimes alimentaires contrastés. Les concentrations internes augmentent avec la contamination des sols et sont toujours mieux expliquées par les concentrations totales qu'extractibles, sauf pour Cepaea sp. Le paysage influence les niveaux d'ETMs accumulées et leur augmentation le long du gradient de pollution. L'échelle spatiale à laquelle la corrélation entre les concentrations en ETMs dans les animaux et les sols est la meilleure varie entre espèces et entre paysages. Les facteurs physiologiques et écologiques, tels que le régime alimentaire mais aussi la préférence et l'exploitation d'habitat, modulent la bioaccumulation des ETMs. L'influence des caractéristiques du récepteur (sexe, âge, régime alimentaire...) sur l'accumulation et la séquestration des ETMs a été étudiée chez plusieurs micromammifères sympatriques (Mulot sylvestre Apodemus sylvaticus, Campagnol roussâtre, Musaraigne carrelet Sorex araneus et Musaraigne pygmée Sorex minutus). L'âge plus que le sexe, et l'espèce plus que le niveau trophique, influencent les niveaux d'ETMs et de métallothionéines (MTs) et leurs relations. Trois patrons de relations entre capacité d'accumulation des ETMs et production de MTs ont été identifiés. Des mesures de santé individuelle suggèrent que la sensibilité des récepteurs aux ETMs (musaraigne < campagnol < mulot) décroît quand leur capacité de production de MTs augmente. La mesure des MTs seule ne constitue pas un biomarqueur d'exposition pertinent, mais elle est nécessaire pour interpréter la probabilité d'occurrence d'effets délétères. La variabilité temporelle de l'accumulation des ETMs a été étudiée chez le Campagnol roussâtre, mettant en évidence des différences inter-annuelles et inter-saisonnières. Tandis que le Pb (foie et reins) montre des variations inter-saisonnières (printemps < automne), le Cd et le Zn ont des patrons différents entre organes, et des variations inter-annuelles sans effet saisonnier net. L'adaptation potentielle à la pollution métallique de 2 escargots autochtones du site d'étude, l'escargot petit-gris Cantareus aspersus et l'escargot des bois Cepaea nemoralis, a été examinée : des individus issus de 2 origines (parents exposés ou non aux ETMs) ont été exposés in situ en microcosmes dans une expérience de transplantation croisée. L'analyse de l'accumulation des ETMs (facteur de bioaccumulation, paramètres cinétiques) ne montrent pas d'adaptation. Cependant, les caractéristiques de la coquille suggèrent des processus d'acclimatation et d'adaptation à travers une modification du métabolisme du Ca. Ce travail montre que l'analyse de la réponse d'un organisme à la pollution doit s'appuyer sur la mesure de plusieurs paramètres (bioaccumulation, biomarqueur, indice de santé, population...), et que l'interprétation d'une mesure nécessite sa mise en perspective dans son contexte global en changeant de niveaux de perception (niveau d'organisation biologique, contextes temporel et spatial). Dans le cadre de l'évaluation du risque environnemental et de la biosurveillance, nos travaux soulignent la nécessité des suivis à long terme, et de la mise en place de procédures sur des étendues pertinentes par rapport aux processus écologiques qui participent aux réponses observées et tenant compte du paysage.

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Leveque, Thibaut. "Biomonitoring environnemental et sanitaire des sols pollués par les éléments traces métalliques." Phd thesis, 2014. http://oatao.univ-toulouse.fr/12253/1/leveque.pdf.

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Abstract:

Dans un contexte où les préoccupations environnement-santé sont croissantes à l’échelle globale. Améliorer la compréhension des mécanismes de biodisponibilité et d’(éco)toxicité des polluants métalliques persistants est un enjeu prioritaire, notamment en raison de leur omniprésence observée dans les écosystèmes en relation avec leur compartimentation et spéciation . Le ver de terre est utilisé pour évaluer la qualité des sols ; de plus cet organisme du sol de par ses activités de bioturbation a une influence sur les cycles biogéochimiques. Des tests d’écotoxicité en conditions contrôlées sur vers de terre ont donc été réalisés avec différents sols et espèces de vers. Puis une étude d’impact sur les communautés de vers a été effectuée sur un site pollué présentant un gradient de concentration. L’influence de la bioturbation du ver sur la phytodisponibilité des polluants a été étudiée grâce à des expériences en mésocosmes. Finalement, des mesures de bioaccessibilité des polluants ont été réalisées in vitro sur des sols et végétaux pollués dans différents contextes : friches industrielles, jardins potagers, terrain de sport. L’objectif étant d’étudier le lien entre biodisponibilité pour l’homme, caractéristiques des sols et contexte de pollution. Deux approches complémentaires ont été développées : recherche scientifique liés aux mécanismes et développement d’outils, de procédures pratiques utilisables par les gestionnaires et évaluateurs de risques. L’écotoxicité des métaux et métalloïdes (notés ETM) sur les vers de terre n’est pas simplement régie par leurs concentrations totales, mais dépend fortement des caractéristiques physico-chimiques des sols. Par ailleurs, l’analyse des communautés de ver de terre présentes sur un site contaminé permet d’évaluer la qualité des sols puisqu’on constate un impact sur les l’abondance, la diversité et le taux de juvénile des vers. De plus, la bioturbation du ver de terre augmente significativement la biodisponibilité des ETM pour les plantes potagères telles que la laitue. Finalement, la bioaccessibilité humaine des ETM est régi par de nombreux facteurs liés en particulier au contexte de pollution. Cette fraction bioaccessible des ETM est directement responsable de leur cytotoxicité sur les cellules intestinales. Ces différents résultats ont été complétés par des études mécanistiques (IR, EXAFS, XANES, µ-XRF).

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Constantineau, Simon. "Variations inter- et intra-spécifiques de la phytoextraction des éléments traces As, Cd, Cu, Ni, Pb et Zn chez trois cultivars de saule." Thèse, 2014. http://hdl.handle.net/1866/11623.

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Abstract:

La phytoextraction représente une solution environnementale prometteuse face au problème de contamination des sols en éléments traces (É.T). La présente étude s’intéresse aux différences intra et interspécifiques (S. purpurea, S. dasyclados, S. miyabeana) de trois cultivars de saule lorsqu’ils sont utilisés pour la phytoextration de six É.T. (As, Cd, Cu, Ni, Pb et Zn). Les objectifs sont (i) décrire les variations intrapécifiques du cultivar FISH CREEK (S. purpurea) lorsqu’il est utilisé pour la phytoextraction sur deux sites d’étude; et (ii) décrire les variations intra et interspécifiques des cultivars FISH CREEK (S. purpurea), SV1 (S. dasyclados) et SX67 (S. miyabeana) lorsqu’ils sont utilisés pour la phytoextraction d’un site d’étude. Les indicateurs de variations intra et interspécifiques sélectionnés sont les suivants : la biomasse totale, les concentrations en É.T. extraits et les facteurs de translocation (x ̅ pondérée des conc. É.T. dans les parties aériennes / conc. É.T. dans les racines). La contribution des propriétés du sol (degré de contamination, caractéristiques physicochimiques) à la phytoextraction a été évaluée. Les cultivars ont présenté des variations interspécifiques significatives. Cependant, les variations intraspécifiques sur un site d’étude étaient parfois plus importantes que celles mesurées entre les trois différents cultivars. L’amplitude des variations intraspécifiques que présentent le cultivar FISH CREEK sur deux sites d’étude est attribuée à l’influence du pH, de la minéralogie et au contenu en matière organique, lesquelles diffèrent entre les deux sites. Il a aussi été démontré que la phytoextraction des É.T. n’était pas systématiquement corrélée de façon positive avec le degré de contamination. Cela suggère que les concentrations en É.T. mesurées dans le sol ne peuvent pas expliquer à elles seules la variation des concentrations mesurées dans les tissus. L’implication des mécanismes de rétention dans le sol semblent être davantage responsable des variations observées. La compartimentation des É.T. suggère que le saule est efficace pour l’extraction du Cd et du Zn et qu’il est efficace pour la phytostabilisation de l’As, du Cu, du Ni, et du Pb. En ce qui concerne les quantités extraites, le cultivar FISH CREEK semble le plus performant dans la présente étude.
Phytoextraction is a promising solution to the environmental problem of soil contamination by trace elements (TE). This study focuses on intra and interspecific differences (S. purpurea, S. dasyclados, S. miyabeana) of three willow cultivars used for phytoextration of six TE (As, Cd, Cu, Ni, Pb and Zn). The objectives are (i) describe the interspecific variations of FISH CREEK cultivar (S. purpurea) used for phytoextraction on two study sites; and (ii) describe intra and interspecific variations of FISH CREEK (S. purpurea) SV1 (S. dasyclados) and SX67 (S. miyabeana) cultivars used for phytoextraction of a study site. The selected indicators of intra and interspecific variations are : total biomass, TE concentrations extracted and translocation factors (x ̅ weighted TE conc. in aerial parts / conc. TE in the roots). The contribution of soil properties (contamination level, physicochemical characteristics) to phytoextraction was evaluated. The cultivars showed significant interspecific variations. However, intraspecific variations were sometimes more important than variations measured between the three different cultivars grown on one study site. The magnitude of intraspecific variations of FISH CREEK cultivar grown on two study sites is attributed to the influence of pH, mineralogy and organic matter content, which differ between the two sites. It was also shown that the phytoextraction of TE was not consistently correlated positively with the contamination level. This suggests that the TE concentrations measured in soil can not by themselves explain the variation in the measured tissue concentrations. The involvement of retention mechanisms in soil appear to be more responsible for the observed variation. ET compartmentalization suggests that the willow is effective for Cd and Zn extraction and is effective for As, Cu, Ni, and Pb phytostabilisation. Regarding the amount extracted, cultivar FISH CREEK seems the most effective cultivar in this study.

Dissertations / Theses on the topic 'Éléments traces – Environnement'

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