Dissertations / Theses: 'Métaux en traces'

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Ettajani, Hanane. "Transfert des éléments traces essentiels ou toxiques dans une chaîne trophique à mollusques." Tours, 1994. http://www.theses.fr/1994TOUR4007.

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Abstract:

Le transfert des éléments traces (l'argent, l'arsenic, le cadmium, le cuivre et le plomb) aux mollusques filtreurs a été étudié grâce à un modèle expérimental de chaîne trophique. Le premier maillon est représenté par du sédiment naturel et des microalgues: Skeletonema costatum, Tetraselmis suecica, et Haslea ostrearia, et le second par le mollusque filtreur l'huître Crassostrea gigas. La biodisponibilité des métaux au niveau du premier maillon, étudiée à l'aide d'essais in vitro (attaque enzymatique, changement de ph) montre, qu'à acidités comparables à celles du tube digestif des huîtres, une désorption se produit et son importance varie selon le métal. En effet, pour le sédiment de la baie de Bourgneuf, la biodisponibilité du cuivre est plus importante que celle de l'arsenic et du plomb, et s'est traduite par un transfert relativement élevé du cuivre à l'huître dans la chaine trophique expérimentale. Pour le sédiment de l'estuaire de la Loire, la biodisponibilité des métaux diffère selon les saisons et selon le métal testé. Ainsi la désorption du cuivre et surtout du cadmium est élevée. L'étude de compartimentation montre que chez les algues contaminées par des surcharges métalliques réalistes, les métaux sont principalement liés à la fraction insoluble, avec une faible proportion dans la fraction soluble thermosensible. La caractérisation des composés liant les métaux montre qu'ils sont de masse moléculaire élevée, surtout pour l'argent, et qu'ils diffèrent des phytochélatines. Pour les huîtres contaminées par le cadmium ou le cuivre, des protéines de type métallothionéine ont été mises en évidence. La bioaccumulation des métaux (Ag, Cd, Cu et Pb) par l'huître est beaucoup plus importante par voie directe que par voie particulaire. Toutefois, en considérant les quantités métalliques disponibles dans le milieu, la voie particulaire s'avère non négligeable. Les caractéristiques génétiques (diploïdie, triploïdie) n'ont pas eu d'influence sur la bioaccumulation des métaux chez les huîtres

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Autret, Armelle. "Réponses de la communauté périphytique aux métaux-traces : impacts génétiques et fonctionnels." Rouen, 2015. http://www.theses.fr/2015ROUES057.

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Abstract:

Les cours d’eau sont caractérisés par une contamination diffuse et chronique, exerçant une pression sur les organismes vivants des milieux aquatiques. La nécessité d’évaluer la vulnérabilité de ces écosystèmes à cette pression anthropique a permis le développement de bio-indicateurs pour déterminer l’impact sur différents organismes. Les biofilms de rivières (ou périphyton) représentent un outil pertinent à l’échelle d’une communauté, en tant que base de la chaîne trophique pour évaluer la contamination chimique diffuse des milieux aquatiques. Ce travail de thèse vise à explorer l’adaptation physiologique et/ou génétique des biofilms face à une contamination métallique. Dans cette optique, une approche multidisciplinaire a été utilisée pour étudier les modifications génétiques et fonctionnelles expliquant cette adaptation aux métaux-traces de la composante bactérienne. L’impact des métaux-traces sur les communautés périphytiques a été évaluée au niveau de la diversité bactérienne spécifique (par séquençage haut-débit) et fonctionnelle (approche MicroResp™), en corrélation avec les niveaux de tolérances (évalués par l’approche Pollution Induced Community Tolerance). Parallèlement, cet impact a été recherché sur la bioaccumulation des métaux-traces au sein du biofilm et sur l’abondance de gènes de résistance bactériens aux métaux-traces. Cette étude a été effectuée sur des biofilms exposés, en conditions contrôlées, à une contamination d’une part au cadmium et/ou au zinc et d’autre part celui au cuivre et/ou à l’argent. Ces travaux de thèse ont permis de caractériser par différentes approches l’influence des métauxtraces sur les biofilms qui diffère selon le métal et/ou le type d’exposition (mono- ou bi-exposition). L’impact des métaux-traces se traduit par une modification de la composition et de la structure des communautés périphytiques en sélectionnant des genres bactériens spécifiques sans que ces modifications induisent une acquisition de tolérance. Toutefois, le biofilm bi-exposé au cadmium et au zinc a montré une multi-tolérance, qui peut être expliqué par l’expression d’un gène de résistance et la bioaccumulation des deux métaux-traces. Ce résultat n’a pas pu être associé directement à la cotolérance au cuivre du biofilm exposé à l’argent. L’impact fonctionnel de l’exposition métallique a été observé pour la majorité des biofilms étudiés, excepté celui exposé à une faible concentration d’argent. L’exposition métallique a engendré une adaptation génétique et fonctionnelle de la composante bactérienne, qui est dépendante du métal et de la pression de sélection qu’il a exercé sur le périphyton. Ces résultats permettent d’établir une empreinte génétique de la contamination métallique, qui pourra être utilisée comme marqueur dans la caractérisation du futur bio-marqueur périphytique
Human activities have increased the contamination in aquatic ecosystems, especially in urban areas, with diffuse and chronic mixtures of micro-pollutants at low concentrations. Linking urban pollution to biological effects depends on the knowledge of biological-mechanisms of different aquatic indicators of stream ecological health. In contrast to single-species endpoints, the microbial community provides a good level of biological organization to evaluate the toxic impacts on living organisms with different levels of sensitivity. As the basis of aquatic systems, river biofilms allow assessing the possibility of toxic effects on the food-web of micro-pollutants currently affecting aquatic systems, such as early-warning indicators. A multidisciplinary approach has been applied to study at different level of response to bacterial periphytic communities to trace-metal exposure. The metallic adaptation of bacterial communities relies on the assumption: tolerant components of the community, such as species, genotypes or phenotypes, will replace sensitive components during metallic exposure. This adaptive response was appraised in one hand by the metallic-tolerance level and on the other hand by the research of the functional and genetic modification of the bacterial community. Then, the bacterial diversity was characterized by high-throughput sequencing and the occurrence and expression of specific genes involved in trace-metal tolerance were research within these communities. The functional diversity has been observed by the MicroResp™ approach, in order to study the community level physiological profile. A measure of the metallic bioaccumulation has been carried out, to distinguish the mechanism of resistance of the biofilm. The study was assessed on metallic-exposed periphytic communities in a microcosm approach, as mono- or bi-metallic exposure to cadmium and/or zinc and to silver and/or copper. For both exposures, the bacterial response was reform according to the metal and the type of exposure (mono- or bimetallic). The composition and/or the structure of the bacterial periphytic community were influenced, without altered the metallic-tolerance level measured for the most exposed-communities. Metallic exposure generated a genetic and functional adaptation of the bacterial component, which is dependent on the metal and its pressure of selection on the periphyton. These results allow establishing a genetic fingerprint of the metallic contamination, which can be used for characterization of the future periphytic biomarker

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Dubuis, Simon. "Développement d’un verre à base d'oxydes de métaux lourds pour applications dans l'infrarouge." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/67762.

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Abstract:

Les télécommunications optiques requièrent le développement de nouveaux matériaux pour augmenter les échanges d’information. Parmi les matériaux régulièrement utilisés, le verre occupe une place importante. Sa transparence permet l’envoi de signaux sur de longues distances. Son faible coût et sa fabrication simple le rendent utilisable à grande échelle. Les verres d’oxyde courants comme les phosphates (1200 cm⁻¹), les silicates (1100 cm⁻¹) ou les borates (1400 cm⁻¹) possèdent une transmission limitée dans la région mid-IR en raison de leur énergie de phonon élevée. D’autre part, des verres sans oxyde à basse énergie de phonon et à haute transparence dans le mid-IR sont caractérisés par une stabilité thermique faible. Pour combler ces lacunes, le verre à base d’oxyde de baryum, de germanium et de gallium (BGG) est étudié, caractérisé par une énergie de phonon faible, une large fenêtre de transmission, une grande stabilité thermique et de bonnes propriétés chimiques et mécaniques. Le projet de maîtrise explore ses propriétés thermiques, optiques et structurelles dans le but de développer une nouvelle fibre optique pour des applications dans l’infrarouge. La première partie de ce mémoire détermine une composition vitreuse optimale. La fenêtre de transmission est maximisée, la stabilité thermique est élevée et la composition doit soutenir une purification. Parmi les différentes compositions, la composition 40GeO₂ - 20Ga₂O₃ - 40BaO a été sélectionnée pour mener l’étude du dopage au bismuth et au thulium. La deuxième partie étudie le verre 40GeO₂ - 20Ga₂O₃ - 40BaO comme matrice hôte pour le dopage de ces deux ions. Le dopage avec le bismuth présente une bande de photoluminescence remarquablement large dans la gamme spectrale de 1000-1600 nm. L’analyse XPS montre que le Bi³⁺ est responsable de cette émission. Enfin, les premiers essais de fibrage réalisés avec des échantillons de BGG montrent son potentiel pour la fabrication de fibres optiques.
Optical telecommunications require the development of new materials to increase information exchange. Among the materials regularly used, glass occupies an important place. Its transparency allows signals to be sent over long distances. Its low cost and simple manufacture make it usable on a large scale. Common oxide glasses such as phosphates (1200 cm⁻¹), silicates (1100 cm⁻¹) or borates (1400 cm⁻¹) have a limited transmission in the mid-IR region due to their high phonon energy. On the other hand, oxide-free glasses with low phonon energy and high transparency in the mid-IR are characterized by low thermal stability. To fill these gaps, glass based on barium, germanium and gallium oxide (BGG) is studied, characterized by low phonon energy, wide transmission window, high thermal stability, and good chemical and mechanical properties. The master’s project explores its thermal, optical and structural properties with the aim of developing a new optical fiber for infrared applications. The first part of this master’s thesis determines an optimal glass composition. The transmission window is maximized, the thermal stability is high, and the composition must support purification. Among the various compositions, the composition 40GeO₂ - 20Ga₂O₃ - 40BaO was selected to carry out the study of bismuth and thulium doping. The second part studies 40GeO₂ - 20Ga₂O₃ - 40BaO glass as a host matrix for the doping of these two ions. Doping with bismuth exhibits a remarkably wide photoluminescence band in the spectral range of 1000-1600 nm. XPS analysis shows that the Bi³⁺ is responsible for this issue. Finally, the first optical fiber tests carried out with samples of BGG show its potential for the manufacture of optical fibers.

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Paucot, Hugues. "Distribution et comportement biogéochimique des métaux traces dans la matière particulaire des systèmes marins." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1997. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/212251.

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Chandrasekaran, Yogesh. "Élaboration de capteurs fluorescents pour la quantification de traces de métaux lourds dans l'eau." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S151.

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Abstract:

L'exposition au plomb, cadmium, mercure et arsenic constitue un des risques important en termes de santé humaine. Ces métaux lourds sont à l'origine de problèmes pour l'environnement et la santé en raison de leur bioaccumulation. Bien qu'il existe de multiples méthodes analytiques permettant des mesures quantitatives précises, la plupart de ces méthodes souffrent de certaines limitations relatives à la sélectivité, la sensibilité, le coût élevé ou le temps de réponse. En particulier le développement de méthodes robustes, ultrasensibles, transposables sur le terrain et permettant un suivi en temps réel demeure un enjeu. L'utilisation de senseurs fluorescents incorporés dans des microsystèmes constitue pour ce faire une piste intéressante en raison de la possibilité de combiner sensibilité, sélectivité, portabilité et rapidité. L'objectif de ce travail est de mettre en place une telle méthodologie à travers le développement de senseurs fluorescents sélectifs permettant une détection ultra-sensible et une quantification de traces de métaux lourds dans l'eau. L'approche proposée repose sur la combinaison de l'utilisation de fluoroionophore (pouvant être excité aussi bien à un photon dans le visible que par excitation à deux photons dans le proche IR) et d'un processus d'extraction-concentration dans une phase organique non-miscible à l'eau. Le processus de l'extraction liquide-liquide des sels métalliques dans l'eau par des liquides ioniques en présence d'un agent chélatant se caractérise par des coefficients de Nernst élevés. Il est toutefois limité par le retour possible du complexe ionique (agent de chélatant + ion) dans la phase aqueuse, ce qui diminue le rendement d'extraction. Ce problème a été contourné en immobilisant la fonction de chélation des sels d'onium (conduisant à des sels d'onium à tâche spécifique ou SOTS) qui sont ensuite dissouts dans des liquides ioniques (conduisant ainsi à des Liquides Ioniques à Tache Spécifiques Binaires ou LITSB). Le groupement chélatant utilisé est un fluoroionophore (jouant à la fois le rôle de complexant et de sondes fluorescentes des sels de métaux lourds) fixé par un lien covalent à un sel d'onium. Dans ce contexte, différents fluoroionophores originaux de type push-pull (absorbant dans le proche UV-visible et présentant des sections efficaces d'absorption à deux photons élevées dans le proche IR) et visant la détection sélective du plomb, cadmium et mercure ont été synthétisés et supportés sur sels d'onium. Leur propriétés de fluorescence, d'excitation à deux photons et leur capacité d'extraction/complexation ont été étudiées. Ces SOTS visent à être intégrés, après immobilisation dans une phase liquide ionique hydrophobe stationnaire, dans des dispositifs microfluidiques afin de permettre une quantification en temps réel de la présence de traces de métaux lourds dans les eaux
The main threats to human health from heavy metals are associated with the exposure to lead, cadmium, mercury and arsenic. These heavy metals cause adverse environmental and health problems because of their tendency to bioaccumulate. Although many analytical methods offer precise quantitative measurements, they suffer from several drawbacks, including selectivity, sensitivity, response times and high cost. There is a real need to develop fast, cheap and real-time monitoring methods for heavy metals detection. The process of liquid-liquid extraction by ionic liquids in the presence of a chelating agent offer very high Nernst coefficients, but suffer from limitations like possible return of the ionic complex (chelating agent + ion) into the aqueous phase, thereby decreasing the extraction efficiency. The problem is solved by supporting the chelating functions on the ionic liquids in order to form Task Specific Ionic Liquids (TSILs). We decided to graft a special functional group, fluoroionophore onto the onium salt, so that fluorogenic and chelating properties can be integrated. Herein, we adopted this concept of binary task specific ionic liquids (BTSILs), where there is immobilization of TSOS (Task Specific Onium Salt) containing selective and sensitive fluoroionophores, in an ionic liquid stationary phase. This should ensure both efficient extraction of the heavy metal ions from the aqueous phase and sensitive detection. Such immobilization of the metal binding unit in a hydrophobic IL would also greatly decrease the risk of loss into the aqueous phase compared to the classical ligands. Thus, we report the synthesis and characterization of task specific onium salts bearing metal ion specific fluoroionophores. The final goal is to incorporate these TSOSs in a microfluidic system to perform extraction concentration and detection for continuous real time monitoring of heavy metal cations in water. Keywords: Heavy metals, Fluoroionophore, Task specific ionic liquids, Chelating agent

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Yoon, Yi Yong. "Spéciation et bilans géochimiques des métaux traces en Méditerranée occidentale et zones côtières méditerranéennes." Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066456.

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Abstract:

Les objectifs de ce travail sont de determiner differentes categories d'especes metalliques (la fraction labile et hydrophobe dissoute et la fraction particulaire) et les concentrations s'y rapportant pour comprendre le comportement geochimique des metaux traces lors de leur transfert en milieux estuarien et cotier mediterraneen, ceci etant realise a l'aide d'une methode electrochimique et de spectrometrie d'absorption atomique. Les resultats permettront d'etablir un bilan global des metaux trace en mediterranee occidentale. Cette etude comporte cinq chapitres: le premier chapitre est consacre a la presentation generale de l'etat actuel des connaissances en ce qui concerne la speciation des metaux traces et leur determination analytique. Apres avoir consacre le second chapitre a la methodologie, nous presenterons l'ensemble des resultats analytiques ainsi que leur interpretation geochimique en zone cotiere mediterraneenne (le delta du rhone, la lagune de venise) dans le troisieme chapitre et en mediterraneen occidentale dans le quatrieme chapitre. Dans le cinquieme chapitre, nous fournirons une estimation des flux des metaux traces dans l'ensemble du bassin occidental de la mediterranee ainsi que leur bilan global en utilisant les resultats originaux et la litterature

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Lerat, Antoine. "Dynamique des éléments traces métalliques à l’interface ville-estuaire : métaux classiques et terres rares." Thesis, Bordeaux, 2021. http://www.theses.fr/2021BORD0005.

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Abstract:

La lutte contre les micropolluants métalliques urbains représente un enjeu véritablement majeur et complexe, en particulier dans les zones côtières, du fait d’une urbanisation croissante et de l’émission de formes émergentes de contaminants métalliques comme les Terres Rares. Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet REGARD et vise à comprendre la dynamique des ETM classiques et des Terres Rares dans la Jalle, principale rivière urbaine drainant l’agglomération bordelaise, et à évaluer son influence sur l’estuaire de la Gironde, après avoir caractérisé deux sources urbaines majeures : les eaux usées domestiques et les eaux pluviales drainant la rocade bordelaise. Du fait, de son utilisation comme agent de contraste pour les IRM et de son faible abattement dans les STEU, le gadolinium (Gd) est un excellent traceur de la source urbaine domestique/hospitalière dans la Jalle. Avec des rejets estimés à 27 kg.an-1 (23 mg.hab-1.an-1) de Gdantrh dissous, la Métropole de Bordeaux contribue à près de 25% de Gd exporté par la Garonne dans l’estuaire de la Gironde. Ces flux ont probablement évolué comme ceux de la Garonne en amont de Bordeaux qui ont doublé au cours des deux dernières décennies (2003 : 32 kg.an-1; 2017: 75 kg.an-1) du fait de la multiplication des IRM sur le bassin. L’analyse à haute fréquence d’un évènement orageux estival a démontré que les eaux pluviales pouvaient contribuer entre 5% (Sr) et 40% (Cu) pour les ETM dissous et 30% (As) et 88% (Cu) pour les ETM particulaires aux flux exportés par la Jalle. Les premières quarante minutes de cet évènement ont nécessité d’être caractérisées avec précision du fait d’un effet « first flush » qui a lessivé les poussières de route et évacué vers le milieu naturel 65% du flux de MES (et d’ETM associés) en 17% du temps. Si les flux de Cu et Zn provenant du collecteur de la rocade ont une contribution significative pour la Jalle, ils ne sont pas de bons traceurs de la source autoroutière en raison de leurs usages ubiquistes. Bien que les anomalies restent encore faibles, le cérium pourrait devenir un futur bon traceur de cette source avec la généralisation des convertisseurs catalytiques. A l’échelle annuelle, la qualité des eaux de la Jalle apparaît majoritairement contrôlée par des sources naturelles, en particulier le lessivage de podzosols localisés en amont, permettant d’expliquer à eux seuls les flux annuels en Ald (96%) et en REE dissoutes (96%-99%) transitant à l’exutoire de la Jalle. La source domestique, via les rejets de la STEU, apparaît comme une source de pollution chronique pour la Jalle pour plusieurs ETM dissous (e.g. Nid, Snd, Cud, Agd et Gdd) avec une importance accrue en étiage du fait d’une moindre dilution. A l’inverse, la source autoroutière influence la Jalle de manière plus ponctuelle avec des apports en Cu, Zn et Sb dissous et particulaires lors d‘évènements pluviaux. En raison de l’augmentation de la population et de l’urbanisation croissante, il apparaît nécessaire de poursuivre des travaux sur le cycle des ETM dans les grandes métropoles estuariennes afin de réduire leur dispersion d’améliorer la qualité des écosystèmes récepteurs et pour développer des techniques de récupération et recyclage des ETM, face à des difficultés d’approvisionnement
Control of urban pollutants is a major issue, especially in coastal areas, in a context of rapidly growing urbanization and the emission of emerging potentially highly toxic contaminants, such as Rare Earth Elements (REEs). This study is a part of the REGARD project and aims at understanding the dynamics of “conventional” trace metals (Tms) and REEs in the Jalle River, the main urban hydrosystem draining the Bordeaux Metropole and to assess its influence on the Garonne section of the Gironde estuary after having characterized two major urban sources: domestic wastewater and stormwater runoff draining the Bordeaux Highway. Due to its use as a contrast agent for MRIs and its low removal in WWTPs, gadolinium (Gd) is an excellent tracer of the domestic/hospital urban source in the Jalle River. With an annual flux estimated at 27 kg.yr-1 (23 mg.hab-1.yr-1) of dissolved Gdantrh in the Garonne River, the Bordeaux Metropole contributes nearly 25% of the Gd in the main branch of the Gironde Estuary. This flux have probably evolved like those of the Garonne at its outlet (before Bordeaux Metropole) which have doubled over the past two decades (2003: 32 kg.yr-1; 2017: 75 kg.yr-1) due to the increase in MRIs on the Garonne watershed. The high temporal analysis of a major summer rainstorm showed that the relative contributions of the daily TM fluxes of the Jalle River ranged from: 5 %(Sr) - 40%(Cu) for dissolved phases and 30% (As) – 88% (Cu) for particulate phases. The first forty minutes of the event (<17% of time) accounted for 65% of the SPM flux (and associated particulate TMs) exported by the stormwater runoff because of the first-flush of road dust. If Cu and Zn fluxes had significant contribution for the Jalle River, they are not good tracers of traffic-related source because of their ubiquitous uses. Although cerium anomalies are still weak, it should be a future good tracer with higher traffic density and technological development in catalytic converters. Using a 2-year monitoring along the Jalle continuum, this study demonstrated the upstream watershed strongly influences the geochemical composition of the Jalle River for many majors and TMs (e.g. Al, Fe, REEs) and that it contributes the bulk of dissolved TM fluxes (Al: 96%; REEs: 96 - 99%). The domestic source, via the WWTP loads, continuously affects the quality of the Jalle waters by significantly increasing dissolved Ni, Sn, Cu, Ag and Gd concentrations, mainly during low water conditions due to lower dilution by the upstream Jalle River. Conversely, the traffic-related (highway) source influences the Jalle River only more intermittently with regard to dissolved and particulate Cu, Zn, Sb during major summer rainstorm. Finally, further works on geochemical cycles of TMs at the urban-estuarine interfaces will be essential to reduce dispersion of TMs in urban systems, in order to limit impacts on natural environmental systems and to develop methods for the recovery and recycling of technology-critical elements

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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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Moudilou, Emmanuel. "Cinétiques et mécanismes de relargage des métaux lourds présents en traces dans les matrices cimentaires." Orléans, 2000. http://www.theses.fr/2000ORLE2052.

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Abstract:

Les espèces chimiques contenues dans les matrices solides sont susceptibles d'être transférées vers le milieu ambiant, notamment lors de leur contact avec l'eau. Les études précédentes du relargage des métaux lourds traces contenus par les matériaux de construction (en particulier ceux à base de ciment) lors d'essais de lixiviation, montrent une difficulté analytique importante. L'objectif de cette étude est de déterminer les cinétiques et les mécanismes de relargage des métaux traces (Cr, Cu, Ni, Pb, V et Zn) des pâtes de ciments industriels (présents à des teneurs de l'ordre de 20 à 300 ppm). Le développement du test de lixiviation dynamique CTG-LEACHCRETE (utilisé à pH=5, 20°C) permettant d'accéder aux cinétiques de relargage des métaux lourds traces est présenté dans une première partie. Ensuite, des techniques d'analyse du solide (ICP-MS-LA, DRX locale et en incidence rasante (GIXD)),novatrices quant à leur application aux matrices cimentaires, ont été employées pour caractériser les zones dégradées générées lors de la lixiviation. Ces techniques permettent de suivre les transformations minéralogiques et la répartition des métaux lourds traces dans ces zones. La confrontation de ces deux approches, cinétique et analyse du solide, couplée à l'exploitation approfondie des modélisations existantes a alors permis de proposer les mécanismes de relargage des métaux lourds traces étudiés. Dans toutes les pâtes de ciments de l'étude (CPA-CEM I, CPJ-CEM II/A et CLC-CEM V/A), on a démontré que le chrome est piégé dans l'ettringite par substitution SO4 2-/CrO4 2- et que son relargage est régi par la dissolution de cet hydrate. Le comportement du cuivre, du nickel et du zinc dans les phases solides et dans les lixiviats, est corrélé à celui de la silice des CSH, ce qui suppose que ces métaux s'y trouvent localisés. Enfin, le plomb n'est jamais détecté en phase liquide. Son comportement est également corrélé à la silice dans les zones dégradées.

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Chatelain, Marion. "Métaux traces : réponses écophysiologiques et rôle dans le maintien du polymorphisme de coloration mélanique du plumage chez le pigeon biset." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066219/document.

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Abstract:

Les métaux traces comme le plomb, le zinc sont essentiellement émis par les activités anthropiques et se retrouvent de ce fait à des concentrations beaucoup plus élevées en milieux urbains qu’en milieux ruraux. Durant ma thèse, j’ai tout d’abord testé les effets écotoxicologiques d’une exposition chronique au plomb et/ou au zinc, deux métaux particulièrement abondants en milieu urbain, chez le pigeon biset (Columba livia). J’ai ainsi pu montrer des effets nocifs du plomb, et bénéfiques du zinc sur l’immunité, le maintien de la corpulence et plusieurs paramètres de la reproduction. Du fait de la variabilité des réponses écophysiologiques des individus, les métaux traces sont susceptibles d’exercer de nouvelles pressions de sélection sur les populations urbaines et favoriser les individus capables de se détoxifier ou de tolérer de fortes concentrations en métaux. Au cours de ma thèse, j’ai mis en évidence le rôle de la mélanine dans la fixation du zinc et du plomb au niveau des plumes. Par ailleurs la coloration mélanique du plumage semblent moduler les effets du plomb et du zinc sur certains paramètres physiologiques, et les juvéniles au plumage davantage mélanique survivent mieux dans un environnement pollué en plomb. Quels que soient les mécanismes sous-jacents (i.e. rôle détoxifiant de la mélanine ou effets pléiotropes associés à sa synthèse), mes résultats soulignent l’avantage sélectif potentiel de la mélanisation du plumage dans un environnement pollué en métaux traces, dont notamment le milieu urbain. Cette étude apporte des réponses essentielles sur l’impact écologique de l’urbanisation et les mécanismes permettant le maintien du polymorphisme de coloration mélanique du plumage, et plus largement des phanères
Trace metals, such as lead and zinc are mainly emitted by human activities, explaining their high concentrations in urban areas in comparison with rural environments. During my PhD, I first investigated the ecotoxicological effects of a chronic exposure to lead and/or zinc, two abundant metals in urban areas, in feral pigeons (Columba livia). I stressed deleterious effects of lead, while beneficial effects of zinc on immunity, body mass index maintenance and several parameters of reproduction. Because sensitivity to trace metals differs between individuals, trace metals may exert new selective pressures on urban populations and favour individuals with higher detoxification capacities and that are more tolerant to elevated environmental trace metals concentrations. My work puts ahead the role of melanin in the storage of zinc and lead in the feathers. Moreover, melanin-based plumage colouration seems to modulate the effects of lead and zinc on some of the physiological parameters measured and darker juveniles were more prone to survive than paler ones when exposed to lead. Whatever the underlying mechanism (i.e. the detoxification role of melanin or the pleiotropic effects associated with its synthesis), my results suggest a selective advantage of plumage melanism in environments polluted with trace metals, such as urban areas. This study brings key answers on the ecological impact of urbanization and on the mechanisms explaining melanin-based plumage colouration polymorphism maintenance

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Migon, Christophe. "Étude de l'apport atmosphérique en métaux-traces et sels nutritifs en milieu côtier méditerranéen : implications biogéochimiques." Nice, 1988. http://www.theses.fr/1988NICE4219.

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Au cours d'un échantillonnage continu de 1986 à 1987 au sémaphore du cap Ferrat (Alpes-Maritimes), on étudie des traceurs de pollution : le plomb, le cadmium, le cuivre et le zinc, des références continentales : l'aluminium et marine : le sodium, ainsi que des éléments nutritifs (nitrates, ammonium, nitrites et phosphates). Les techniques analytiques utilisées sont : la spectrophotométrie d'absorption atomique, la voltamperometrie de redissolution anodique à impulsions différentielles et la colorimétrie sur chaine Technicon

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

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Abstract:

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

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Tanguy, Virginie. "Spéciation colloïdale des éléments traces métalliques en milieu estuarien." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00708258.

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Abstract:

La spéciation colloïdale des éléments traces métalliques (Cu, Pb et Cd) a été étudiée dans l'estuaire de la Penzé (Manche Occidentale, Bretagne) lors du cycle saisonnier. Cette étude a été réalisée afin de mieux comprendre les mécanismes responsables du transfert des métaux entre les différentes fractions (particulaire, colloïdale et réellement dissoute) lors du mélange des eaux. Deux techniques ont été utilisées : (i) l'ultrafiltration permettant le fractionnement en 7 fractions de taille différente et (ii) la chronopotentiométrie pour la détermination de la teneur en métal dans les différentes fractions. L'ultrafiltration a été choisie car c'est une méthode non destructive et de mise en oeuvre simple et peu coûteuse. Les limites de détection de la chronopotentiométrie ont été améliorées de façon à pouvoir doser les métaux dans les différentes fractions. Nos résultats ont montré une présence particulièrement importante des métaux (Cu, Pb, Cd) dans la fraction colloïdale. Si le Cd est trouvé dans la partie plutôt basse du spectre de taille colloïdal (<50 kDa), le Pb est par contre préférentiellement associé à des composés de haut poids moléculaire (>300 kDa). Quant au Cu, il présente une distribution intermédiaire. Lors du cycle saisonnier, deux phénomènes majeurs ont été identifiés : (i) une forte mobilisation des substances humiques depuis les sols du bassin versant à l'automne et (ii) la dégradation du matériel organique particulaire dans le compartiment benthique au printemps. Ces processus affectent non seulement la répartition colloïdale des éléments étudiés mais jouent également un rôle important dans les quantités et les formes transférées vers la zone côtière.

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Duta, Mariana. "Synthèse et études préliminaires de calixarènes modifiés en vue de leur application en immunoanalyse de traces." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13015.

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Nguyen, Thanh Nho. "Dynamiques des éléments traces métalliques dans un estuaire tropical à mangroves (Can Gio, Vietnam)." Thesis, Nouvelle Calédonie, 2018. http://www.theses.fr/2018NCAL0006.

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Abstract:

Les mangroves sont considérées comme des filtres efficaces entre la terre et la mer, étant des puits pour les métaux traces et protégeant les eaux côtières des pollutions. Cependant, cette capacité peut dépendre des caractéristiques des sols de mangrove et de l’hydrologie. Le devenir des éléments traces métalliques dans les mangroves est complexe en raison de divers processus biogéochimiques qui s’y déroulent. En raison de leur toxicité pour la biodiversité des mangroves et pour la santé humaine, le cycle des métaux traces est une question sérieuse abordée par de nombreux scientifiques au cours des dernières décennies et de nos jours. Contrairement au reste du monde, la distribution des métaux traces dans la mangrove du Viet Nam a reçu peu d’attention. L’objectif de cette thèse était de caractériser la dynamique des métaux traces dans la mangrove de Can Gio, située au sud du Vietnam, à la limite d’une mégapole densément peuplée – Hô Chi Minh-Ville (près de 10 millions d’habitants) et de la mer de Chine méridionale. Le long de l’estuaire du Can Gio, les métaux traces, principalement issus des sols latéritiques se développant en amont, ont été principalement transportés avec des matières en suspension, notamment des oxihydroxydes. Après avoir été déposés dans les mangroves, les oxihydroxydes sont dissous par des bactéries au cours des processus de décomposition de la matière organique en conditions suboxiques, libérant des métaux traces dans les eaux interstitielles. L’enrichissement des sols de mangrove en matière organique joue un rôle clé dans les processus diagénétiques. Les métaux dissous peuvent reprécipiter avec de nouvelles phases porteuses telles que des complexes organométalliques, des sulfures, des carbonates, etc., en fonction des conditions redox du sol et des caractéristiques de l’élément. De plus, une partie de ces métaux dissous est biodisponible et peut être transférée vers la végétation ou la faune des mangroves, une partie peut également être exportée vers les creeks. Par conséquent, cette thèse a démontré que les écosystèmes de mangrove peuvent être des sources de métaux traces pour les écosystèmes adjacents
Mangroves are considered as efficient barriers between land and sea, being sinks for trace metals and protecting coastal water from pollutions. However this ability may depend on sediment characteristics and hydrology. The fate of trace metal is complex due to various biogeochemical processes across the intertidal zone. Because of their toxicity to mangrove biodiversity and also to human health, the trace metal cycling is a serious question addressed by many scientists during the last few decades and nowadays. In contrast to the rest of the world, trace metal distribution in Viet Nam’s mangrove forest has received little attention. The aim of this research was to characterize some trace metals dynamics in the Can Gio mangrove, which is located in the Southern Viet Nam, being situated at the edge of a densely populated megacity – Ho Chi Minh City (i.e. almost 10 million inhabitants) and the South China Sea. Along the Can Gio estuary, trace metals, which mainly originated from upstream lateritic soils, were transported mostly associated with suspended solids, mainly oxihydroxides forms. After being deposited in mangrove sediments, the oxihydroxides were dissolved by bacteria during organic matter decay processes under suboxic condition, releasing trace metals in pore-waters. The enrichment of mangrove derived-OM from the mudflat to the Rhizophora stand played a key role in controlling diagenetic processes. Dissolved metals were then reprecipitated with new bearing phases such as organometallic complexes, suphides, carbonate etc. depending on the redox condition and on metal characteristics. Furthermore, part of these dissolved metals were available for biota uptake or export to tidal creek by pore-water seepage. Consequently, this PhD thesis also demonstrated that mangrove ecosystems can be sources of trace metals for adjacent ecosystems

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Flament, Pascal. "Les métaux-traces associés aux aérosols atmosphériques : apports au milieu marin du littoral Nord-Pas-de-Calais." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10066.

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Abstract:

Le travail entrepris s'insère dans la problématique des apports de métaux-traces au milieu marin par le biais des aérosols. L'étude s'est développée sur le littoral Nord-Pas-de-Calais et concerne les méataux-traces Fe, Zn, Cu, Cd et Mn ainsi que Al et Na traceurs respectifs des aérosols terrigènes et marins. Elle a permis d'établir un bilan des retombées atmosphériques qui apparaissent plus marquées sur le littoral de la Flandre que sur la façade Ouest. Calculés pour une bande marine de 10 km d large, ces apports annuels de métaux-traces sont respectivement e 385, 50, 12, 14, 0,75 et 65 tonnes. Enfin la comparaison des apports secs et humides montre que Fe, Cu et Mn se déposent plutôt par voie humide contrairement au plomb. Des prélèvements par impacteur à cascade ont permis d'atteindre la distribution masse-taille des métaux et de proposer les valeurs moyennes des diamètres médians massiques équivalents des particules, compris entre 0,4 µm(Pb) et 2,54 µm(Na). L'analyse de ces données a mis en évidence une dualité Pb-Zn dans la fraction submicronique des aérosols. Ces deux métaux, associés au cuivre <1µm, sont fortement liés au rejets anthropiques. L'analyse factorielle des correspondances a montré d'autre part que Cu et Na sont associés dans les particules supérieures au micron. Une approche de la spéciation de Cu, Cd et Pb à l'interface air-mer permet d'expliquer la présence de cuivre dans l'aérosol d'origine marine. Inversement le plomb, essentiellement particulaire, a plutôt tendance à sédimenter. La mesure de l'abondance relative des isotopes stables du plomb atmosphérique permet enfin d'estimer la proportion des compossantes industrielle et automobile.

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Tapia, Zamora Joseline Soledad. "Sources, mobilité et biodisponibilité des métaux traces et métalloïdes dans la ville minière d'Oruro sur l'altiplano bolivien." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1813/.

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Abstract:

L'étude a été réalisée sur le principal système hydrologique endoréique de l'altiplano bolivien constitué par les sous-bassins du lac Titicaca-rivière Desaguadero-lac Poopó-salar du Coipasa (TDPS). Cette région est caractérisée par la présence de deux cordillères fortement minéralisées : une Occidentale liée aux dépôts épithermaux et de Cu et une Orientale liée aux nombreuses ceintures métallogéniques, où la ceinture d'étain est la plus connue. Le Département d'Oruro est situé dans la partie centrale de cette ceinture. Le présent travail a été motivé par le fait que bien que cette ville ait été soumise à des activités minières depuis le XVIIème siècle, les caractéristiques géochimiques et les processus de dispersion qui affectent cette zone sont peu connus. Une étude géochimique détaillée de cinq carottes sédimentaires lacustres (Lac Uru Uru) a été réalisée. Un traitement statistique des concentrations particulaires dans les sédiments et des sols a permis de proposer un fond géochimique naturel et une ligne de base actuelle pour la région et a permis de montrer d'une part que la normalisation aux teneurs de la croûte continentale supérieure (UCC) pour évaluer un degré de pollution n'était pas pertinente pour cette région naturellement enrichie en métaux traces et métalloïdes. D'autre part, nous proposons que l'impact anthropique dans les sols superficiels est liée à la dispersion des éléments traces par la Fonderie de Vinto, tandis que le lac Uru Uru est plutôt influencé par les activités minières. La documentation des processus de diagenèse précoce dans les sédiments lacustres, liée à la dégradation de la matière organique, a montré une importante redistribution post-dépôt de métaux traces et métalloïdes, provoquant à la fois un changement de spéciation chimique de ces éléments mais aussi des enrichissements authigéniques sous formes de sulfures. En particulier, la déstabilisation des oxyhydroxides de Mn et Fe joue un rôle important dans cette redistribution. La diagenèse précoce est fortement influencée par la variabilité saisonnière des précipitations, avec un rôle majeur de l'évaporation. La diffusion à l'interface eau-sédiment, contrôlée par les gradients de concentration issus des réactions redox de la diagenèse précoce, indique que les sédiments du Lac Uru Uru sont une source de métaux traces et métalloïdes, en particulier d'arsenic, pour la colonne d'eau sus-jacente. Ce travail a également permis de montrer que le dépôt des métaux traces et métalloïdes dans le lac Uru Uru soit influencé principalement par trois sources: la géologie locale, la formation des minéraux authigènes lors de la diagenèse précoce sous l'influence probable des événements froid ENSO (La Niña) et les gangues et minerais d'origines minier
This study was performed within the main altiplanic hydrological system constituted by the Lake Titicaca-Desaguadero River- Lake Poopó-Coipasa salar (TDPS) sub-basins. This region is characterized by the presence of two highly mineralized ranges: the Cordillera Occidental related to epithermal and sedimentary Cu deposits and the Cordillera Oriental associated with numerous metallogenic belts, where the Bolivian Tin Belt is very well known. The Oruro Department is located in the central part of this belt. This study has been motivated by the fact that despite this city has been exposed to intense mining activities since the XVIIth century, very little is known about the geochemical characteristics and the dispersion processes affecting this area. A detailed geochemistry study was performed in five lacustrine sedimentary cores (Lake Uru Uru). Statistical analyses of sediment and soil concentrations allowed us to propose a geochemical background and a present time geochemical baseline for the Altiplano sediments and has allowed us to propose that the upper continental crust (UCC) composition is not adequate to obtain enrichment factors in this region, naturally enriched in trace metals and metalloids. Furthermore, we propose that the anthropogenic impact in superficial soils is associated with trace elements dispersion from the Vinto Foundry, whereas Lake Uru Uru sediments are related to mining activities. Post-depositional redistribution of trace metals and metalloids during early diagenesis are related to a change in chemical speciation of these elements and moreover, authigenic enrichment, mainly as sulfides. Particularly, Fe and Mn oxyhydroxides destabilization plays a preponderant role in this redistribution. Early diagenesis is influenced importantly by seasonal precipitation variability, with an important role of evaporation. Trace elements diffusion into the water-sediment interface, controlled by concentration gradients resulting from redox reactions during early diagenesis, show that Lake Uru Uru sediments are a source of trace metals and metalloids, particularly arsenic, into the overlying water column. This work has also shown that trace metals and metalloids deposition within Lake Uru Uru sediments is mainly influenced by three sources : local geology, authigenic minerals formation during early diagenesis influenced probably by cold ENSO (La Niña) events and mining origin gangues and ores

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Andre, Jean-Marc. "Recherche en écotoxicologie marine sur la contamination des Delphinidés par les micropolluants : métaux-traces et composés organochlorés." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10613.

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Lesven, Ludovic. "Devenir des éléments traces métalliques au sein du sédiment : un compartiment clé de l'environnement aquatique." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10112/document.

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Abstract:

La contamination de l'environnement aquatique par les éléments traces métalliques (ETM) est un des problèmes majeurs auxquels est confrontée la société actuelle. Ces métaux transitent dans la colonne d'eau avant de s'accumuler dans les sédiments où ils sont impliqués dans de nombreuses réactions biogéochimiques susceptibles de modifier plus ou moins fortement leur spéciation et donc leur (bio)disponibilité pour l'ensemble du réseau trophique. C'est au sein de ces problématiques centrées sur le devenir des ETM dans l'environnement aquatique que s'oriente ce travail de recherche. Inscrites dans le programme européen INTERREG-III Stardust, nos recherches ont été menées principalement dans trois sites d'études transfrontaliers franco-belge: l'Escaut, la Lys et !'Espierre. La distribution des ETM dans les sédiments des 3 sites a mis en évidence une forte contamination par le cadmium. Cependant, ces sédiments sont caractèrisés par un bon piégeage des ETM par les sulfures (principalement Cd, Cu, Pb et Zn) et dans une moindre mesure Ni et Co, plus labiles. Différents indices de qualité des sédiments et des eaux interstitielles ont ici été utilisés et ont montré que les sédiments de l'Espierre paraissaient peu toxiques en raison des fortes teneurs en AVS alors que les eaux interstitielles l'étaient davantage à cause d'une dureté relativement faible. D'autre part, la mise au point de DGT-AgI pour la mesure des sulfures a été mise en application et a permis de mettre en évidence l'effet saisonnier sur la production de sulfures dans les sédiments de la Mer du Nord. Parallèlement à ces recherches, le développement de microélectrodes d'or a finalement permis de suivre en continu dans la colonne d'eau, la concentration en Zn et Pb à des concentrations de l'ordre du ppb et des essais ont été réalisés directement dans le sédiment
The pollution of aquatic ecosystems by trace metals (TM) is one of the major problems to which is faced our present society. These metals pass in transit through the water column and are finally trapped in sediments. From then on, they are involved in several biogeochemical reactions that likely modify more or less significantly their speciation and therefore their (bio)availability for the whole trophic chain. My researches are involved in this environmental topic and take part in the European Program INTERREG-III, Stardust. Three cross-border sites between France and Belgium have mainly been considered for this thesis: Scheldt, Lys and Spierre rivers. Trace metal analysis in the three sites sediments have pointed out high contamination by cadmium. However the metals (mainly Cd, Cu, Pb and Zn) are mostly trapped in the reduced sulphur pool in these sediments. Conversely, Co and Ni are less trapped in these sediments due to their higher availability. Several sediment and porewater quality indexes have been used and shown that Spierre sediments seem to have a low toxicity according to the high AVS concentrations whereas interstitial waters are more polluted because of the low water hardness. Furthermore, the DGT -AgI technique used for the determination of dissolved sulphides has been deployed successfully in the North Sea sediment core to emphasize the sëasonal effect on the sulphides production. ln the same way, our work on gold microelectrodes results finally in the monitoring on line of Zn and Pb concentration in Deùle river, and sorne preliminary measurements directly in the Deûle sediments

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Ferreira, Araujo Daniel. "Investigations into isotope biogeochemistry of Zn in coastal areas and mangroves." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30368/document.

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Abstract:

Les zones côtières du monde entier sont sous fort pression de contamination anthropique comme conséquence de la concentration de la plupart de la population mondiale et des activités économiques le long des côtes et des estuaires. La menace de contaminant sur les écosystèmes rend primordial le développement d'outils capable de détecter les modifications biogéochimiques en vue d'aider dans la prévention, la gestion, et la prédiction de risques dans les études environnementales. Dans ce but, cette thèse étudie la biogéochimie des isotopes du Zinc (Zn) en vue de développer un outil capable de tracer les sources naturelles et anthropiques, d'identifier les processus biogéochimiques et de permettre à la biosurveillance de la contamination par les métaux dans les zones côtières et les mangroves. A cette fin, les compositions isotopiques du Zn ont été déterminées à plusieurs échantillons naturels prélevés dans la baie de Sepetiba (au sud-est du Brésil), un estuaire lagunaire affecté par une côte industrialisée située près de Rio de Janeiro. Cette baie constitue un laboratoire naturel idéal pour valider le système isotopique du Zn. En effet, cette zone héberge des écosystèmes d'intérêt commercial et écologique -estuaire, mangrove, estran- menacés par la contamination d'une ancienne activité de galvanoplastie, et d'autres sources diffuses. Les échantillons collectés comprennent des carottes de sédiments, des sédiments de la superficie des mangroves, des matériaux particulaires en suspension (SPM), des feuilles provenant d'arbres de mangrove, des tissus de mollusques bivalves (huîtres et moules) et des roches. Minéraux de dépôt de Vazante (Brésil) ont été collecté pour representé matière première utilisée par l'industrie de la galvanoplastie. Tout d'abord, un travail initial de laboratoire a établi une méthode exacte et précise pour les déterminations isotopiques Zn en échantillons naturelles par spectrométrie de masse avec plasma couplé par induction et multicollecteur (MC-ICP-MS). Des analyses spatiales et temporelles des compositions isotopiques du Zn des échantillons de sédiments et de roches s'ajustent bien à un modèle de mélange entre trois principales extrémités : i) les matériaux continentaux charriés par les rivières ; ii) les sources marines ; et iii) une source anthropique majeure associée aux anciens déchets de galvanoplastie jetés dans la baie. Les carottes de sédiment collectées dans la vasière ont montré une haute corrélation entre la composition isotopique du Zn et le facteur d'enrichissement du Zn. Ceci suggère : i) une bonne préservation du registre isotopique des sources naturelle et anthropique, ii) l'absence de fractionnement isotopique significatif durant le transport de sédiments ou durant les réactions diagénétiques pos-dépositions dans le système estuarien
Coastal areas worldwide are under strong pressure from anthropogenic contamination, as most of the global population and of economic activities are concentrated along the coasts and estuaries. The threaten of contaminant releasing into these ecosystems makes imperative the development of tools capable of detecting biogeochemical changes in order to help prevention, monitoring and prediction of risks in environmental studies. In this way, this thesis investigates the isotope biogeochemistry of Zinc (Zn) in order to develop a tool capable of tracing natural and anthropogenic sources, identifying biogeochemical processes and enabling the biomonitoring of metal contamination in coastal areas and mangroves. To this end, Zn isotopes compositions were determined in several natural samples collected from Sepetiba bay (southeastern Brazil), an estuarine-lagoon impacted by an industrialized coastal area near Rio de Janeiro. This bay constitutes an ideal natural laboratory for evaluating the Zn isotopic system to environmental issues, since it hosts important ecosystems of commercial and ecological interest - estuaries, mangroves and tidal flats - threaten by the metal contamination resultant of old electroplating activity and other anthropogenic diffuse sources. The collected samples include sediment cores, surface mangrove sediments, suspended particulate matter (SPM), leaves of mangrove's trees, tissues of bivalve mollusks (oysters and mussels) and rocks. Ores from Vazante deposit, Brazil were collected to represent the raw material used in the old electroplating industry. Firstly, an initial laboratory work established a method for accurate and precise determinations of Zn isotope compositions in natural samples by multi-collector inductively coupled plasma-mass spectrometry (MC-ICP-MS). Spatial and temporal analysis of Zn isotope compositions of sediment and rock samples fits well in a model of mixing between three main end-members: i) continental materials brought via rivers; ii) marine sources; and iii) a major anthropogenic source associated to the old electroplating wastes released into the bay. Sediment cores collected in the mud flat showed high correlation between Zn isotope compositions and Zn enrichment factors, suggesting (i) good preservation of isotopic records of natural and anthropogenic sources and (ii) no significant isotopic fractionation during sediment transport or as a result of diagenetic reactions post-deposition in the estuarine system. The sediment core sampled from a mangrove located in the zone impacted by the old electroplating activity presented levels of Zn up to 4% (dry weight) and preserved the isotopic signatures of electroplating wastes. However, there is evidence that biogeochemical processes triggered by hydrodynamics, bioturbation or rhizosphere processes slightly changed the isotopic signatures in some layers. Calculations based in this mixing model quantified contributions of the major anthropogenic source of Zn, ranging from negligible values in the pre-industrial period to nearly 80% during periods of electroplating activities between the 60's and 90's

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Camarillo, Ravelo Danté. "Détection et caractérisation par rayons X des éléments traces dans les fruits et légumes." Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0050/these.pdf.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à la détection des métaux lourds en utilisant la fluorescence par rayons X (XRF) comme méthode de détection. Nous y évaluons les caractéristiques d'un dispositif non destructif à haute énergie à des fins de détection et de quantification d'éléments traces dans les fruits et légumes. Dans une première partie, nous présentons une synthèse sur l'état de l'art concernant les normes, les méthodes de référence destructives et non destructives. Dans une deuxième partie, après un rappel théorique des interactions photon-matière avec une description plus précise du phénomène de fluorescence X, nous décrivons des dispositifs commerciaux utilisant la fluorescence X. En fin de partie nous discutons des opportunités de l'utilisation de la XRF pour la détection sur les fruits et légumes. Par la suite, un ensemble de simulations à basse énergie réalisées à partir du code de Monte-Carlo PENELOPE, ont permis de mettre en évidence une relation linéaire entre le rapport du pic de fluorescence sur pic Compton et la concentration des différents éléments étudiés. Le code utilisé a été confronté à un ensemble de mesures XRF réalisées à l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), ce qui nous a permis d'aider à l'interprétation des spectres et d'évaluer les écarts simulation/ expérience. Nous avons ensuite testé cet outil dans le but de prévoir les performances d'un système de mesure à plus haute énergie dans un cas de terrain avec une source polychromatique. Dans la dernière partie de ce travail de thèse, nous présentons une étude complémentaire de la spectroscopie d'absorption X (EXAFS et XANES) comme une technique capable de montrer la spéciation chimique des éléments traces dans les systèmes biologiques. L'analyse des spectres EXAFS et XANES, réalisés sur des échantillons de Phaseolus vulgaris obtenus par culture hydroponique (dopés avec du plomb), montre qu'il existe un environnement chimique presque identique entre les feuilles, les tiges et les racines mais différent de la solution employée pour le dopage. Nous comparons nos spectres EXAFS avec une base de données obtenue des références bibliographiques. L'analyse des composés du plomb est difficile à cause de la haute variabilité de ses nombres de coordination, mais la méthode permet quand même d'apprécier son environnement chimique ce qui est directement lié à la toxicité du produit
This study refers to the detection of heavy metals by using X-ray fluorescence (XRF) as the detection method. We evaluate the characteristics of a high energy nondestructive device for detection and quantification of trace elements in fruits and vegetables. Ln the first part, we present a synthesis on the state-of-the-art concerning the european norms and the destructive and nondestructive references methods. Ln the second part, after revising the theory of photon-matter interaction with a more precise description of the X-ray fluorescence phenomenon, we describe commercial devices using X-ray fluorescence. At the end of this part we discuss about the opportunity of using XRF for detection on heavy metal traces on fruits and vegetables. Thereafter, a set of law energy simulations carried out with the Monte-Carlo PENELOPE code, make it possible to highlight a linear relation between the ratio of fluorescence photopeak on scatter photopeak and the concentration of the various studied elements. The code used is confronted to a set of XRF measurements carried out at the European Synchrotron Radiation Facilily (ESRF), which helped in the interpretation of spectra and enabled us to evaluate the variations between simulation and experiment. We then test this tool with the aim of anticipating the performances of a measurement system at higher energy in the case of a practical experience with a polychromatic source. Ln the last part of this thesis, we present a complementary study of X-ray absorption spectroscopy (EXAFS and XANES) as a technique able to show the chemical speciation of the trace elements in the biological systems. The spectra analysis (EXAFS and XANES), carried out on Phaseolus vulgaris samples obtained by hydroponic culture, shows that the chemical environment is almost identical between the leaves, the stems and the roots but different from the solution employed for doping. We compared our EXAFS spectra with a data base obtained of the bibliographical references. The analysis of lead composite is difficult because of the high variability of its coordination numbers, but the method nevertheless makes it possible to appreciate its chemical environment which is directly related to the product toxicity

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Pelfrêne, Aurélie. "Spéciation des métaux traces (Cd., Cu, Pb, Zn) dans les eaux d'un Planosol non pollué (Massif Central, France)." Thesis, Tours, 2008. http://www.theses.fr/2008TOUR4008.

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Afin de contribuer à l’évaluation du risque environnemental lié à la contamination des sols par les métaux, la connaissance de leur spéciation, ainsi que des facteurs contrôlant leur mobilité et leur biodisponibilité dans des sols non anthropisés est nécessaire. Ce travail a permis de déterminer les caractéristiques physico-chimiques des eaux de subsurface circulant dans un sol non anthropisé de type Planosol (Massif Central, France) et de quantifier les processus de régulation de la mobilité de certains métaux traces (Cd, Cu, Pb, Zn) dans les solutions du sol. Les Planosols se définissent par leur morphologie et leur fonctionnement hydrique particulier où les horizons supérieurs perméables présentent un excès d’eau en hiver et au printemps. Trois stations ont été choisies en fonction de la topographie au niveau desquelles les eaux du sol ont été prélevées, de 2004 à 2006 pendant la période de saturation des sols, dans deux horizons différents : dans l’horizon éluvial appauvri et blanchi et dans l’horizon concrétionné riches en oxyhydroxydes de fer et de manganèse. L’objectif de ce travail était d’étudier, au sein de ces horizons, la distribution de Cd, Cu, Pb et Zn dans les solutions du sol et de déterminer les propriétés de complexation et d’adsorption de la matière organique (MO) et des particules minérales (oxyhydroxydes de fer, de manganèse et d’aluminium, argiles) vis-à-vis de ces métaux. Les ETM sont présents sous différentes espèces dissoutes et particulaires. Cette distribution est le résultat de processus physiques, chimiques et biologiques qui sont contrôlés par de nombreux facteurs (pH, pe, nature et teneur en particules, concentrations en cations majeurs, en ligands inorganiques et organiques dissous, …). Deux approches ont été couplées pour étudier la spéciation des métaux (Cd, Cu, Pb et Zn) dans les solutions du sol : (1) exploitation des données acquises sur le terrain (analyse de leurs concentrations totales dans les fractions dissoute et particulaire) puis recherche de liens avec les autre composés présents dans la solution, et (2) détermination expérimentale de leurs affinités potentielles avec la MO par voltamétrie et potentiométrie afin d’acquérir des grandeurs (constantes de complexation et concentration de sites) permettant de déterminer la spéciation potentielle de ces éléments par calcul thermodynamique (PHREEQCI). L’approche analytique a montré l’importance des particules, notamment dans l’horizon concrétionné, qui constituent un support pour le transfert des métaux. En effet, les ETM sont significativement corrélés aux éléments tels que le fer, l’aluminium, le silicium ainsi qu’au carbone organique particulaire, mettant en évidence plusieurs processus, notamment des réactions d’adsorption sur les argiles ou gels de silice, sur les oxydes ou oxyhydroxydes de fer et d’aluminium et sur la matière organique. Ces composés peuvent être présents sous formes de particules simples ou de particules mixtes car leurs comportements semblent liés. Par contre, pour les espèces métalliques dissoutes, aucun processus prépondérant n’a été mis en évidence, ce qui peut s’expliquer par une compétition entre les différents mécanismes impliqués dans la distribution des éléments en solution, ou bien par un déséquilibre chimique (ou thermodynamique) global du système étudié. L’approche expérimentale a permis de mettre en évidence en solution des réactions potentielles entre les métaux et la matière organique dissoute, notamment des réactions de complexation, dans le cas de Cd, Cu, Pb et Zn, ainsi que des réactions d’adsorption, uniquement dans le cas du cuivre. Le couplage de ces deux approches a permis de mettre en évidence une compétition entre les réactions à l’interface solide-solution et les réactions en solution dans les deux horizons de sol étudiés. Dans l’horizon concrétionné, les métaux (principalement Cu, Pb et Zn) ont des affinités beaucoup plus fortes pour les réactions de surface avec les particules (minérales et/ou organiques) que pour les réactions de complexation en solution. La compétition est donc en faveur des particules qui jouent ici un rôle prépondérant car elles contrôlent la spéciation de ces métaux. La distribution des métaux traces dans les deux horizons étudiés est différent. Les résultats montrent que la composition chimique des solutions est principalement liée à la texture du sol (et donc la porosité) et à l’hydrodynamique du système. En effet, ces deux paramètres vont réguler la distribution des éléments en solution
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Serclerat, Ivan. "Les métaux traces dans le clinker de ciment Portland : rétention dans les mortiers et fixation dans les hydrates." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0140.

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Abstract:

Ces travaux visent à caractériser le devenir des métaux lourds introduits dans les fours à ciment par les matières premières naturelles, les combustibles fossiles ou les déchets utilisés comme combustibles. La partie expérimentale a porté sur l'étude de ciments industriels et de ciments de laboratoire enrichis en zinc, plomb et chrome au cours de la cuisson. Des tests de lixiviation ont permis de montrer que le zinc est quasiment insoluble entre pH 7 et pH 13. Le plomb est solubilisable uniquement dans les contextes de pH supérieurs à 12,5. Le chrome (VI), dont les sels courants sont très solubles, est fixé dans une phase hydratée, l'ettringite, qui reste stable dans le contexte chimique assuré par la matrice cimentière. Les relargages de plomb et de chrome sont proportionnels à leurs teneurs respectives dans le ciment. Il a été suggéré un mécanisme de relargage des métaux lié à la solubilité de l'espèce solide les contenant, en fonction du contexte chimique régnant localement à l'interface liquide-solide. Le mécanisme de fixation des métaux dans les hydrates a été étudié grâce à un suivi des concentrations en métaux dans la phase liquide du ciment au cours de l'hydratation. Le chromate est intégré dans le cristal d'ettringite, en substitution du sulfate. L'étude de la solubilisation du chrome par cette phase complexe a montré que le chrome est libéré en proportion de sa concentration dans l'ettringite, et a mis en évidence une dissolution préférentielle du métal par rapport au sulfate. Ces résultats ont permis d'éclairer en partie le mécanisme de relargage du chrome par les mortiers
This work aimed to assess the retention in the mortars of the heavy metals fed in a cement kiln with natural raw material, fossil fuels or waste derived fuels. Industrial cement has been studied, along with laboratory samples enriched during clinkering in lead, zinc and chromium. The relevant mortars were tested for metal release through leaching studies in various chemical contexts. Zinc appeared to be insoluble in the pH range 7-13. Lead is released only in alcaline medium above pH 12. 5. Hexavalent chromium whose salts are usually very soluble, is though retained in a hydrated phase that is stable in the chemical environment ensured by the cement matrix. Lead and chromium released are linked to the metal levels in the mortars. The solubility of the solid phases, in the chemical context of the pore fluid at the solid/liquid interface, appeared to be controlling the leaching rate of the metallic compounds. Fixation mechanisms of the heavy metals in the cement hydrates has been explored through the monitoring of the metal concentration in the liquid phase during cement hydration Chromate was found to substitute for sulfate in the ettringite crystal. The solubility studies of a chromate+sulfate ettringite revealed that chromium release is linked to its proportion in the crystal. A selective dissolution of the chromium part of ettringite has been pointed out. This Ieads to a lowering of the chromium level in such a solid contacted with water. These results improved the understanding of the release mechanisms of chromium by the mortar blocks

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Durand, Cédric. "Caractérisation physico-chimique des produits de l'assainissement pluvial : origine et devenir des métaux traces et des polluants organiques." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2287.

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Abstract:

Le but de ce travail multidisciplinaire était la caractérisation globale et fine de la matière organique et minérale des produits issus de l'assainissement pluvial. La fraction minérale des sédiments des bassins de retenue et des produits de balayage a été étudiée par différentes méthodes chimiques et physiques ; cette étude a concerné les éléments majeurs et les métaux traces. Les résultats montrent que les sédiments sont souvent pollués, avec des concentrations supérieures aux valeurs de référence pour les sols pollués. L'étude de la fraction organique montre que les différentes fractions lipidiques sont essentiellement constituées d'hydrocarbures et de HAP à des concentrations élevées. Les acides humiques et l'humine ont été étudiés par des techniques globales et de thermochimiolyse en présence de divers agents alkylants. La technique avec TMAH montre que les substances humiques étudiées contiennent des biopolymères d'origine végétale ou microbienne et des fibres ligneuses. L'utilisation de TEAAc permet de montrer que les composés libérés sont pour partie piégés dans le réseau macromoléculaire humique et sont libérés dès que celui-ci est altéré. La dernière partie de ce travail a concerné la mobilité des métaux traces dans les différentes fractions organiques extraites et suivant le schéma d'extraction séquentielle du BCR. Les métaux peuvent être classés par ordre croissant de mobilité au sein de l'environnement de la manière suivante : Cr £ Ni < Pb £ Cu < Zn £ Cd. Tous ces résultats pourront servir de base à l'élaboration d'un cahier des charges pour les collectivités locales de manière à leur apporter des solutions efficaces de gestion des produits de l'assainissement
The objective of this multidisciplinary work was to characterise the mineral and organic matters in the sediments from storm water drainage systems. Several physical chemical techniques were used to study the mineral fraction of sediments from retention ponds and street sweeping. This study concerned major elements and trace metals. The results show that the sediments are often polluted, with concentrations higher than the reference values for polluted soils. The study of organic matter shows that the lipid fractions are mainly composed of hydrocarbons and PAHs at high concentrations. Humic acids and humine were studied by global techniques and by thermochimiolysis with different alkyl agents. The TMAH technique shows that the studied humic substances contain biopolymers from plant and bacterial origins, as well as ligneous fibres. The use of TEAA allows to show that the released compounds are partly trapped in the humic macromolecular net and are released as soon as this one is altered. The last part of the work was devoted to trace metal mobility in the different organic fractions and using the BCR sequential extraction scheme. The mobility sequence of trace metals appears to be : Cr £ Ni < Pb £ Cu < Zn £ Cd. These results could be used as a basis for recommendations to local governments in order to improve the management of sediments from storm water drainage systems

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Lebourg, Annie. "Etude de l'extraction des métaux en traces de sols pollués en vue de la détermination de leur biodisponibilité." Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-244.pdf.

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Abstract:

L'extractibilite des métaux en traces du sol par des solutions de chlorure de calcium, de nitrate de sodium et de nitrate d'ammonium est fortement influencée par la méthode de filtration appliquée. L'extractibilite et la spéciation des éléments en solution sont liées et dépendent de l'affinité des métaux pour les différents compartiments du sol ainsi que des caractéristiques physico-chimiques du réactif et du sol. Par ailleurs, l'examen de l'état de saturation de différents extraits révèle que les concentrations en plomb sont probablement limitées par la précipitation de divers phosphates. Dans ces conditions, il est montre que la biodisponibilité du plomb ne peut être évaluée. Une analogie entre la composition de la solution du sol et des extraits de nitrate de sodium souligne l'intérêt de ce réactif pour estimer la mobilité des métaux en traces. D'après de nombreuses études suisses cette méthode serait également pertinente pour évaluer leur biodisponibilité. Cependant, l'élaboration d'un référentiel d'interprétation des résultats des extractions en termes de risques de toxicité nécessite des études complémentaires.

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Riso, Ricardo. "Evolution spatio-temporelle de quelques métaux traces dans les systèmes frontaux de l'Atlantique nord-est (côtes de Bretagne)." Brest, 1991. http://www.theses.fr/1991BRES2004.

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Abstract:

Dans la premiere partie de ce memoire sont developpees les conditions de mise en uvre de deux techniques analytiques (spectrophotometrie d'absorption atomique et voltamperometrie) pour determiner les teneurs en cuivre, plomb, cadmium et nickel de l'eau de mer. Dans la seconde partie nous avons analyse l'evolution de ces metaux dans les systemes frontaux de l'atlantique nord-est (cotes de bretagne). Celle-ci a ete effectuee en liaison avec les caracteristiques hydrologiques et biologiques propres a ces systemes. Nos travaux ont ete conduits de la facon suivante: 1) etude d'un cycle annuel de la distribution des metaux dans le front cotier de l'iroise; nous avons pu mettre en evidence l'existence de trois phenomenes majeurs participant a leurs variations: a) apports par les eaux dessalees; b) mise en place du front; c) activite phytoplanctonique; 2) etudes fines des variations dans les systemes homogene et stratifie et au voisinage du front cotier de l'iroise. Celles-ci ont permis de preciser le comportement particulier de chaque metal dans les differentes zones, de mettre en evidence la reponse rapide de certains d'entre eux aux deplacements de la structure frontale et de verifier une accumulation en periode de front etabli

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Domart, Florelle. "Nano-imagerie corrélative de fluorescence X synchrotron et de super résolution des métaux et des protéines dans les synapses de neurones d’hippocampe." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0185/document.

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Abstract:

Les éléments chimiques métalliques tels que Fe, Cu ou Zn sont présents en quantité infime dans le cerveau. Le rôle de ces métaux traces dans les fonctions neuronales, telles que la transmission synaptique et les processus de mémorisation, reste encore largement à élucider. En outre, une dyshoméostasie des métaux est retrouvée dans de nombreuses neuropathologies, telles que maladie d’Alzheimer, de Parkinson ou sclérose latérale amyotrophique. Les mécanismes d’interaction des métaux traces au niveau neuronal sont difficiles à décrire faute de méthodes analytiques possédant une résolution et une sensibilité adaptées pour en déterminer la distribution à l’échelle synaptique. La spectrométrie de fluorescence-X synchrotron (SXRF) est une méthode d’analyse chimique multi-élémentaire permettant de décrire la distribution quantitative de ces éléments à l’échelle subcellulaire avec une résolution nanométrique (40 nm avec la ligne ID16A du synchrotron ESRF) et une très haute sensibilité. Afin d’interpréter avec précision les résultats d’imagerie chimique, nous avons développé un protocole pour corréler l’imagerie nano-SXRF avec la microscopie super résolutive de déplétion par émission stimulée (STED) permettant ainsi la corrélation des distributions des métaux avec celle de protéines cibles en super résolution. Nous avons marqué les microtubules et l’actine-F de neurones primaires d’hippocampe de rat puis imagé le cytosquelette par microscopie STED avant de déterminer par spectrométrie SXRF les distributions des éléments P, S, Fe, Cu et Zn. Nous avons ainsi mis en évidence la colocalisation du Zn et des microtubules au niveau dendritique ainsi qu’une localisation du Cu essentiellement dans le cou des épines dendritiques riches en F-actine, et une distribution du Fe sous forme de points très localisés dans les dendrites. Ces résultats ont révélé le rôle essentiel du Zn dans l’architecture du cytosquelette des neurones d’hippocampe et la méthode d’imagerie corrélative développée ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude des dyshoméostasies des métaux dans les maladies neurodégénératives
Metallic chemical elements such as Fe, Cu or Zn are present in minute quantities in the brain. The role of these trace metals in neuronal functions such as synaptic transmission and memory processes remains largely unclear. Moreover, metal dyshomeostasis is found in many neuropathologies, such as Alzheimer’s disease, Parkinson’s or amyotrophic lateral sclerosis. The interaction mechanisms of trace metals at the neuronal level are difficult to describe because of the lack of analytical methods with appropriate resolution and sensitivity to determine metal distribution at the synaptic level. Synchrotron X-ray fluorescence spectrometry (SXRF) is a multielemental chemical analysis method for describing the quantitative distribution of these elements at the sub-cellular scale with a nanometric resolution (40 nm at ESRF beamline ID16A ) and a very high sensitivity. In order to accurately interpret chemical imaging results, we have developed a protocol to correlate nano-SXRF imaging with stimulated emission depletion super resolution microscopy (STED), allowing the correlation of metal distribution and that of target proteins in super resolution. We labeled microtubules and F-actin of primary rat hippocampal neurons and imaged the cytoskeleton by STED microscopy before determining the distributions of P, S, Fe, Cu and Zn by SXRF spectrometry. We evidenced the colocalization of Zn and microtubules at the dendritic level and a localization of Cu mainly in the neck of dendritic spines rich in F-actin, and a distribution of Fe in the form of very localized points in the dendrites. These results highlight the crucial role of Zn in cytoskeleton architecture of hippocampal neurons and the developed correlative imaging method opens new perspectives for the study of metal dyshomeostasis in neurodegenerative diseases

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Salomon, Stéphanie. "Optimisation du dosage d'ultra traces de métaux dans l'eau de mer par spectrométrie d'absorption atomique sans flamme (Al, Cu, Fe) : comparaison avec deux autres méthodes dans le cas de l'aluminium." Brest, 2000. http://www.theses.fr/2000BRES2038.

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Abstract:

L’objectif de cette étude est le dosage direct, c'est à dire sans préconcentration, de trois métaux traces que sont l'aluminium, le fer et le cuivre dans l'eau de mer. Pour cette quantification au voisinage du dixième de microgramme par litre, nous disposions de trois méthodes analytiques que sont la spectrométrie d'absorption atomique à atomisation électrothermique (saaet), la fluorescence moléculaire classique ou induite par laser et la redissolution cathodique. Le travail a été réalisé en grande partie par saaet. Outre l'optimisation des facteurs spectroscopiques et électrothermiques par la méthodologie des plans d'expériences, nous avons mis en évidence des interférences spectrales nécessitant une correction et un traitement du signal lorsque l'on travaille au voisinage des limites de détection. Dans des conditions optimales et toutes corrections faites, les limites de quantification obtenues en saaet lors de la détermination de l'aluminium, du fer et du cuivre dans l'eau de mer sont respectivement de 67,127 et 67 nanogrammes par litre. En ce qui concerne la fluorescence moléculaire classique, les résultats obtenus dépendent du métal considéré. En raison de difficultés de purification des réactifs et de cinétiques de complexation, les limites de quantification dans le cas du fer et du cuivre sont encore à améliorer pour accéder aux teneurs recherchées. Dans le cas de l'aluminium, la limite de quantification est quasi identique à celle mesurée en saaet. Les résultats obtenus avec ce même élément en fluorescence moléculaire induite par laser permettent l'accès à une limite de quantification de 10 nanogrammes par litre. La redissolution cathodique a quant à elle uniquement été appliquée au dosage de l'aluminium dans l'eau.

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Planquart, Pierre (19. "Etude des mécanismes de transfert des métaux en traces dans le système boue compostée-sol-plante et recherche de perturbations induites." Aix-Marseille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX11012.

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Abstract:

Les procedes biologiques aerobies permettent de transformer les dechets organiques en composts. La valorisation agricole de ces composts contribue a l'amelioration des proprietes physiques, chimiques et biologiques des sols mais la presence d'elements traces metalliques limite leur utilisation en raison des risques de transferts a l'environnement auxquels sont associes des risques ecotoxicologiques. La mobilite et la biodisponibilite des metaux en traces sont etroitement liees aux formes chimiques sous lesquelles ils se trouvent dans les composts et dans les sols, apres epandage. Les relations boue compostee - sol - plante ont ete etudiees en colonnes lysimetriques sur deux cycles culturaux de colza (brassica napus v. Jaguar). L'horizon ap d'un sol agricole a texture argile limono-sableuse, l'horizon c d'un sol acide a texture sableuse et l'horizon c d'un sol calcaire a texture sablo-limoneuse ont ete utilises pour etre amendes. Les composts employes comme amendement different selon leur degre de maturite, leurs teneurs en metal total, en deca des valeurs limites, et selon la speciation des elements metalliques qu'ils renferment. L'epandage des boues compostees, a des doses d'apport pouvant atteindre 60 t ha - 1, tend a favoriser la croissance du vegetal. Parmi les elements traces metalliques etudies (cu, pb, ni et zn), le zinc est le metal le plus fortement transfere dans le profil des substrats amendes et aux vegetaux. Les exportations de metaux en traces par les percolats et les vegetaux sont plus fortement influencees par la nature du substrat que par celle du compost applique et la dose d'epandage. L'etude souligne l'importance des phenomenes de refixation des elements metalliques sur la phase minerale. Durant les deux cycles culturaux, seules les teneurs en zinc dans les plantes cultivees sur les differents substrats sont augmentees en reponse a l'incorporation des composts, cet enrichissement n'etant pas proportionnel a la dose d'apport. Des dereglements du regime nutritionnel du colza sont observes et ce, meme pour de faibles apports de metaux en traces. Des perturbations de la synthese des pigments photosynthetiques sont egalement relevees. L'induction par le cuivre de la synthese de phytochelatines chez le colza est demontree. La detection de ces peptides pour de faibles charges en metaux dans le sol et la plante temoigne de la sensibilite de cette induction.

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Truphéme-Maisonnave, Virginie. "Caractérisation des éléments traces métalliques dans les amendements et dans les complexes amendements-sols et étude des transferts." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT015C.

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Abstract:

La première phase de ces travaux a été consacrée à l'étude analytique des éléments traces métalliques contenus dans des boues résiduaires urbaines et rurales, de façon à comparer leurs teneurs respectives. Dans ce but, les protocoles de prélèvement et d'échantillonnage des boues ont été optimisés, ainsi que les procédures de minéralisation et de dosage des éléments traces métalliques pour obtenir, selon le type de boue ou de métal, le protocole le plus approprié pour caractériser de façon fiable les métaux. En outre, les boues ont été comparées avec des engrais du commerce, des engrais agricoles et des fumiers. L'étude thermique et minéralogique de cinq boues a été réalisée en parallèle pour tenter d'approfondir la connaissance des phases minérales et des composés organo-métalliques constituant les boues et de leur comportement thermique. La seconde phase des travaux a été consacrée à l'étude du transfert des éléments traces métalliques en vases de végétation. La croissance des végétaux, leurs besoins en eau ont été analysés. La biodisponibilité des éléments traces métalliques a été étudiée lors du mélange sol-boues cultivé, en atmosphère régulée en température et humidité. Les teneurs en éléments traces métalliques initialement contenus dans les boues d'épuration ont donc été suivies dans les mélanges sol-boues et dans les plantes. La mobilité dans les compartiments de sol et la biodisponibilité des éléments traces métalliques ont également été étudiées par la mise en place d'extractions séquentielles. Enfin, les flux apportés par les boues ont été comparés d'une part au stock initial du sol et d'autre part aux flux apportés par des engrais.

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Devallois, Valérie. "Transferts et mobilité des éléments traces métalliques dans la colonne sédimentaire des hydrosystèmes continentaux." Aix-Marseille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX11046.

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Abstract:

Dans les cours d’eau, les éléments traces métalliques (ETM) sont transférés sous formes dissoutes et/ou fixées aux particules. Sous cette dernière forme, ils peuvent s’accumuler dans les zones sédimentaires et constituer des stocks de polluants. A terme, ces stocks peuvent poser un risque pour la qualité des hydrosystèmes si des changements environnementaux conduisent à accroître leur mobilité. Dans ce contexte, ces travaux ont concerné la mobilité par diffusion interstitielle. Pour cela, il est important de connaitre comment les ETM se répartissent entre leurs formes mobiles. Ce fractionnement dissous – particulaire des ETM est régi par les réactions de sorption à la surface des particules. Ces réactions dépendent des conditions physico-chimiques du milieu et sont fortement influencées par les processus biogéochimiques de la diagénèse précoce. Afin d’appréhender ces processus, ce travail s’appuie sur une approche mixte qui associe terrain, analyse et modélisation. La partie terrain a impliqué 9 campagnes de prélèvements de carottes de sédiment (Durance et Rhône). Ces échantillons ont été analysés selon un protocole qui permet d’obtenir les distributions verticales des paramètres physico-chimiques, des nutriments et des formes solide - liquide des ETM ciblés. L’analyse et l’interprétation de ces résultats expérimentaux s’appuient sur un modèle qui a été développé au cours de cette étude et qui intègre : un modèle de diffusion interstitielle, un modèle biogéochimique, un modèle de calcul du pH et un modèle d’échanges solide – liquide. Les résultats mettent en évidence que la disponibilité des ETM considérés est fortement liée au comportement des phases porteuses biogéochimiques et que la mobilité par diffusion interstitielle dépend essentiellement des caractéristiques granulométriques qui conditionnent à la fois la diffusion et la distribution des phases porteuses biogéochimiques.

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Schwager-Guilloux, Julie. "Les toitures végétalisées, puits et sources d’éléments en traces métalliques." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0073/document.

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Abstract:

Malgré la présence d’un sol et de plantes, l’impact des toitures végétalisées sur la qualité des eaux est mitigé, celles-ci n’étant pas conçues pour retenir les polluants. Afin d’améliorer cette fonction, il est important de mieux comprendre les flux de polluants dans ces structures. Dédiée aux métaux, cette thèse est basée sur deux étapes : - le suivi de six toitures végétalisées construites en 2010 (Nancy), via des prélèvements d’eaux de pluie et toitures, plantes et matériaux. - Une caractérisation en laboratoire des matériaux via des observations à l’échelle miscroscopique, des essais de sorption et lixiviation. Les caractéristiques des matériaux sont globalement favorables au stockage de métaux mais plusieurs en émettent également par lessivage de particules fines ou lixiviation d’ions. Même si elles n’ont pas de capacité de stockage particulière, les plantes peuvent avoir un impact direct et indirect sur la rétention des métaux. Des suggestions techniques sont tirées de ces résultats
Despite the presence of a soil and plants, green roof impact on water quality has proven to be mixed, mainly because there are not designed to purify rainwater. To make suggestions for green roofs suitable for water treatment, it is important to better understand pollutant fluxes in these structures. Dedicated to metals, this thesis is based on two complementary steps : - the study of six green roofs built in 2010 (Nancy, France), thanks to rain and roof waters, plants and materials samplings. - a laboratory characterization of these materials via microscopic scale observations, sorption and lixiviation tests. Material characteristics are mostly favorable to metal storing but several of them have been identified as sources of metals via leaching of fine particles or lixiviation of available ions. Even if they have no specific ability to store metals, plants can have direct and indirect impacts on metal retention. Several technical suggestions are drawn from these scientific results

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Biscéré, Tom. "Effets des métaux et des changements climatiques sur les coraux." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS382.

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Les récifs coralliens se sont largement dégradés au cours de ces dernières décennies sous l’influence des activités anthropiques. Parmi ces perturbations, l’augmentation des concentrations métalliques concerne de nombreux récifs à travers le monde (e.g. grande barrière australienne, Costa Rica, Mer Rouge, Nouvelle-Calédonie). A ces stress locaux vient s’ajouter le changement climatique, et plus particulièrement l’élévation des températures et l’acidification des océans, auxquelles les coraux doivent désormais faire face. Dans ce contexte particulier, les objectifs de cette thèse ont donc été (1) de déterminer l’effet sur la physiologie corallienne, des principaux métaux présents dans les sédiments latéritiques (fer, manganèse, nickel et cobalt), à des concentrations représentatives de celles mesurées sur le littoral calédonien, et (2) de définir leurs rôles potentiels dans ce contexte de changement climatique. Les résultats obtenus ont montré que les métaux ont des effets très différents sur le métabolisme corallien. Alors qu’à température ambiante un apport en nickel ou en manganèse stimule le métabolisme de l’hôte et la photosynthèse des symbiotes, à l’inverse, un enrichissement en cobalt inhibe la calcification et devient même toxique dès 1.0 μg L-1 pour les symbiotes et l’hôte. De même, malgré son importance dans les processus photosynthétiques, un apport en fer diminue la densité en Symbiodinium des tissus et inhibe la calcification. En période de stress thermique, le manganèse augmente la tolérance des coraux à cette hausse de température, probablement en stimulant leurs défenses antioxydantes, tandis que le nickel aggrave ces effets en diminuant encore davantage leur croissance. Ces travaux constituent une étape importante vers une meilleure compréhension de la réaction des coraux aux enrichissements métalliques et permettraient d’expliquer, dans une certaine mesure, la sensibilité des espèces coralliennes aux changements climatiques
Coral reefs have largely degraded in recent decades under the influence of human activities. Among those disturbances, the increase in metal concentrations affects many reefs worldwide (e.g. Australian Great Barrier Reef, Costa Rica, Red Sea, New Caledonia). Furthermore, reefs have now to face climate change, and more particularly temperature increase and ocean acidification. In this context, the aims of my thesis were to (1) determine the effects of the main metals present in lateritic sediments (iron, manganese, nickel and cobalt) on coral physiology using concentrations representative of those measured along the New Caledonian coastline, and to (2) define their potential roles in this context of climate change. My results showed that metals affect coral metabolism in different ways. While at ambient temperature, a nickel or manganese enrichment stimulates host metabolism and symbiont photosynthesis, conversely a cobalt enrichment inhibits calcification and becomes even toxic for the host and symbionts, from 1 μg L-1. Despite its importance in photosynthetic processes, an iron enrichment induces a decrease in Symbiodinium densities and an inhibition of calcification rates. Under thermal stress, manganese enhances coral tolerance to temperature increase, likely by stimulating their antioxidant defenses, while nickel worsens its effects by decreasing even more their growth. These works represent an important step towards a better understanding of coral responses to metal enrichment and would explain, to some extent, species susceptibility to climate change

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Amblard-Gross, Géraldine. "Bryophytes et biomonitoring des retombées atmosphériques en métaux et éléments traces : caractérisation de la variabilité à différentes échelles d'utilisation." Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Amblard_Gross.Geraldine.SMZ0029.pdf.

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Les mousses, ou bryophytes, sont des organismes sentinelles de la pollution atmosphérique utilisés pour surveiller les variations spatio-temporelles des retombées atmosphériques en métaux et éléments traces à des échelles locales, régionales voire nationales. Les résultats du chapitre I mettent en évidence l'influence significative des techniques d'analyse multiélémentaires (AAN, ICP-MS) dans l'interprétation des cartographies élaborées à la suite de campagne européenne d'échantillonnage. L'étude de la variabilité spatiale d'échantillonnage du chapitre II met en évidence la faible précision de cet outil biologique pour détecter des variations spatiales de As, Ti, V, entre autre, mais autorisant la cartographie de Cu, Pb, Sb et Zn. Au chapitre III, un outil standardisé de bio-surveillance active est élaboré. Ce transplant baptisé Moss plate permet la conversion des concentrations de mousses vivantes en flux de poussières de différentes tailles pour les éléments Pb, Sb, Ti et Ba. Enfin, le chapitre IV étudie la localisation in vivo d'éléments non essentiels et essentiels le long des segments annuels de croissance des mousses par les méthodes SXRF (fluorescence X sous rayonnement synchrotron) et PIXE (émission X induite par les particules). Une accumulation préférentielle des éléments non essentiels et peu solubles est mesurée dans les segments les plus âgés. Ces répartitions préférentielles le long des brins sont observées sur des mousses échantillonnées in situ ainsi que sur les mousses transplantées et exposées pendant deux mois. Une dynamique de l'accumulation court terme des retombées est ainsi illustrée avec une localisation préférentielle des retombées récentes sur les parties âgées de la plante. Des échanges ioniques sont également mis en évidence par la méthode de fluorescence X à la suite du lavage des mousses avec une perte de K des segments âgés

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Ambatsian, Pierre. "Utilisation de métaux (majeurs et traces) et de radioéléments à vie courte dans l'étude des zones à dépôt rapide." Nice, 1990. http://www.theses.fr/1990NICE4407.

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Abstract:

Le comportement de métaux, majeurs et traces et de radioéléments a été étudié dans les sédiments récents de trois environnements géographiquement différents mais dont le caractère commun réside dans la mise en place rapide des dépôts. Grâce aux attaques ménagées, les conditions de transfert des métaux de la roche aux sédiments du lagon de Nouvelle-Calédonie, le rôle des oxydes comme support principal des métaux et leur quantification ont été mis en évidence. L’étude radiochimique a permis de souligner les spécificités de chaque zone de sédimentation étudiée. Dans le lagon ouest néo-calédonien, les sédiments de la baie de Dumbéa sont différents de ceux des iles Belep par leur teneur en uranium et thorium et par leur vitesse de dépôt (3. 7 et 1. 8 mm/an). Les flux de plomb 210 sont plus élevés (2. 13 et 1. 6 DPM/CM2/an) que ceux que l'on trouve généralement sous ces latitudes (0. 2 à 0. 5 DPM/CM2/an). Dans le golfe du Lion, en Méditerranée occidentale, les radioéléments naturels (uranium, thorium et plomb 210) semblent être influencés par les apports du Rhône. Le déséquilibre des filiations radioactives décelé à des profondeurs où l'équilibre entre par exemple le thorium 228 et 232 devrait exister, nous a permis de conclure que les sédiments métallifères de la fosse Atlantis II en Mer Rouge, sont le siège de circulation latérale de fluides minéralisateurs, plus ou moins contrôlée par la perméabilité des couches. Dans les sédiments à dépôt rapide que nous avons étudiés, le plomb 210 se révèle être l'isotope le mieux adapté à la détermination des vitesses de sédimentation. Dans le cas de sédiments anciens comme ceux de la fosse Atlantis II, l'étude des filiations radioactives met en évidence l'existence de phénomènes perturbateurs actuels

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Tessier, Erwan. "Diagnostic de la contamination sédimentaire par les métaux/métalloïdes dans la rade de Toulon et mécanismes controlant leur mobilité." Thesis, Toulon, 2012. http://www.theses.fr/2012TOUL0003/document.

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Abstract:

L’étude réalisée porte sur l’évaluation du niveau de contamination par les éléments traces métalliques (ETM) des sédiments de la rade de Toulon, une rade semi-fermée soumise à un fort impact anthropique. Le prélèvement de carottes d’interface en 52 points répartis sur l’intégralité de la Rade a permis d’établir une cartographie précise des caractéristiques sédimentaires et des teneurs en métaux/métalloïdes. Les résultats obtenus sur les sédiments de surface ont montré l’état de contamination significatif de la rade (en particulier en Cu, Hg, Pb, et Zn), notamment dans les zones les plus enclavées de la petite rade, où les teneurs peuvent dépasser de plusieurs ordres de grandeur les limites définies par la législation en vue d’opérations de dragage. La distribution de la contamination observée a clairement indiqué un export de la petite vers la grande rade (normalement moins exposée), probablement gouverné par des processus hydrodynamiques responsables de la remise en suspension du sédiment contaminé. Les profils sédimentaires de carottes d’interface prélevées dans des zones de contamination contrastée ont révélé la présence systématique de pics de contamination dans les 20 premiers cm. Compte tenu des taux de sédimentation déterminés, ceci démontrerait que la rade a été soumise à un épisode de multi-contaminations majeur, probablement lié aux conséquences de la 2nde guerre mondiale. L’analyse des eaux interstitielles et surnageantes (paramètres physico-chimiques, majeurs, traceurs diagénétiques et ETM) de ces carottes d’interface a permis d’étudier la mobilité des ETM dans le sédiment. Les profils obtenus apparaissent essentiellement contrôlés par des mécanismes diagénétiques et démontrent le rôle exercé par les principales phases porteuses présentes dans le sédiment (oxy-hydroxydes de Fe et de Mn, sulfures) sur la mobilité des ETM. La modélisation de ces profils a permis d’évaluer les flux diffusifs à l’interface eau sédiment, afin de déterminer l’action du sédiment, en tant que puits ou source de contamination pour la colonne d’eau. Les flux diffusifs sortant calculés apparaissent relativement faibles en comparaison des teneurs totales mesurées dans le sédiment, démontrant que la majorité des ETM est fortement immobilisée dans le sédiment.Enfin, ce travail a été complété par des expériences de remise en suspension en laboratoire et sur le terrain, visant à simuler différents scénarios possibles (tempête,trafic maritime, dragage). Dans les conditions étudiées, si pour certains ETM la remobilisation en solution est faible (ex. As, Hg), elle peut au contraire être très significative pour d’autres (ex. Cd, Cu, Pb) conduisant à une contamination non négligeable de la colonne d’eau
This study deals with the assessment of sediment contamination levels by trace metals in the Toulon bay, a semi-closed Mediterranean area submitted to heavy anthropogenic inputs. The sampling of interface cores in 52 points located in thewhole bay allowed establishing a precise mapping of the sedimentary characteristics and the metals/metalloids contents. The obtained results from the surface sediments revealed a significant contamination of the bay (especially for Cu, Hg, Pb and Zn), mainly in the most enclosed parts of the small bay. There, the levels may exceed by several orders of magnitude the limits concerning dredging operations defined by the French legislation. The observed contamination distribution clearly indicated an export from the small to the large bay (normally less exposed) probably governed by hydrodynamic processes, responsible for the contaminated sediment resuspension. The sedimentary profiles of interface cores sampled in contrasted contamination areas revealed the presence of systematic contamination peaks in the first 20 cm. Taking into account the calculated sedimentation rate, this would demonstrate that the Toulon bay was submitted to a strong multi-contamination, probably linked to the 2nd world war. The analysis of interstitial waters (physico-chemical parameters,major, trace metals, and diagenetic tracers) allowed studying trace metals mobility. The obtained profiles appeared mainly controlled by diagenetic mechanisms and showed the major role of the main carrier phases present in the sediments (oxyhydroxides of Fe and Mn, sulphides). The modeling of these profiles led to the determination of the diffusive fluxes at the sediment/water interface, and so, to the action of the sediment as a sink or a source of contamination for the water column.The calculated outgoing diffusive fluxes appeared relatively low in comparison to the total contents measured in the sediment, proving that the main part of the studied trace metals remains in the sediment. Finally, resuspension experiments in lab and on field were performed with the aim to simulate different possible scenarios (storm,nautical traffic, dredging). Under the studied conditions, the remobilization can be low for some trace metals (e.g. As, Hg), but it may contrariwise be quite important for others (e.g. Cd, Cu, Pb) leading to a non-negligible contamination of the water column

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Azimi, Sam. "Sources, flux et bilan des retombées atmosphériques de métaux en Ile-de-France." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007558.

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Abstract:

La pollution de l'air résulte de multiples facteurs anthropiques. La nature dynamique de l'atmosphère facilite ensuite le transport des particules émises à différentes échelles spatiales. Ces apports anthropiques sont déposés suivant différents processus sur tous les types de milieux, tant urbains que ruraux, en les affectant plus ou moins irrémédiablement. De nombreux travaux ont cherché à évaluer les quantités déposées sur ces différents milieux sans toutefois tenter d'en déterminer la représentativité. Sous le vocable représentativité, nous incluons la comparaison avec les autres voies d'introduction de tels polluants dans les milieux considérés. Les principaux objectifs de ce travail sont d'une part, d'améliorer les connaissances sur les quantités de métaux et d'hydrocarbures déposées en les comparant aux autres voies d'apport pour chaque type de milieu et d'autre part, d'identifier leur principale origine. Préalablement à la quantification des flux de déposition, nous avons procédé à une comparaison des protocoles de collecte des dépôts atmosphériques totaux, montrant que la collecte n'était ni dépendante du matériau utilisé pour les entonnoirs, ni de la durée de la période de collecte. Par contre, le rinçage des entonnoirs a montré un apport plus important lors des collectes hebdomadaires que mensuelles, les parts relatives étant respectivement 24-40 et 8-18 %. L'étude des évolutions temporelles qui a suivi cette étape de validation a montré globalement une absence de variation saisonnière sur la période 2001-2002 des métaux. Cependant, une baisse significative des flux de déposition est apparue entre 1994 et 2002 de facteurs respectivement égaux à 16 ; 2,5 ; 4 et 7,5 pour Cd, Cu, Pb et Zn à Créteil. Les quantités se déposant sur la région Ile-de-France, similaires sur les zones urbaines et semi- urbaines (? 20 t.an-1 pour les éléments Ba, Cu, Pb et Sr) malgré une surface quatre fois plus importante dans le second cas, ont permis de constater l'importance des flux de dépositions en zone urbaine. A l'échelle du bassin de la Seine, les quantités déposées par la voie atmosphérique sont du même ordre de grandeur que celles présentes dans les matières en suspension de la Seine à l'estuaire de son bassin, avec des rapports compris entre 0,8 et 4,8 pour des éléments tels que Al, Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb et Zn. La comparaison des flux de déposition avec les autres apports s'est effectuée en zones agricole et urbaine. Dans le premier cas, les retombées atmosphériques sont apparues comme la voie prépondérante des apports de Cu, Ni et Pb, alors que le Cd est majoritairement apporté par les intrants agricoles. Ces deux modes d'apport engendrent une accumulation de Cd, Ni et Pb dans les horizons de surface avec un taux annuel respectivement de 0,33 ; 0,014 et 0,014 % et une diminution du Cu de 0,024 % par an. En zone urbaine, les retombées atmosphériques ont été comparées aux ruissellements de toitures et de chaussées. Ainsi, l'apport atmosphérique est la voie prépondérante d'introduction de métaux et d'hydrocarbures, à l'exception des éléments Cu, Pb, Ti et Zn émis majoritairement par les toitures. Cependant, les apports atmosphériques sont inférieurs, de l'ordre de 1,5 à 27 fois suivant les éléments, aux apports occasionnés par le lavage de la voirie. L'étude des sources atmosphériques d'aérosols a permis l'obtention d'outils permettant la caractérisation des principales sources de rejets atmosphériques de métaux. Ainsi, les différents types d'aérosols considérés ont pu être clairement distingués suivant différents éléments et rapports d'éléments. L'utilisation des outils obtenus sur les données de retombées atmosphériques ne semble cependant pas permettre une distinction des différents apports anthropiques et terrigènes du fait des phénomènes de mélange atmosphériques.

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Ablain, Frédérique. "Rôle des activités lombriciennes sur la redistribution des éléments traces métalliques issus de boue de station d'épuration dans un sol agricole." Rennes 1, 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007433.

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Abstract:

Ce travail de recherche traite de l’impact des activités lombriciennes sur (1) les teneurs éléments traces métalliques des eaux de percolation et (2) de la redistribution de ces éléments au sein des microsites particuliers : turricules et parois de galeries. Cette étude est réalisée au laboratoire sur deux espèces Lumbricus terrestris et Nicodrilus giardi. Les flux d’éléments traces métalliques via les eaux de percolation augmentent en présence de lombriciens. Cette augmentation est due à la présence de galeries lombriciennes qui va favoriser le drainage. La redistribution des éléments traces métalliques dans les microsites est mise en évidence par deux techniques complémentaires : les extractions chimiques et le fractionnement granulo-densimétrique. Deux types de redistribution sont identifiés : une redistribution liée au comportement alimentaire du ver et une redistribution ± physico-chimique α lié aux propriétés particulières des microsites.

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Roméo, Michèle. "Contribution à la connaissance des métaux traces (Cd, Cu, Hg, Pb, Zn) dans l'écosystème marin au niveau du plancton : approches analytiques et expérimentales." Nice, 1985. http://www.theses.fr/1985NICE4050.

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Denayer, Franck-Olivier. "Écotoxicité des éléments traces métalliques chez les bryophytes : mise au point d'un bryocapteur des retombées atmosphériques à l'aide de Ceratodon purpureus (Hedw.) Brid." Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Denayer.Franck_Olivier.SMZ0051.pdf.

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Abstract:

Cette recherche est axée sur l'écotoxicité des éléments traces métalliques à différents niveaux d'organisation des Bryophytes. Ainsi, dans une approche écotoxicologique pluridisciplinaire de la population métallique, nous abordons chez les Bryophytes, considérés comme des sentinelles de l'environnement, des aspects communautaires, physiologiques et cellulaires. Nous avons pu ainsi établir une échelle de diagnostic de la contamination des sols par l'observation des communautés bryophytiques et bryolichéniques terricoles. Nous avons mis au point un bryocapteur des retombés atmosphériques à l'aide de Ceratodon purpureus. Cette Bryophyte ubiquiste présente une certaine capacité à tolérer les fortes concentrations en éléments traces métalliques mais arrive également à se développer sur des sols non contaminés. L'exposition de ce bryocapteur à des retombées en Cd, Pb et Zn (à proximité de Metaleurop, une usine de métaux ferreux située à Noyelles-Godault, Pas-de-Callais, France), nous a permis d'observer les réponses biologiques de cette Bryophyte par l'intermédiaire de biomarqueurs de stress oxydant. Le stress oxydant causé par les éléments traces métalliques au niveau cellulaire provoque la mise en place de mécanismes de compensation tels que l'augmentation de l'activité des superoxyde dismutases et de la biosynthèse du glutathion. Ce phénomènes sont très peu étudiés en bryologie et permettent la mise en place d'outils de diagnostic précoce de la présence et des effets de polluants dans l'environnement. Cette recherche s'est effectuée dans le cadre du programme de recherches concertées, inscrit dans le contrat de plan Etat-Région 1994-1999

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Sterckeman, Thibault. "Caractérisation du fond géochimique en éléments en traces dans les sols issus de roches sédimentaires du Nord de la France." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL022N.

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Abstract:

Les horizons de surface et de profondeur, développés dans 22 matériaux parentaux différents, ont été échantil lonnés dans les sols agricoles et forestiers du Nord de la France. Les teneurs totales de 18 éléments en traces et de deux majeurs (AI et Fe) ont été déterminées sur 758 échantillons, en même temps que les para mètres pédologiques. Dans les horizons de profondeur, les corrélations linéaires positives des teneurs en éléments en traces peu mobiles (Bi, Co, Cr, Cu, ln, Ni, Pb, Sn, TI, V, Zn) avec les teneurs en lutum (fraction < 2 μm), en AI et en Fe suggèrent que les éléments en traces sont étroitement associés aux alumino-silicates et aux (hydr)oxydes de fer de la fraction fine. Ces corrélations sont étroites et communes aux horizons de profondeur issus de tous les matériaux parentaux, quel que soit leur âge (du Primaire au Quaternaire) et leur faciès. Les processus de genèse des sédiments, incluant la pédogenèse ancienne, n'ont pas causé de ségrégation majeure des éléments peu mobiles. Les éléments mobiles (As, Cd, Hg, Mn, Mo, Sb, Se) montrent des relations moins étroites avec la phase minérale, à l'exception de Cd et de As qui semblent particulièrement associés à Mn et Fe respectivement. Le mercure et Se montrent des liens étroits avec la matière organique des horizons de profondeur
Surface and deeper horizons developed in 22 parent materials were sampledin the agricultural and forest soils of Northern France. Total contents of 18 trace elements and two major elements (AI, Fe) were determined in 758 horizon samples, together with the pedological characteristics. Ln the deep horizons, the positive linear correlations of the less mobile trace elements (Bi, Co, Cr, Cu, ln, Ni, Pb, Sn, TI, V, Zn) contents with lutum(particles < 2μm), AI and Fe contents suggest that trace elements are closely associated to alumino-silicates and iron oxi-hydroxides of the finest solid phase. These correlations are close and are common to the deeper horizons of ail the parent materials, whatever their age and type. The processes of the sedimentary rock genesis, including ancient pedogenesis, did not cause any major segregation of the less mobile elements. The mobile elements (As, Cd, Hg, Mn, Mo, Sb Se) show less close relationship with the minerai phase, except Cd and As which seem particularly associated to Mn and Fe respectively. Mercury, Mn and Se show strong links with the organic matter in the deep horizons. Soit parent materials often show an enrichment with the mobile elements. Most of the calcareous rocks are enriched with Cd. Enrichments with ail trace elements, except with Co, Cr and Ni, were found in the surface horizons

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Bell, Jérémy. "Capteurs fluorescents à base de liquides ioniques à tâche spécifique pour la quantification de traces de métaux lourds dans l’eau." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2012. http://www.theses.fr/2012DENS0046.

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Abstract:

Cette thèse a pour but la réalisation de capteurs fluorescents à base de liquides ioniques à tâche spécifique pour la quantification de traces de métaux lourds dans l’eau. Dans un premier temps, des sondes moléculaires fluorescentes efficaces pour la détection du mercure, du plomb et du cadmium ont été ciblées. Une première famille de molécules d’éthers lariat d’oxyde de phosphine a montré de bonnes affinités pour le plomb et le cadmium. Tandis qu’un dérivé de séléniure de phosphine s’est révélé être un très bon chemodosimètre pour le mercure avec une limite de détection basse de 3,4 nmol.L-1. Des sondes moléculaires fluorescentes dérivées de la 8-hydroxyquinoléine comportant un groupement phosphinate ou thiophosphinate capables de complexer le mercure en milieu aqueux ont permis d’atteindre une limite de détection exceptionnelle de 0,1 nmol.L-1. Enfin, un composé dérivé de la phénantroline capable de complexer très efficacement le cadmium avec la possibilité de détecter des traces de ce cation est présenté. Après indentification des sondes spécifiques pour les métaux lourds d’intérêt pour le projet, celles-ci ont étés fonctionnalisées afin de les incorporer dans un liquide ionique hydrophobe pour former des liquides ioniques à tâche spécifique pour l’extraction et la détection de métaux lourds. En parallèle du travail concernant les sondes moléculaires, un dispositif d’analyseur de métaux lourds portatif a été mis au point, notamment un nouveau module de détection optique développé. Ce dispositif permet là aussi de détecter des traces de mercure sub-nanomolaire
The aim of this PhD is the realization of fluorescent sensors based on task specific ionic liquids for the extraction and the quantification of trace of heavy metals ions in water. As a first step, efficient fluorescent molecular probes for the detection of mercury, lead and cadmium were targeted. Two lariat ethers derivated from phosphine oxide show good affinity for lead and cadmium, while a phosphine selenide derivative has proven to be a very good chemodosimeter for mercury with a low detection limit of 3.4 nmol.L-1. Secondly, fluorescent molecular probes derived from 8-hydroxyquinoline having a phosphinate or thiophosphinate group are described. These molecules are able to coordinate mercury in aqueous medium and allow to detect a concentration of mercury in water of 0.1 nmol.L-1. Finally, a phenanthroline derivative for detection of cadmium in aqueous medium is described. With this compound, traces of cadmium can be detected. After identification of the most efficient probes for targeted heavy metals ions, they have been functionalized to be incorporated in a hydrophobic ionic liquid to form task specific ionic liquids for the extraction and detection of heavy metals ions. In parallel of this work on molecular probes, an portable analyzer of heavy metals ions has been developed, including a new optical detection module. This device can also detect sub-nanomolar traces of mercury

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Varrault, Gilles. "Étude cinétique de l'extraction des métaux traces des sols : application à l'évaluation de l'efficacité de techniques de réhabilitation in situ." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077156.

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Présent, Romain. "Biodisponibilité et dynamique de partition de métaux traces aux interphases microbiennes : effets de complexation intracellulaire et application aux biosenseurs bactériens." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0181/document.

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Abstract:

La biodisponibilité d'un métal pour un organisme donné correspond à la fraction de ce métal qui est potentiellement bioadsorbable et/ou biointernalisable. Elle dépend de la composition physicochimique du milieu, de la nature des surfaces biologiques considérées et elle est modulée par la réponse cellulaire des organismes. Dans un contexte environnemental, l’analyse des processus contrôlant la bioassimilation des métaux est essentielle pour une prédiction fiable de leur biodisponibilité et toxicité. Dans ce manuscrit sont détaillés des développements théoriques et expérimentaux visant à comprendre la dynamique de partition de contaminants métalliques aux interfaces microbiennes et les déterminants de leur biodisponibilité selon une approche qui dépasse les cadres thermodynamiques classiques (modèle BLM). Après une partie introductive et une revue de l'état de l'art, le troisième chapitre de cette thèse est dédié à l'élaboration d'un formalisme pour l'évaluation quantitative de la bio-partition hors-équilibre de métaux traces aux interfaces biologiques. Ce modèle théorique est basé sur les expressions des flux de contaminants depuis la solution extracellulaire vers la surface biologique par diffusion/conduction, des flux d'internalisation et excrétion à travers la membrane, et il tient compte de la cinétique de déplétion des métaux en solution. Le formalisme intègre par ailleurs les processus de complexation intracellulaire des métaux sur la base d'un mécanisme d'Eigen généralisé. Dans le quatrième chapitre, des souches d'Escherichia coli ont été génétiquement modifiées pour (i) limiter leurs capacités d'excrétion des métaux et (ii) sur-exprimer des protéines intracellulaires ayant une forte affinité pour ces métaux. Des données expérimentales issues de suivis cinétiques de déplétion de Cd(II) réalisées à différentes fractions volumiques en bactéries ont permis de conforter avec succès les bases de la théorie élaborée dans cette thèse pour la partition de métaux à des biointerfaces molles chargées. Un dernier chapitre est consacré à l’évaluation quantitative de la réponse de biosenseurs luminescents en présence de métaux. Ce formalisme décrit la façon avec laquelle la dérivée temporelle des biosignaux dépend de la dynamique d’internalisation du métal, de la cinétique de formation de complexes intracellulaires régulateurs des processus de transcription et de leurs stabilités, et des processus de bio-sorption passive. Une confrontation avec des données expérimentales issues de biosenseurs sensibles au cadmium a permis de mettre en évidence l’inapplicabilité des modèles d’équilibre de biodistribution des métaux, et de prédire la réponse des biosenseurs à des variations de la salinité du milieu, de la concentration cellulaire et de la concentration bulk de métaux
Bioavailability of metal ions toward living organisms refers to the metal fraction they potentially adsorb and/or internalize. It is governed by the physicochemical medium composition, the nature of the biological surface considered and it is further mediated by the cellular response of the organisms. Within an environmental context, a fine understanding of the processes controlling metal biouptake is mandatory to predict bioavailability and toxicity of metallic contaminants. Here are detailed theoretical and experimental developments to broaden our knowledge on dynamic partitioning of metallic contaminants at microbial interfaces beyond the standard thermodynamic representation (BLM model). After an introduction and a state of the art section, the third chapter is devoted to the elaboration of a rationale for the evaluation of the processes governing metal biouptake under relevant out-of-equilibrium conditions. The formalism expresses the fluxes of contaminants from bulk medium to the biosurface via conductive diffusion, the biouptake and excretion fluxes with account of metal depletion kinetics in the extracellular medium. It also includes chemodynamics of intracellular metal complexation as described by a generalized Eigen scheme. In the fourth chapter, strains of \textit{Escherichia coli} were genetically modified to limit metal excretion ability and overexpress strong intracellular proteinaceous chelators. Quantitative interpretation of metal depletion kinetic data confort the bases of the theory developed in this PhD work on metal partitioning at soft charged biointerfaces. The final chapter deals with a development of a theoretical framework for understanding -on a mechanistic level- the response of metal-sensitive whole-cell bioreporters. The theory explicitly deciphers how the time derivative of bioreporters signal intensity is governed by the dynamics of metal biouptake, by the formation kinetics and stability of the intracellular complexes acting as transcriptional regulators, and by passive biosorption. The model predictions are successfully collated with cadmium detection data collected with genetically modified Escherichia coli luminescent bioreporters that exhibit various lipopolysaccharidic surface structures. The analysis dismisses the applicability of thermodynamic metal biopartitioning models and it clearly defines the physicochemical medium composition in line with optimum biosensing of the bioavailable metal fraction

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Gounou, Catherine. "Mobilité des éléments traces métalliques dans les sédiments : couplage et comparaison des approches chimique et microbiologique." Thesis, Paris Est, 2008. http://www.theses.fr/2008PEST0074/document.

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Abstract:

Les activités anthropiques entraînent une contamination des sédiments de rivière en de nombreux polluants et en particulier en éléments traces métalliques (ETM). Si la majorité des ETM se retrouvent piégés dans les sédiments, ceux-ci peuvent être remobilisés et passer en solution dans certaines conditions physico-chimiques et sous l’action des microorganismes autochtones. Les métaux relargués peuvent alors constituer un danger potentiel pour les organismes vivants dans les sédiments et dans la colonne d'eau. Dans le cas des sols, l’impact de l’activité microbienne autochtone sur la mobilité des ETM a souvent été rapporté. Cependant une telle activité de solubilisation n’a été que rarement étudiée dans le cas des sédiments. Une telle connaissance est pourtant importante pour la prédiction du comportement des métaux contenus dans les sédiments et la gestion de ces derniers, notamment lors de leur stockage suite aux opérations de dragage. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse a été de comprendre et d’évaluer l’importance de certains des processus microbiens et chimiques de mobilité des ETM dans les sédiments en conditions anaérobies. La première phase de notre étude qui a consisté à incuber des sédiments de Seine et de Marne en milieu anaérobie dopé en glucose avait pour objectif d’étudier la corrélation entre le métabolisme microbien et le comportement des métaux en solution et dans les sédiments. Dans ces conditions opératoires, une forte solubilisation du fer et du manganèse (sous forme réduite) associée à une solubilisation de métaux traces (Co, Cu, Ni) a été mise en évidence, ce qui a laissé supposer l’intervention de bactéries ferri-réductrices dans les phénomènes observés. Une activité fermentaire importante a été observée et caractérisée par la production d’acides organiques majoritaires tels que les acides acétique et butyrique. Un tel résultat souligne l’importance des bactéries fermentatrices dans les phénomènes de dissolution observés. La deuxième étape de ce travail a consisté à confirmer l’importance de l’activité ferri-réductrice et à en identifier les acteurs principaux. Les analyses moléculaires menées ont montré que les bactéries ferri-réductrices majoritairement identifiées, appartiennent aux espèces Clostridium butyricum et Paenibacillus polymyxa. L’utilisation d’un modèle géochimique nous a permis de montrer que les voies métaboliques supportant la réduction du fer et la mobilité des métaux étaient les fermentations butyrique et acétique. La troisième étape a consisté à comparer les impacts directs (réduction enzymatique) et indirects (propriétés des acides organiques produits) de Paenibacillus polymyxa et Clostridium butyricum sur la mobilité du fer, du manganèse et des autres métaux. Une telle étude a montré que les acides organiques produits (acétique, lactique, succinique, propionique et butyrique) ont un très faible impact sur la solubilisation aux pH rencontrés dans les sédiments et que la réduction enzymatique microbienne est le principal mécanisme de dissolution des éléments métalliques en milieu anaérobie
Antropic activities lead to the metallic contamination of river sediments. Most of trace metals are sorbed on sediments but a part of them can be released into aquatic environment when environmental conditions are modified. This is often due by the autochthonous microbial activity. Microbial activites and their consequences on the mobility of metals have been widely studied in soils. Metals are released through direct or indirect microbial mechanisms. Such studies in the case of sediments are very seldom. However, it can be usefull to understand the microbial mechanisms of metal release in sediments, and particularly for a good management of dredged sediments. In this environmental framework, the aim of this research work was to understand and to evaluate the role of the microbial and chemical mechanisms in the release of metals from river sediments in anaerobic conditions. Firstly, sediments from the Marne and Seine rivers were incubated in anaerobic conditions. A high solubilisation of iron and manganese occurred associated to the solubilisation of trace metals (Co, Cu, Ni, Pb). Meanwhile, organic acids were produced and the medium was acidified. Thus fermentation was supposed to be the main process of microbial metabolism. Furthermore these observations led us to suppose the presence of iron-reducing bacteria. In a second step, the extent of the iron-reducing activity was studied. The main iron-reducing bacteria identified in the Marne sediments belonged to the species Clostridium butyricum and Paenibacillus polymyxa. The use of a geochemical model revealed that fermentation and reduction of iron(III) were the main metabolic pathways. Finally direct (enzymatic reduction) and indirect (complexation with organic acids, acidification) impacts of iron-reducing bacteria on the release of metals were compared. Acidification and organic acids had a weak impact on metal solubility in the range of studied pH (between 6,5 and 5). Enzymatic reduction is the main mechanisms of metal release in anaerobic conditions. Indeed the metallic concentrations can be 40 times higher in the presence of iron-reducing bacteria

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Albert, Quentin. "Sélection de souches fongiques performantes dans la biosorption de 3 éléments traces métalliques (Cd, Cu et Pb) et étude de leur spéciation minéralogique en microcosme de sol." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMC202/document.

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Abstract:

Les contaminations des sols par les éléments traces métalliques constituent la deuxième contamination la plus importante au niveau mondial avec plus de 5 millions de sites contaminés répertoriés. Cette contamination est devenue globale et diffuse au sein des écosystèmes et présente des risques non négligeables pour l'environnement, l'économie agricole et la santé publique. Cd, Cu et Pb sont parmi les métaux les plus représentés et/ou les plus à risque de cette contamination. Les comportements difficilement prévisibles des métaux au sein de la matrice sol complexifient les stratégies de remédiation. Les méthodes biologiques représentent une alternative économique, écologique et efficace. Le potentiel des champignons est de plus en plus étudié dans ce domaine.Notre travail propose de mesurer la tolérance et les capacités de biosorption de 28 isolats fongiques issus de sols contaminés et de sélectionner les isolats les plus efficaces pour des essais en microcosmes de sols contaminés. Ainsi, 3 isolats ont été sélectionnés. Absidia cylindrospora tolère 1000 mg.L-1 de Cd en milieu gélosé et biosorbe plus de 50% de Cd et Pb en milieu liquide après 3 jours d'exposition. Coprinellus micaceus biosorbe 100% de Pb en milieu liquide. Enfin, Chaetomium atrobrunneum biosorbe plus de 50% de ces 3 métaux en milieu liquide, après 3 jours d'exposition.Les essais en microcosmes de sols révèlent que les capacités de colonisation de la matrice par l'isolat fongique sont essentielles afin d'avoir une influence significative sur la fraction potentiellement mobile des métaux. Ainsi, A. cylindrospora montre le meilleur potentiel des isolats testés en bioaugmentation. Au bout de 20 jours de traitement, cette espèce est capable de diminuer la fraction potentiellement disponible de Cd de 5% et de Cu de 7%. Des essais complémentaires semblent nécessaires afin d'améliorer le processus (traitement plus long avec un apport de biomasse fongique plus important) et de mieux comprendre les transferts d'ETM au sein du sol en présence de champignons
Soil contaminations by trace metals are the second most frequent contamination in the world, counting more than 5 million polluted sites. This contamination represents a risk for the environment, the economy, the agriculture and the public health. Cd, Cu, and Pb are among the most frequent and/or toxic elements of this contamination. The hardly predictable behavior of trace metals in the soil matrix turn the remediation methods into a complex issue. Biological methods could be an economic, eco-friendly, and efficient alternative. The potential of the Fungi is more and more studied in this field.Our work aim is to evaluate the tolerance and the biosorption abilities of 28 fungi isolated from polluted soils, and to select the most efficient ones to perform microcosm's experiments of polluted soils. Thus, 3 fungal isolates have been selected. Absidia cylindrospora tolerates 1000 mg.L-1 in agar medium and biosorbs more than 50% of Cd and Pb after 3 days in liquid medium. Coprinellus micaceus biosorbs 100% of Pb in liquid medium. Finally, Chaetomium atrobrunneum biosorbs more than 50% of each metals after 3 days of exposure in liquid medium.The microcosm's experiments reveal that the colonization abilities of the isolates is crucial to enhance the influence of the fungal development on the potentially mobile metal fraction. Thus, A. cylindrospora shows the best potential among the tested isolates in bioaugmented microcosms in order to decrease the potentially mobile fraction of the metals. After 20 days, this isolate decrease the potentially mobile fraction of Cd and Cu respectively by 5 and 7%. Complementary experiments are needed to improve the process (longer experiment, higher fungal biomass) and to better understand the transfers of the metals in presence of fungal organisms

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Azzi, Valérie. "Les apports des métaux traces par les fertilisants chimiques phosphatés dans les sols libanais : investigation sur leur devenir et leur transfert." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30093/document.

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Abstract:

L'utilisation de machines lourdes et la fertilisation des sols ont été la solution pour améliorer le rendement agricole et augmenter les aires des sols cultivés. Les pays émergeants Est-Méditerranéens souffrent d'un manque crucial des législations et des règlementations qui organisent l'usage des fertilisants chimiques. Cela est principalement dû à l'insuffisance des données sur les caractéristiques des sols et les pratiques agricoles. La fertilisation excessive est devenue une source potentielle de contamination des sols par les éléments traces métalliques (ETM) susceptible de migrer vers les différentes chaines alimentaires. Dans ce cadre, l'Institut de Recherches Agronomiques Libanais (IRAL) avait comme préoccupation principale d'évaluer les risques associés aux apports en ETM issus des engrais phosphatés en usage dans des sols de nature alcaline sous un climat aride à semi-aride. Ainsi, l'investigation sur les engrais phosphatés commercialisés au Liban et les pays voisins ont montré que le cadmium est porté principalement dans une phase sulfate quand cette dernière est présente dans les engrais. L'apport moyen annuel du Cd, Cu, Pb et Zn aux sols est trouvé inferieur aux limites recommandées dans certains pays comme le Brésil et la Grande-Bretagne. Cependant, dans le contexte régional où l'étude est réalisée, cet apport est relativement élevé quand la nature alcaline du sol est prise en considération. Ainsi, une norme établie pour un sol acide n'est pas nécessairement adaptable dans un sol alcalin, sachant que ce dernier est un milieu favorable pour stabiliser les ETM et limiter leurs disponibilités. Les Lactuca sativa (laitues), étant une espèce amplement consommée dans les pays du bassin méditerranéen, ont été choisis comme une espèce cible dans l'objectif de suivre la distribution du cadmium dans les différents tissus de l'espèce et le coefficient de partage entre les compartiments eau, sol et plante. Les effets de la densité des sols, en présence du cadmium et des engrais phosphatés ont été étudiés dans des colonnes de sols cultivés par les laitues. Les caractères morphologiques et physiologiques de la plante, la mobilité du cadmium dans le sol et son transfert vers les laitues, la population microbienne (le nombre de bactéries totaux, champignons totaux, bactéries résistantes au cadmium BRC et micro-organismes solubilisant le phosphore MSP) et l'activité enzymatique des phosphatases alcalines (ALP) et acides et les déshydrogénases (DHA) ont été suivis. La présence du Cd et du phosphore dans le sol a diminué la mobilité du cadmium et la compaction a augmenté l'accumulation du Cd dans la partie aérienne des laitues et l'infiltration des nitrates. La combinaison entre la compaction du sol, la présence de cadmium et du phosphore en même temps a montré une diminution du nombre de bactéries, des champignons totaux et de l'activité d'ALP mais une augmentation du nombre de MSP, de BRC et de l'activité de la phosphatase acide est notablement identifiable. En absence de toute matrice d'interaction avec les ETM et les fertilisants phosphatés autre que les laitues, les effets du cadmium et de l'engrais phosphatés ont été évalués sur les caractères morphologiques et physiologiques des laitues en culture hydroponique et sur l'absorption du cadmium par ces laitues. En présence d'engrais phosphaté, la culture des laitues en hydroponie avait une influence positive sur le développement de ce végétal plus qu'en culture dans le sol. Malgré la croissance rapide des laitues en hydroponie, ce système est désormais une source de cadmium disponible aux laitues puisque ce métal est transféré des racines vers la partie aérienne de Lactuca sativa en induisant des changements morphologiques
Soil compaction and contamination with heavy metals were the response of the use of heavy machinery and phosphate fertilization to improve and expand agricultural productivity. The Eastern Mediterranean emerging countries suffer from lack in legislations and regulations organizing the chemical fertilizers use. This is due to the insufficient data on soil characteristics and agricultural practices. Thus, excessive fertilization can be considered as potential sources of soil contamination by trace metals susceptible to be transferred to the different food chains. One of the main occupations of the Lebanese Agriculture Research Institute (LARI) was to evaluate the associated risks to the trace metals inputs coming from phosphate fertilizers. The investigation of phosphate fertilizers used in Lebanon and neighboring countries showed that cadmium is well bonded to sulfate-phase when sulfate is present in the fertilizers. The annual average of the deposition of Cd, Cu, Pb and Zn in soil was found lower than the recommended limits in some countries like Brazil and Britain but such contribution is relatively high when considering the alkaline nature of the soil. Thus, norms and legislations for acidic soil cannot be necessarily adaptable and used for alkaline soil knowing that such soil is the best environment to stabilize the metals and limit their bioavailability. Lactuca sativa (lettuce), widely consumed specie in Mediterranean countries, has been chosen as target specie to be studied in order to follow cadmium in different parts of the plants and its partition between water, soil and plants. The effects of the compaction, cadmium and phosphate fertilizers were evaluated on morphological and physiological characteristics of Lactuca sativa cultivated in columns. Cadmium mobility in soil and its transfer to lettuce, the microbial population (the number of total bacteria, total fungi, cadmium resistant bacteria CRB and phosphate solubilizing microorganisms PSM) and the enzymatic activities of alkaline phosphatase (ALP), acid phosphatase and dehydrogenase activity (DHA) were also studied. Cadmium mobility was decreased in the soil amended with cadmium and phosphorus and compaction increased the Cd accumulation in the lettuce's aerial part and the nitrate infiltration. A decrease of the number of total bacteria, fungi, ALP and an increase in the number of PSM, CRB and acid phosphatase activity were observed in the treatment where the soil was compacted and amended with cadmium and phosphate fertilizers. In absence of any interactive matrix with the metals and the phosphate fertilizers other than the lettuces, the effects of cadmium and phosphate fertilizer were evaluated on morphological and physiological characteristics of lettuces grown in hydroponic culture. Cadmium absorption and transfer to aerial part was also studied. The lettuces development's was important in the hydroponic culture more than in soil cultivation in presence of phosphate fertilizer. Despite the rapid growth of lettuces in hydroponic culture, this system is a potential source of bioavailable cadmium that is absorbed by lettuces and transferred to roots and aerial parts conducting to morphological changes

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CASAS, Stellio. "Modélisation de la bioaccumulation de métaux traces (Hg, Cd, Pb, Cu et Zn) chez la moule, Mytilus galloprovincialis, en milieu méditerranéen." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009551.

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Abstract:

Le suivi de la contamination côtière par les métaux, au moyen de bivalves du genre Mytilus, est de pratique courante dans de nombreux programmes de surveillance à travers le monde. La bioaccumulation résulte d'une interaction entre facteurs physiologiques (croissance, perte de poids, absorption, stockage), chimiques (transferts métaux, spéciation, biodisponibilité) et environnementaux (température, MES, chlorophylle). L'étude et la modélisation de ces interactions est d'un intérêt considérable pour la compréhension des phénomènes et l'interprétation de la bioaccumulation des métaux traces chez la moule. Compte tenu des objectifs de l'étude, afin d'intégrer l'effet de l'état physiologique de l'organisme bioindicateur, le modèle de bioaccumulation choisi suit le concept d'un modèle cinétique à base énergétique, par un couplage d'un modèle de croissance (modèle DEB : à budget énergétique dynamique) à un modèle simple d'accumulation. Afin de le paramétrer et de le calibrer, une étude cinétique d'accumulation (6 mois) et de décontamination (3 mois) a été réalisée pour cinq métaux (Hg, Cd, Pb, Cu et Zn), par la technique des transplants, sur trois sites d'étude aux potentiels trophiques et chimiques différents (Baie du Lazaret, Etang de Bages et l'île de Port-Cros). En plus de traiter de l'accumulation des métaux traces à partir de la voie dissoute et particulaire, le modèle tient compte de la biologie de l'individu et permet de quantifier l'effet de la croissance et des changements environnementaux, tant chimiques que nutritifs, sur la bioaccumulation. L'accumulation des métaux traces se fait à partir de l'eau et/ou de la nourriture alors que l'élimination se fait lors d'étapes physiologiques telles que la reproduction ou directement par excrétion dans le milieu. La contribution de la physiologie de l'organisme détermine des variables d'état tels que le soma, les réserves et le compartiment reproductif, dont les variations dans le temps influencent les cinétiques de capture et d'élimination au sein de l'organisme. Reliant par une méthode explicative les concentrations dans l'organisme à celle du milieu, le modèle permet d'évaluer la contamination effective des sites en s'affranchissant des différences physiologiques dues au trophisme. Cette application a été réalisée sur le réseau de surveillance français RINBIO par analyse inverse.

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Casas, Stellio. "Modélisation de la bioaccumulation de métaux traces (Hg, Cd, Pb, Cu et Zn)chez la moule, MYTILUS GALLOPROVINCIALIS, en milieu méditerranéen." Toulon, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009551.

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Abstract:

Le suivi de la contamination côtière par les métaux, au moyen de bivalves est de pratique courante dans de nombreux programmes de surveillance à travers le monde. La bioaccumulation résulte d'une interaction entre facteurs physiologiques (croissance, perte poids, absorption, stockage), chimiques (transferts métaux, spéciation) et environnementaux (température, MES, chlorophylle). L'étude et la modélisation de la bioaccumulation est d'un intérêt considérable. Afin d'intégrer l'effet de l'état physiologique de l'organisme indicateur, le modèle choisi suit le concept d'un modèle cinétique à base énergétique, par le couplage d'un modèle de croissance à un modèle simple d'accumulation. Afin de le paramétrer et de le calibrer, une étude cinétique d'accumulation (6 mois) et de décontamination (3 mois) a été réalisée sur trois sites méditerranéens. Reliant par une méthode explicative la concentration dans l'organisme à celle du milieu, il permet d'évaluer la contamination effective des sites
Monitoring coastal contamination of trace metals using bivalve molluscs as quantitative bioindicators is widely used in many international monitoring programs. The bioaccumulation of metal within an organism results from the interaction between physiological (growth, loss of weight, absorption, accumulation), chemical (metal concentration, speciation) and environmental factors (temperature, SPM, chlorophyll). For this purpose, modeling metal dynamics in mussels is a reliable tool. A bioaccumulation model has been coupled with a growth model (Dynamic Energy Budget model) in order to consider the changing physiological conditions of the mussel and their impact on metal concentration in tissue. To build and calibrate it, in situ experiments to measure uptake and elimination kinetics (6 and 3 months) were conducted at three Mediterranean sites. By combining environmental and biological data, it constitutes an optimised biomonitoring tool which can be applied to various coastal environments

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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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Dissertations / Theses on the topic 'Métaux en traces'

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