Dissertations / Theses: 'Métaux lourds – Environnement'

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Godard, Grégory. "Extraction des métaux lourds de l’eau par réaction avec l’hydrogène adsorbé sur une surface de Nickel." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO1A168.

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Abstract:

Pour des raisons de santé publique et de protection de l’environnement, les effluents aqueux industriels doivent être débarrassés des métaux lourds avant leur rejet. Plusieurs techniques (résines échangeuses d’ions, électrochimie, cémentation, distillation…) sont à la disposition des industriels mais possèdent des limites d’efficacité. Nous proposons le principe d’un nouveau procédé d’extraction des métaux lourds basé sur la réaction des polluants métalliques avec l’hydrogène adsorbé sur une surface de nickel. Les ions métalliques en solution aqueuse sont réduits par l’hydrogène chimisorbé et déposés sur les particules de nickel. Ce procédé diminue également les teneurs en organométalliques et n’est pas perturbé par la présence de sels minéraux. Seuls des ions H3O+ ou OH- aisément neutralisés sont produits. Appliqué au cas des ions Cd2+, Co2+, Ni2+ ou Cr2O72- en solution aqueuse, ce nouveau procédé abaisse leur concentration de plus de 99%
For public health and environment protection, heavy metals have to be removed from industrial aqueous efluents before discharges. Several technologies (in exchange resins, electrochemistry, cementation, distillation. . . ) are available to companies but have some limits in efficiency. We propose the concept of a new process for heavy metal removal based on the reaction of the metallic pollutants with the hydrogen adsorbed on a nickel surface. The metallic ions in water are reduced by chemisorbed hydrogen and deposited on the nickel particles. This process decreases the concentrations in organometallics too and is not sensitive to the presence of mineal salts. Only H3O+ or OH- ions easily neutralized are produced. After treatment on alumina supported nickel under hydrogen, the concentrations in Cd2+, Co2+, Ni2+ or Cr2O72- of aqueous solutions are decreased more than 99%

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Wu, Ting. "Développement et application des systèmes microanalytiques dans le domaine de l'environnement." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00463218.

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Abstract:

Trois micro-systèmes ont été développés pour la détection des polluants dans l'environnement. Un système microfluidique basé sur l'extraction en phase solide et sur une détection fluorimétrique a été mis en point pour la détermination de traces de Pb2 + dans l'eau potable. Le mécanisme et la cinétique chimique de la complexation entre le senseur et le plomb ont été étudiés en détail. Un autre dispositif pour la détection des ions de métaux lourds est un capteur optofluidique basé sur une microcavité laser. Une grande attention est portée sur la recherche de matériaux efficaces pour élaborer la microcavité. Les copolymères biblocks ont été choisis dans notre étude. Le troisième dispositif est l'électrophorèse capillaire miniaturisée avec une détection électrochimique pour l'analyse des perturbateurs endocriniens (PE) dans les eaux usées. Tous ces dispositifs ont de bonnes performances et ils sont à la base de futures appareils miniaturisés pour l'analyse sur le terrain.

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Zangué, Adjia Henriette. "Adsorption des métaux lourds des eaux usées par les argiles alluviales de l'Extrême-Nord Cameroun." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0389.

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Abstract:

Le développement industriel et urbain accroit la pollution des eaux au Cameroun. Il faut donc rechercher des méthodes de dépollution peu onéreuses et de mise en oeuvre facile. L'objectif de ce travail était d'éliminer les métaux lourds (Cu2+, Pb2+, Hg2+, Cr3+) des eaux usées, par adsorption sur de l'argile brute ou traité thermiquement. L'argile alluviale prélevée dans la région de l'Extrême Nord du Cameroun est essentiellement composée de smectite (46%), kaolinite (38%), interstratifiés (10%) et quartz (5%). Les formules structurales sont (Si3,42Al0,58)(Al0,87Fe0,96Mg0,17)O10(OH)2(C+)0,75 , pour la smectite et Si2Al1,95Fe0,05O5(OH)4. pour la kaolinite. Les cations de métaux lourds s'adsorbent très rapidement sur l'argile brute ; la température et le pH de la solution influencent peu leur adsorption. L'affinité de l'argile pour Cu2+, et Pb2+ est très forte mais faible pour Hg2+ et Cr3+. Le mécanisme proposé est l'échange cationique et la complexation de surface pour l'adsorption de Cu2+, Pb2+ et Cr3+ et un mécanisme de spéciation pour l'adsorption de Hg2+. Les boulettes obtenues par traitement thermique de l'argile au dessus de 500°C sont stables en solution et montrent une bonne capacité d'adsorption des métaux lourds. Les boulettes sont moins efficaces que l'argile brute, mais leur utilisation, évitant la séparation solide-liquide, après adsorption est plus facile
The industrial and urban development increases the water pollution in Cameroon. It becomes imperative to develop inexpensive and easy to manage remediation methods. This work aimed at eliminating heavy metals (Cu2+, Pb2+, Hg2+, Cr3+) from water by adsorption on raw or heat treated clay. The alluvial clay sampled in the far North of Cameroon mainly contains smectite (46%), kaolinite (38%), interlayers (10%) and quartz (5%). The structural formulas are : (Si3,42Al0,58)(Al0,87Fe0,96Mg0,17)O10(OH)2(C+)0,75 for the smectite and Si2Al1,95Fe0,05O5(OH)4 for the kaolinite. The heavy metals cations fastly adsorb on raw clay, the temperature and the pH have not much influence on their adsorption. The clay affinity in relation to Cu2+, and Pb2+ is very strong whereas it is low for Hg2+, Cr3+. For the adsorption of Cu2+, Pb2+ and Cr3+ the proposed mechanisms are the cation exchange and the complexation while for the Hg2+, a mechanism of speciation is involved. The pellets obtained by thremic treatment of the clay above 500°C are stable in solution and they have a good capacity for heavy metals adsorption. Performances of the pellets are lower than those of raw clay, however, their use is easier since they do not need solid-liquid separation after adsorption

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Zysk, Janusz. "Modeling of the atmospheric dispersion of heavy metals over Poland." Electronic Thesis or Diss., Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1169.

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Abstract:

Modélisation de la dispersion atmosphérique des métaux lourds émis par l'industrie énergétique polonaise.De nombreuses études ont mis en évidence les impacts néfastes de la contamination en métaux lourds de l'atmosphère. Une attention particulière est porté au mercure, au plomb et au cadmium qui font l'objet du protocole d'Aarhus sur les métaux lourds (1998). Les parties signataires (incluant la Pologne) s'obligent à réduire les émissions et à obsrver et suivre les niveaux de contamination dans l'environnement.La Pologne est un des plus gros émetteurs de mercure, de plomb et de cadmium en Europe du fait de l'exploitation de centrale à charbon pour la production d'énergie. Des efforts de recherche sont à réaliser pour étudier la contamination par les métaux lourds. Les objectifs de ce travail sont :• de développer et utiliser un modèle pour représenter la dispersion atmosphérique du mercure dans la plate-forme de modélisation numérique Polyphemus.• d'étudier la dispersion en Europe et en Pologne des émissions du secteur de l'industrie énergétique.Pour satisfaire ces objectifs un nouveau schéma chimique pour le mercure a été implémenté dans la plate-forme de modélisation numérique Polyphemus. Une revue de la littérature scientifique a montré que la chimie du mercure restait mal connue. Cela implique des différences dans les modèles établis jusqu'à présent. Ceux-ci diffèrent également de par leur façon de représenter les processus de retrait de l'atmosphère. Le mercure gazeux élémentaire (GEM) présente des concentrations relativement uniformes dans l'espace. Les concentrations des formes oxydées et les dépôts au contraire présentent de forts gradients dans l'espace.Ce travail a mis en évidence la sensibilité des résultats à plusieurs composantes du modèle. Dans le schéma chimique, les chemins d'oxydation du GEM par le radical hydroxyle, l'ozone et les composés bromés dominent en phase gazeuse. En phase aqueuse les réactions de réduction dominent. Toutes ces réactions ont un impact critique sur les concentrations et les dépôts des formes oxydées du mercure mais faible sur le GEM. Dans ce modèle, le dépôt sec du GEM est un des principaux processus de retrait du mercure atmosphérique. Ce relativement fort flux de dépôt de GEM diffère significativement des précédents modèles qui souvent néglige ce processus. Il a également était mis en évidence que les flux de dépôt humide sont sensibles aux paramètres du modèle de lessivage.Les résultats de simulation montrent que l'industrie énergétique est responsable de 80% des dépôts humides de mercure près des grosses sources ponctuelles. La contribution des émissions nationales sur l'ensemble du pays se limite toutefois à un peu plus de 21% pendant l'hiver, lorsque de grandes quantités de charbon sont brûlées. L'impact des émissions de cadmium et de plomb est comparativement plus faible. Les simulations montrent un impact maximal de 30% et 10% pour le cadmium et le plomb respectivement à proximité des sources.De manière générale de plus nombreuses observations de concentrations et de dépôt de métaux lourds seraient utiles pour une meilleure évaluation des modèles
Modelling of atmospheric transport of heavy metals emitted from Polish power sectorMany studies have been conducted to investigate the atmospheric heavy metals contamination and its deposition to ecosystems. The increasing attention to mercury pollution has been mainly driven by the growing evidence of its negative impacts on wildlife, ecosystems and particularly human health. Lead and cadium are also toxics which are being emitted into the atmosphere by anthropogenic as well as natural sources. The harmful influence of these three heavy metals was underlined in the Aarhus Protocol on Heavy Metals of 1998. The Parties of this protocol (including Poland) are obligated to reduce emissions, observe the transport and the amounts of lead, mercury and cadmium in the environment.Poland is one of the biggest emitter of mercury, lead and cadmium in Europe mainly due to emission from coal combustion processes. Therefore in Poland, research efforts to study the heavy metals emission, atmospheric transport, concentration and deposition are extremely important. The objectives of this work were twofold:• The practical objective was to develop and run a model to represent the atmospheric dispersion of mercury and to implement it in the air quality modelling platform Polyphemus.• The scientific objective was to perform heavy metals dispersion studies over Europe and detailed studies of the impact of the polish power sector on the air quality regarding mercury, cadmium and lead.To meet the declared aim, a new mercury chemical model was implemented into the Polyphemus air quality system. The scientific literature was reviewed regarding mercury chemistry and mercury chemical models. It can be concluded that the chemistry of mercury is still not well known. The models also differ in the way of calculating the dry and wet deposition of mercury. The elemental gaseous mercury ambient concentrations are evenly distributed, on the contrary, high variations in the spatial gradients of reactive gaseous and particulate forms of mercury air concentrations and deposition fluxes were noted.This study shows that many components of the developed model have crucial impacts on the results. In the model of mercury chemistry, the most effective pathway in the gaseous phase are the oxidation of gaseous elemental mercury by hydroxyl radical, ozone and most of all bromine oxide radicals, while in the aqueous phase the reduction reactions of elemental mercury dominate. These reactions have a crucial influence on the mass balance of reactive mercury, but a rather low influence on gaseous elemental mercury (GEM). In this model, dry deposition of gaseous elemental mercury is the prevailing process for removing mercury from the atmosphere. Dry deposition of GEM over land is equally distributed, due to almost uniform ambient concentrations. The relatively high dry deposition flux of gaseous elemental mercury has a huge influence on the presented results and differs significantly from other models where the dry deposition of GEM is often not taken into account. It was also shown that a change in the calculation of the scavenging coefficients or representative raindrop diameter for in-cloud scavenging has a significant impact on the amount of wet deposited mercury.The detailed results show that the Polish power sector can be responsible for up to 80% of wet deposited mercury near large emission sources. The contribution from national sources over whole Poland reaches 21% during the winter heating season when large quantities of coal are burned in the domestic sector and additionally the power sector activity is at its highest. The impact of emissions of cadmium and lead from the power sector is lower compared to the obtained results for mercury. The modelling results showed maximal impacts of 30% and 10% for cadmium and lead near large power sector sources on the ambient concentrations and deposition. Wider measurements of heavy metals are very much needed

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Domas, Jérémie. "Valorisation de sables issus de boues de curage des réseaux d'assainissementbTexte imprimé : exemple en remblayage de tranchée." Marne-la-vallée, ENPC, 1999. http://www.theses.fr/1999ENPC9933.

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Abstract:

Actuellement la production française des boues de curage issues des réseaux d'assainissement est d'environ 800 000 tonnes/an de matière sèche - cette étude vise à démontrer d'une part que les caractéristiques géotechniques du matériau étudie étaient acceptables pour une utilisation en remblai de chaussée, d'autre part que les caractéristiques environnementales de ce sable sont compatibles pour la mise en contact avec le milieu naturel

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Jalali, Jihen. "Contribution à la gestion environnementale des zones de stockage des phosphogypses en Tunisie : traitement par association bioaugmentation / phytoextraction." Electronic Thesis or Diss., Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4104.

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Abstract:

Ce travail contribue à la résolution du problème environnemental posé par les phosphogypses (PG), grâce à une approche potentiellement peu invasive et peu coûteuse qui repose sur l’utilisation d’organismes vivants (plantes et microorganismes). Deux objectifs ont été poursuivis : i) extraire les contaminants des PG pour réduire le risque environnemental et ii) valoriser les terres rares. La méthode de phytoextraction associée à la bioaugmentation a été appliquée au Cd et Sr (objectif environnemental) et au Ce, La, Nd et Y (objectif économique). Dans un premier temps, une évaluation de l’impact environnemental de tous les sites de dépôts des PG en Tunisie a été réalisée, avec l’analyse physico-chimique des sols jouxtant les dépôts de PG ainsi que les communautés bactériennes et végétales colonisant naturellement les sites. Parmi les espèces végétales présentes, Zygophylum album accumule le plus les éléments traces métalliques (ETM). Dans un deuxième temps, l’aptitude des bactéries isolées à partir de prélèvements effectués sur sites, à tolérer les ETM étudiés a été évaluée. Leurs capacités à les mobiliser grâce à la production de sidérophores, dont la pyoverdine, et à stimuler la croissance des plantes grâce à la production d’acide indole acétique (AIA) et la dégradation d’ACC désaminase ont été investiguées. Les isolats les plus performants ont été associés à des plantes commerciales (Trifolium pratense et Helianthus annuus) cultivées sur un mélange PG-Terreau. Les deux plantes ont surtout accumulé le Sr et dans une moindre mesure les Ce, La et Nd. Le couplage bactéries-plantes a permis de stimuler la croissance des plantes et d’augmenter la biodisponibilité de ces ETM, sauf le Cd
The present work aims at solving the environmental problem raised by phosphogypsum (PG), thanks to a potentially invasive and cheap approach which relies on the use of living organisms (plants and microorganisms). Two objectives are pursued: i) extracting contaminants from PG to reduce the environmental risk and ii) valuing rare earths. The phytoextraction method associated with bioaugmentation are applied to Cd and Sr (environmental objective) and Ce, La, Nd and Y (economic objective). As a first step, an assessment of the environmental impact of all PG depository sites in Tunisia is carried out, with the physico-chemical analysis of soils adjoining PG deposits, as well as the bacterial and plant communities which naturally colonize sites. Among the present plant species, The Zygophylum album accumulates the most metal trace elements (MTE). As a second step, the isolated bacteria from on-site samples are evaluated for their ability to tolerate the studied MTE, their ability to mobilize MTE through the production of siderophores, including pyoverdine, and to stimulate the plants growth through the production of indole acetic acid (AIA) and degradation of the ACC deaminase. The most successful bacteria are associated with commercial plants (Trifolium pratense and Helianthus annus) which are grown on a PG-Compost mixture. Both plants mainly accumulated Sr and to a lesser extent Ce, La and Nd. The coupling of Bacteria-plant help stimulate plant growth and increase the bioavailability of the studied MTE, except for Cd

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Imyim, Apichat. "Méthodologie d'évaluation environnementale des déchets stabilisés / solidifiés par liants hydrauliques." Lyon, INSA, 2000. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2000ISAL0091/these.pdf.

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Abstract:

Cette étude vise à évaluer du point de vue environnemental le relargage à long terme des polluants inorganiques issus des déchets Solidifiés / Stabilisés (S/S) par liants hydrauliques. La recherche se divise en trois parties : (1) Proposition d'une méthodologie d'évaluation du comportement à long terme des espèces polluantes, (2) Application et validation de la méthodologie aux déchets synthétiques S/S, (3) Application de la méthodologie à des déchets réels S/S ; des boues galvaniques et des cendres volantes. La méthodologie comporte les tests de lixiviation et le modèle de prévision à long terme du comportement des polluants contenus. Les tests de lixiviation sélectionnés permettant l'identification des paramètres nécessaires pour le modèle comportemental ont été effectués. Le modèle développé est basé sur un modèle diffusionel dans la matrice poreuse couplé à des réactions chimiques mettant en jeu les espèces majeures contenues dans les matériaux. La cohérence entre les résultats expérimentaux et ceux de simulation prouve que le modèle décrit bien les phénomènes physico-chimiques du relargage. Cette approche nous permettra donc de déterminer le comportement à long terme des déchets S/S afin d'évaluer leur impact sur l'environnement
This research aims to assess the long-term release of inorganic pollutants leached from stabilised wastes by hydraulic binders in the environmental point of view. The research divides in three parts: (1) proposition of an assessment methodology of the long term behavior of pollutant species, (2) application and validation of the methodology to synthetic stabilised wastes, (3) application of the methodology to stabilized galvanic sludge and stabilized fly ash. The methodology includes leachning tests and a model of the long-term behavior prediction of pollutant contained in the wastes. The selected leaching tests permitting the identification of the necessary parameters for behavioral model have been done. The developed model is based on a diffusional model in the porous matrix coupled to chemical reactions of major species contained in the stabilized materials. The consistency between the experimental and simulated results proves that the model describes the physico – chemical mechanism of considered species release well. This approach leads to determine the long-term behavior of stabilized wastes in order to assess their impact on the environment

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Oger-Duroy, Cécile. "Etude des bactéries résistantes au cadmium portant le gène cadA dans un environnement naturel contaminé par les métaux lourds : l'estuaire de la Seine." Rouen, 2003. http://www.theses.fr/2003ROUES019.

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Abstract:

Les communautés bactériennes de l'estuaire de Seine résistantes au cadmium sont étudiées par différentes approches de microbiologie classique et d'écologie moléculaire. La quantification de l'abondance en gène cadA dans l'ADN total des communautés bactériennes extrait d'échantillons de l'estuaire est possible grâce à une approche de biologie moléculaire, la PCR compétitive. Nous avons mis en évidence une pression de sélection par le cadmium sur les communautés bactériennes présentes au niveau de la vasière intertidale Nord et avons montré que les bactéries qui portent le gène cadA présentent la même dynamique que les matières en suspension dans la zone de turbidité maximale de l'embouchure, en période de faible débit. Par ailleurs, au sein de la population des Staphylococcus cultivables portant le gène cadA, la conservation des séquences de gène cadA pourrait être liée à la dissémination de ce gène par l'intermédiaire de plasmides ou de séquences d'insertion, les IS257
In the Seine estuary cadmium-resistant bacterial communities was studied with different approaches of classical microbiology and molecular ecology. Molecular quantification of the cadA gene level in the total extracted DNA from environmental samples (water and sediments) in the microbial community, enabled us to study modifications in the genetic background of these communities. Those modifications could be related to the selection pressure by cadmium occurring on bacterial communities in contaminated sites such as the Northern intertidal mudflats. Moreover, high level of cadA gene in the water column of the mouth could be relied to the hydrodynamic of the environment during the maximum turbidity zone formation in low riverflow periods. This study focalized on the Staphylococcus population harboring cadA gene. The conservation of cadA gene sequences in the bacteria of this genus could be related to the dissemination of this gene with plasmids or insertion sequences IS257 intermediates

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Picaud, Thierry. "Fonction et régulation des oxydoréductases à disulfure : étude comparative des interactions entre le cycle isoalloxazine et son environnement." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112029.

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Abstract:

Ce manuscrit présente une étude sur les facteurs structuraux qui modulent les différences d'activité enzymatique et de comportement vis-à-vis de métaux lourds de certaines oxydoréductases à disulfure et nicotinamide (Glutathion réductase (GR), Thiorédoxine réductase (TrxR), et NADH peroxydase (NPX)). Des approches complémentaires combinant des expériences de biochimie à des spectroscopies d'absorption électronique et diffusion Raman de résonance (DRR) ont été utilisées. La réduction de la GR à deux électrons par le substrat (NADPH) ou par le produit (GSH)de la réaction aboutit à la formation de deux espèces différentes. L'étude par DRR de ces deux états réduits a montré que le noyau isoalloxazine du FAD imposait à l'enzyme un contrôle redox et une régulation de son activité via une modulation de la force d'une liaison hydrogène sur l'atome N5. L'inhibition provoquée par l'association de sels métalliques (Hg2+, Cd2+) au dithiol du site actif de la GR est expliquée par le découplage des deux centres redox de la GR (dithiol et FAD) et par une forte distorsion du noyau isoalloxazine, qui engendre des modifications profondes dans les interactions FAD-protéine. Les effets sont tout aussi importants sur la TrxR puisque l'association de ces sels déplace fortement la seconde réduction du FAD de 1 à 3 équivalents de NADPH. Elle permet également de stabiliser beaucoup plus facilement une forme semiquinonique bleue, qui serait un intermédiaire dans une voie de régulation pour cette classe d'enzymes. Les spectres de DRR des différentes espèces redox de la NPX montrent que le cycle isoalloxazine possède connue dans la GR une densité électronique faible. Elle permet la stabilisation de l'acide cystéine-sulfénique et celle du complexe de transfert de charge formé après la réduction de l'enzyme par le NADH
This manuscript presents a study on the characterization of structural factors modulating enzymatic activity and reactivity with metallic ions from members of the pyridine nucleotide disulfide-oxidoreductase family (Glutathione reductase (GR), Thioredoxin reductase (TrxR) and NADH peroxidase (NPX). Complementary techniques combining biochemical experiments, electronic absorption and resonance Raman (RR) spectroscopies have been used. The two-electron reduction of GR by the substrate (NADPH) or the product (GSH) of the enzyme reaction gives rise to the formation of two different species. RR studies of these two-electron reduced states show that isoalloxazine ring of the FAD imposes a redox control and a regulation, of enzyme activity via a hydrogen bond modulation on the N5 atom of FAD. The enzyme inhibition induced by the binding of metallic ions (Hg2+, Cd2+) on the active site dithiol of GR is explained by both an elimination of the redox coupling between the two active centers of GR (dithiol and FAD) and a strong out-of-plane distortion of isoalloxazine moiety that generates strong alterations in FAD-protein interactions. Association of the heavy metal to TrxR produces a displacement of the second redaction step of FAD from 1 to 3 equivalents of NADPH. Moreover, the formation of a blue semiquinone is stabilized. The stabilization of this radical is proposed to be a regulation way for this enzyme class. RR spectra obtained for different redox states of NPX show that the isoalloxazine ring has a low electronic density, as in the case of GR. A direct consequence is the stabilization, of the cysteine-sulfenic acid as well as a charge transfer complex formed after the enzyme redaction by NADH. For the three enzymes, this study showed an intimate electronic coupling between the two redox centers for the two electron-reduced enzymes

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Souchon, Vincent. "Ingénierie moléculaire et fluorescence pour la reconnaissance de cations toxiques." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00255005.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du programme Toxicologie Nucléaire Environnementale dont l'objectif est d'étudier les effets sur le vivant de différents métaux lourds ou radionucléides issus de l'industrie nucléaire. En particulier, il concerne la conception de nouvelles sondes fluorescentes pour la détection sélective de Pb2+, Cd2+ et Cs+ en milieu biologique. Plusieurs calixarènes azotés fluorescents ont été synthétisés et étudiés pour la détection du plomb. L'un d'entre eux a pu être utilisé dans des conditions proches du milieu biologique. La synthèse de nouveaux composés portant des groupes amides a été proposée. Différentes approches ont été envisagées pour la conception de senseurs fluorescents sélectifs du cadmium. A partir de résultats de la littérature, des ligands incorporant des atomes de soufre ont été synthétisés mais n'ont pas montré d'affinité particulière pour le cadmium. A l'inverse, des composés comportant plusieurs motifs fluorescents pyridin-2'-yl-1,2,3-triazole liés à une β- cyclodextrine ou à un calix[4]arène ont montré une bonne affinité pour le cadmium dans le méthanol, mais une modeste sélectivité a été observée. En revanche, de très bons résultats en termes de sélectivité et de sensibilité ont pu être obtenus en milieu aqueux à pH neutre avec une sonde de calcium commerciale, le Rhod-5N. Enfin, la détection sélective de concentrations micromolaires en césium a été rendue possible en milieu aqueux à pH = 7 grâce à un nouveau calixarène sulfoné fluorescent possédant deux éthercouronnes. Un modèle pour la complexation du césium a été proposé et validé par modélisation moléculaire (DFT).

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Mombo, Stéphane. "Transferts des métaux et métalloïdes dans le système sol-plante-atmosphère : mécanismes biogéochimiques et conséquences environnement-santé." Thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://www.theses.fr/2016INPT0074/document.

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Abstract:

Des pollutions des sols (péri)urbains et urbaines fortement peuplées en métaux et metalloïdes persistants (éco)toxiques sont couramment observées à l’échelle globale. Certains éléments (Se, Cu…) ont des rôles biologiques et par contre d’autres (Pb, Cd…) ont uniquement un impact (éco)toxique qui peut être influencé par leur spéciation et compartimentation qui modifient leurs transferts et biodisponibilité. Dans une optique de gestion des sols et d’alimentation durables, des questions scientifiques pluridisciplinaires sont à creuser concernant : (i) les mécanismes en jeu dans la biodisponibilité et l’impact sur les organismes vivants des éléments inorganiques en lien avec leur spéciation ; (ii) la co-gestion des risques environnement-santé induits par des installations industrielles classées : ICPE en France (ex. usine de recyclage de batteries) avec les riverains qui cultivent des potagers ou les employés. Dans ce contexte, ont été étudiés : (i) le transfert des métaux entre phase solide et solution du sol sous l’influence des vers de terre sur un site ICPE; (ii) le transfert et la bioaccessibilité du Se en conditions contrôlées pour 2 formes chimiques; (iii) le risque sanitaire pour les riverains d’un site ICPE qui jardinent, et les facteurs influant les plombémies des professionnels (étude statistique des données). Une review bibliographique de la qualité du manioc en lien avec les pratiques culturales et culinaires et les caractéristiques de l’environnement a finalement été réalisée pour compléter la démarche « Sciences et Société » de la thèse. L’analyse des différents isotopes du plomb dans les sols aux alentours de l’usine de recyclage a permis de conclure que 84 à 100% du plomb des sols de surface est d’origine anthropique. Un comportement d’évitement des zones les plus polluées en plomb a été observé pour l’espèce de vers de terre A. caliginosa. Le transfert racinaire, la translocation du sélénium vers le maïs et sa bioaccessibilité dans le grain sont plus élevés dans le cas du séléniate (facteur de translocation de 1.1, et bioaccessibilité humaine de 89,3%) par rapport au sélénite (0.13, et bioaccessibilité de 82,7%). L’étude de la qualité des cultures des jardins proches de l’usine (à Bazoches), en relation avec la qualité du sol (faible contamination, pH basique et teneur élevée en matières organiques qui réduisent les transferts) et de l’atmosphère a mis en évidence un transfert atmosphère-plante qui dépend du métal (le Cd est le plus biodisponible) et du végétal. Les concentrations en Pb et Cd suivent respectivement les séquences : [laitue>poireau>céleri>carotte] et [laitue>céleri>carotte>poireau]. Pour réduire l’exposition des populations, un lavage soigneux des productions avant la consommation est préconisé
Pollution of (peri)urban soils by (eco)toxic metal(loid)s is commonly observed on a global scale. Some elements (Se, Cu ...) have biological roles and other (Pb, Cd ...) only have an (eco)toxic impact influenced by their speciation and compartmentalization that can change their transfers and bioavailability. With the perspective of sustainable management of soil and food, multidisciplinary scientific questions are digging for: (i) the mechanisms involved in the bioavailability and impact on living organisms of inorganic elements related to speciation; (ii) the co-management of environmental-health risks from industrial regulated plants (ICPE in France, such as former battery recycling plant) with residents who grow vegetable gardens or employees. In this context, were studied: (1) the transfer of metals between solid phase and soil solution under the influence of earthworms on a ICPE site; (2) the transfer and bioavailability of Se in controlled conditions for two chemical forms; (3) the health risk for the residents with gardening activities near ICPE plant and factors influencing blood lead of professionals (statistical analysis of data). A literature review of the quality of cassava in connection with the cultivation and culinary practices and characteristics of the environment was finally performed to complete the "Science and Society" process of the thesis. From the analysis of different isotopes of lead in the soil around the recycling plant it was concluded that 84 to 100% of lead in surface soils has anthropogenic origin. Avoidance behavior in the most lead polluted areas was observed for A. caliginosa earthworm species. The selenium root transfer, translocation to corn and its bioavailability in the grain are higher in the case of selenate (translocation factor of 1.1, and human bioavailability of 89.3%) compared to selenite (0.13 and bioaccessibility 82.7%). The study of crops quality in the gardens near the ICPE plant (in Bazoches), in relation to atmosphere and soil quality (low Pb contamination, alkaline pH and high organic content that reduce pollutants transfers) highlighted an atmosphere-plant transfer which depends on the metal (Cd is the most bioavailable) and plant species. Pb and Cd concentrations follow respectively the sequences: [lettuce> Leek> celery> carrot] and [lettuce> celery> carrot> leek]. To reduce population exposure, thorough washing of productions before consumption is recommended

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Gammoudi, Ibtissem. "Biocapteur à base de bactéries pour le contrôle environnemental." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14535.

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Abstract:

Notre projet vise la conception d’un biocapteur ultra-sensible à base de bactéries pour la détection de métaux lourds (contrôle environnemental). Ces travaux concernent le développement de systèmes impédimétriques et à ondes acoustiques de Love, associés à une puce microfluidique et fonctionnalisés par des bactéries Escherichia coli immobilisées sur une multicouche de polyélectrolytes déposés par la méthode « Layer by Layer » . L’ étude fondamentale des interactions physiques-chimiques-biologiques mises en jeu lors des étapes de fonctionnalisation du capteur, et de son application à la détection de cadmium et de mercure, est également abordée, à travers le suivi en temps réel par le capteur acoustique, ainsi que par microscopie à force atomique en milieu sec ou liquide.Des seuils de détection inférieurs à 10-12M en quelques minutes ont été observés
Our works aim the study of an ultra-sensitive bacteria-based biosensor for the detection of heavy metals (environmental control). They include the development of impedimetric and of Love acoustic wave devices, both associated with a microfluidic chip and functionalized with Escherichia coli immobilized on a polyelectrolyte multilayer deposited by the method "Layer by Layer." The theoretical study of physico-chemical interactions and biological phenomena involved during the steps of functionalization of the sensor surface, and during its application to the detection of cadmium and mercury, is also addressed through the real-time monitoring by the acoustic sensor and by atomic force microscopy in air or liquid medium. Detection threshold better than10-12M within only a few minutes have been observed

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Gallou, Guillaume. "Etude et optimisation de la spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS) pour le suivi en continu des polluants émis par les sources fixes." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10153.

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Abstract:

Dans le cadre de la prévention des pollutions atmosphériques et de la protection de la qualité de l'air, la métrologie à l'émission des sources fixes est un élément important pour permettre non seulement d'évaluer la concentration d'un ou plusieurs polluants mais également d'en estimer les flux annuels. Les méthodes de mesure de polluants atmosphériques retenues doivent en principe permettre de vérifier le respect des concentrations limites fixées par arrêtés. Pour répondre au besoin émergent de disposer de moyens de suivi en continu des rejets, la spectrométrie d'émission sur plasma induit par laser (LIBS) présente de nombreux atouts : cette technique permet d'accéder à une analyse multiélémentaire sans nécessiter ni de préparation d'échantillon, ni de conditions d'analyse particulières (la mesure est réalisée à température et pression ambiantes) et ce, quelque soit l'état physique des rejets (liquide, solide, gaz, aérosol). L'objectif de ce travail, soutenu par l'ADEME et menée au sein du CEA et de l'INERIS, est d'étudier et optimiser la technique LIBS pour la mesure en continu et in-situ des polluants métalliques particulaires émis par les sources fixes (incinérateurs, fonderies...). Au cours de cette étude, deux approches expérimentales sont menées conjointement : la première, réalisée au CEA, consiste à recueillir sur des filtres des particules métalliques micrométriques générées avec un nébuliseur ultrasonore puis à analyser ces filtres à l'aide d'un montage LIBS adapté (analyse indirecte). En parallèle, un deuxième dispositif est réalisé à l'INERIS afin d'analyser ces mêmes particules en focalisant le laser directement dans une cellule d'analyse (analyse directe) dans laquelle circule le flux de gaz entrainant l'aérosol. Pour être en mesure d'évaluer correctement les dispositifs d'analyses LIBS ainsi que des protocoles d'acquisition et de traitement des données adaptés à l'analyse d'aérosol, un montage spécifique de génération et de caractérisation d'aérosols métalliques a été conçu et mis en oeuvre. A la suite de ces développements et essais en laboratoire, une campagne de mesures sur un site pilote a été menée au Centre Technique des Industries de la Fonderie (CTIF) à Sèvres. Des mesures ont été effectuées sur un procédé de fusion afin de suivre in situ et en temps réel la concentration en particules métalliques émises lors de coulées de cuivre. Les résultats obtenus confirment la pertinence de l'utilisation de la LIBS pour le contrôle des métaux lourds émis par les sources fixes
In the context of the prevention of atmospheric pollution and air quality improvement, measurement of the stationary sources emission appears as a key component to evaluate the concentration of one or many pollutants and also to estimate the annual flows. Analytical techniques of atmospheric pollutants must on principle permit to control the safety concentration limits fixed by order. To that end, laserinduced breakdown spectroscopy (LIBS) appears to be a good technique. Indeed, this multielementary analysis technique requires no sample preparation, is quantitative, fast (< 1 min), and can be performed at remote distance. The objective of this work, supported by ADEME and run by CEA and INERIS, is to develop and optimise LIBS technique to measure in-situ and in real time metallic pollutants in particulate forms emitted by stationary sources. During this study, two experimental approaches were carried out simultaneously: the first one, realized in CEA, consists to collect micrometric metallic particles generated by ultrasonic nebulizer on filter and then to analyse those filters with adapted LIBS device. In parallel, the second device is realised in INERIS to analyse the same particles by focusing the laser directly (direct analysis) on the flowing aerosol inside an analysis cell. To evaluate correctly the analysis LIBS devices as well as the acquisition and data treatment protocols adapted to aerosols analysis, specific experimental setup of generating and characterising metallic aerosol is designed and implemented. Then, experimental results are optimized and compared. After those developments and tests in laboratory, in-situ measurements are realized in the "Centre Technique des Industries de la Fonderie (CTIF)" in Sèvres. Measurements were performed on melting process to analyse in-situ and in real time concentration of metallic particles emitted during copper melt

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Diaz, Mendoza Alvaro. "Conception of a fibrous composite material for the retention of heavy metals." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI125.

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Abstract:

La contamination par les métaux lourds est un problème actuel qui affecte les écosystèmes et leurs organismes constitutifs. Ce problème a été reconnu dans le monde entier comme l'un des plus grands défis de notre époque. Depuis le milieu du siècle dernier, les innovations dans le domaine de la science des matériaux ont permis de mettre au point de nouvelles méthodes pour faire face à ce risque, avec des techniques telles que la précipitation chimique ou la flottation. Toutefois, il reste encore beaucoup à faire dans ce domaine. En outre, des recherches récentes ont exploré comment combiner des biomolécules telles que les protéines avec des matériaux tels que les polymères pour créer des solutions plus actives. Ce travail de thèse vise à créer un prototype de matériau adsorbant hybride capable de capturer spécifiquement les ions métalliques divalents Ni(II), Cd(II) et Pb(II) grâce à la présence d'une métalloprotéine synthétique dans sa structure. Pour atteindre cet objectif, le travail de thèse se concentre sur le développement d'une métalloprotéine synthétique capable de capturer spécifiquement les trois ions métalliques cibles, de la conception in silico à sa synthèse in vivo. D'autre part, le support de matériau est traité avec la technique d'électrofilage qui consiste en un matériau membranaire fibreux, étant optimisé pour accueillir la métalloprotéine synthétique dans sa structure. En outre, une méthode permettant d'intégrer la métalloprotéine dans le support polymère est recherchée. Ceci est réalisé au moyen d'une voie de greffage à travers des nanoparticules de silice modifiées en surface. À la fin, l'intégration des deux composants crée le prototype attendu de matériau biosorbant synthétique. Ce matériau a été caractérisé afin d'évaluer sa capacité à adsorber les trois ions métalliques d'intérêt, ce qui permet de dégager certaines tendances des perspectives futures de développement pour créer des matériaux plus efficaces pour l'industrie
Heavy metal contamination is a current problem which affects the ecosystems and their constituent organisms. This problem has been worldwide recognized as one of the biggest challenges of our time. Since the middle of the last century, innovations in the material science field have developed new methods to confront this risk, with techniques such as chemical precipitation or flotation. However, there is still significant room for improvement in this line. Furthermore, recent research has explored how to combine biomolecules such as proteins with materials like polymers to create more active solutions. This thesis work seeks to create a prototype hybrid biosorbent material capable to capture specifically the divalent metal ions Ni(II), Cd(II) and Pb(II) thanks to the presence of a synthetic metalloprotein in its structure. To address this objective, the thesis work focuses on the development of a synthetic metalloprotein capable to specifically capture the three target metal ions, from the in silico conception to its in vivo synthesis. On the other hand, the biosorbent material support is processed with the electrospinning technique that consists of a fibrous membrane material, being optimized to host the synthetic metalloprotein in its structure. Additionally, a method to integrate the metalloprotein into the polymeric support is researched. This is achieved by means of a grafting route through surface modified silica nanoparticles. At the end, the integration of both components creates the expected prototype synthetic biosorbent material. This material has been characterized to evaluate its capacity to adsorb the three metal ions of interest, providing some trends of the future perspectives for further development to create more efficient materials for the industry

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Saulais, Muriel. "Colonisation végétale des basins d'infiltration et de rétention : caractérisation de la flore et évolution des caractéristiques physico-chimiques de l'horizon de surface végétalisé." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00715802.

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Abstract:

Les bassins de gestion des eaux pluviales, dont l'horizon de surface est parfois fortement contaminé, peuvent être naturellement ou volontairement colonisés par la végétation. L'objectif de ce travail est de mieux comprendre le rôle de la végétation dans le contrôle de la mobilité des métaux lourds comme le Zinc, le Cuivre et le Cadmium. Le premier volet de ces travaux, consacré à la caractérisation de la végétation se développant dans ces bassins, a montré que ces ouvrages abritaient une flore diversifiée, allant d'une végétation rudérale éparse à une végétation dense caractéristique de zones humides. Ensuite, une analyse physico-chimique multiparamétrique d'échantillons prélévés à la surface de bassins colonisés par des espèces végétales dominantes a été réalisée. Nous avons montré que les carbonates et la matière organique contrôlaient particulièrement la mobilité du Cu, Cd et Zn dans ces milieux. Les paramètres les plus variables temporellement et spatialement, sont essentiellement liés au cycle de la matière organique (nitrates, fraction métallique lié à la matière organique) mais également à l'apport de particules anthropiques (texture, métaux). Lorsque la plante est à son maximum de croissance, la mobilité potentielle des métaux est la plus élevée alors que la phase de sénescence de la plante semble conduire à un meilleur piégeage de ces contaminants. Cette thèse invite à considérer la végétation comme un agent de transformation de l'horizon de surface et à intégrer cette composante dans les futurs travaux sur la contamination des ouvrages d'assainissement urbain.

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Ben, Ahmed Nada. "Conception de bio-indicateurs de polluant organique et de métaux lourds par encapsulation de micro-algues dans une matrice de silice synthétisée par le procédé sol-gel." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCC247.

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Abstract:

Le travail s’inscrit dans un cadre interdisciplinaire, à l’interface de la chimie sol-gel, la biologie et la physique des matériaux. Nous nous sommes intéressés en premier lieu à l’étude d’une matrice de silice obtenue par le procédé sol-gel à partir d’un mélange de silice colloïdale et de silicates de sodium. Le but était de comprendre les interactions entre les précurseurs et d’étudier l'effet des différents paramètres de synthèse sur la structure de la matrice afin de trouver les meilleures propriétés optiques et mécaniques. Ces matrices ont été largement caractérisées au moyen de différentes techniques (absorption UV-Visible, infrarouge, ATG, BET, RMN, MET et MEB). Cette étude nous permet pour la première fois de partir des propriétés finales désirées et de préciser la combinaison nécessaire pour les obtenir en termes de concentrations des précurseurs et de pH. Ensuite, nous avons pu étudier l’effet des propriétés de la matrice sur la survie des cellules photosynthétiques encapsulées et on a pu obtenir des matériaux phyco-compatibles avec une large gamme de propriétés optiques et mécaniques. Après avoir fixé les conditions de synthèse convenables pour la survie des micro-organismes, on a pu passer à l’étude de la fonctionnalité des matériaux en présence des contaminants toxiques (qui sont les métaux lourds Cd (II) et Pb (II) et un hydrocarbure aromatique polycyclique l’anthracène) et on a réussi à obtenir un biocapteur fonctionnel. De façon intéressante, une certaine spécificité de la détection a pu être obtenue en fonction du couple microalgue/matrice choisi
The work is an interdisciplinary framework, at the interface of the sol-gel chemistry, biology and physics of materials. First, we are interested to the study of a silica matrix obtained by sol-gel process from a mixture of colloidal silica and sodium silicate. The goal was to understand the interactions between the precursors and to study the effect of different synthesis parameters on the structure of the matrix in order to find the best optical and mechanical properties. These matrices have been extensively characterized using various techniques (UV-Visible absorption, IR, TGA, BET, NMR, TEM and SEM). This study allows us for the first time to choose final properties and to specify the initial combination to get them in terms of concentrations of precursors and pH. Next, we studied the effect of the matrix properties on the survival of photosynthetic encapsulated cells and we got phyco-compatible materials with a wide range of optical and mechanical properties. After precising the best synthesis conditions for the survival of microorganisms, one could proceed to study the functionality in the presence of toxic contaminants (heavy metals Cd (II) and Pb (II) and a polycyclic aromatic hydrocarbon: anthracene) and we managed to get a functional biosensor. Interestingly, some specificity of detection could be obtained according to the combination of microalga / selected matrix

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

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Abstract:

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

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

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Abstract:

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

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Sioud, Khaled. "Transfert de métaux entre eau et suspensions dans les estuaires." Phd thesis, Marne-la-vallée, ENPC, 1994. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00574027.

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Abstract:

Ce travail a pour but d'améliorer la connaissance des transferts de métaux entre les phases dissoute et particulaire en milieux estuariens afin d'évaluer et de mieux comprendre les variations de la répartition des métaux et de leur spéciation en fonction des conditions physico-chimiques des systèmes étudiés. Les estuaires sont caractérisés par des gradients importants de nombreux paramètres physico-chimiques tels que la salinité, le pH, la teneur en ligands organiques, la turbidité etc... Cinq estuaires ont été sélectionnés en raison de leurs caractéristiques hydrologiques, morphologiques physico-chimiques et biologiques différentes. Deux de ces estuaires sont microtidaux et débouchent sur la Méditerranée (le Rhône et l'Ebre), le troisième est un exemple type d'estuaire macrotidal pollué (l'Escaut) et les deux derniers ont des débits liquides et solides qui les situent parmi les dix plus grands fleuves du monde (le Changjiang et la Lena). Nous avons sélectionné cinq métaux (Cs, Cd, Zn, Mn et Co) dont le devenir est tributaire de la plupart des processus recensés en estuaire. Ces métaux ont par ailleurs des isotopes émetteurs gamma ayant des périodes de demi vie assez grandes, ce qui nous a permis d'utiliser une méthode de mesure des coefficients de distribution qui caractérisent les seules fractions labiles. L'application du modèle de complexation de surface pour l'interprétation des mesures de coefficients de distribution des cinq métaux dans les différents estuaires pour différentes conditions de débit et de saison a permis d'identifier les processus qui jouent un rôle dans la spéciation de ces métaux dans de tels milieux. Ces résultats peuvent s'appliquer à la compréhension des mécanismes de transfert entre phases dissoute et particulaire dans le cas d'autres métaux et d'autres systèmes aquatiques. Un intérêt particulier a été porté au rôle des colloïdes et des ligands organiques dissous dans la spéciation des métaux dans les milieux estuariens étudiés. D'une part nous avons montré que les composés organiques dissous qui s'adsorbent à la surface des particules en suspension modifient leurs propriétés de surface et contrôlent leur réactivité de surface vis-à-vis des métaux. D'autre part les colloïdes et ligands organiques dissous contribuent à la complexation des métaux dans la phase dissoute. Une méthode simple basée sur l'ajout d'un ligand ayant un fort pouvoir complexant, 1'EDTA (éthylène-diamine-tétra-acétate) a permis d'évaluer le pouvoir complexant des colloïdes et des ligands organiques dissous pour Zn et Cd dans l'estuaire du Rhône. Cependant la nature et la concentration de ces composés dissous restent inconnues.

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Saulais, Muriel. "Colonisation végétale des basins d’infiltration et de rétention : caractérisation de la flore et évolution des caractéristiques physico-chimiques de l’horizon de surface végétalisé." Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0116/document.

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Abstract:

Les bassins de gestion des eaux pluviales, dont l’horizon de surface est parfois fortement contaminé, peuvent être naturellement ou volontairement colonisés par la végétation. L’objectif de ce travail est de mieux comprendre le rôle de la végétation dans le contrôle de la mobilité des métaux lourds comme le Zinc, le Cuivre et le Cadmium. Le premier volet de ces travaux, consacré à la caractérisation de la végétation se développant dans ces bassins, a montré que ces ouvrages abritaient une flore diversifiée, allant d’une végétation rudérale éparse à une végétation dense caractéristique de zones humides. Ensuite, une analyse physico-chimique multiparamétrique d’échantillons prélévés à la surface de bassins colonisés par des espèces végétales dominantes a été réalisée. Nous avons montré que les carbonates et la matière organique contrôlaient particulièrement la mobilité du Cu, Cd et Zn dans ces milieux. Les paramètres les plus variables temporellement et spatialement, sont essentiellement liés au cycle de la matière organique (nitrates, fraction métallique lié à la matière organique) mais également à l’apport de particules anthropiques (texture, métaux). Lorsque la plante est à son maximum de croissance, la mobilité potentielle des métaux est la plus élevée alors que la phase de sénescence de la plante semble conduire à un meilleur piégeage de ces contaminants. Cette thèse invite à considérer la végétation comme un agent de transformation de l’horizon de surface et à intégrer cette composante dans les futurs travaux sur la contamination des ouvrages d’assainissement urbain
Urban stormwater basins surfaces can be highly contaminated and can be spontaneously or intentionaly vegetated. The aim of this work is to better characterize the role of the vegetation on heavy metal (Zn, Cd, Cu) mobility. Firstly, vegetation inventory has pointed out the high species diversity in these devices (from ruderal vegetation to wetland plants). Then, a physico-chemical characterization of surface samples vegetated by dominant species has been carried out. We have shown that carbonates and organic matter play a major role in the control of heavy metal mobility. The parameters which are the most spatially and temporally variable are essentially related to organic matter cycle (nitrate, heavy metal fraction bound to organic matter), and to the introduction of stormwater suspended matter (heavy metals, texture). At the maximum of plant growth phase, heavy metal mobility is enhanced and the period of plant death leads to a better heavy metal retention in the basin surface. This thesis invites us to consider plants as agents of surface stormwater basin transformation and to include plants in future research work

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Faye, Djibril. "Détection fluorimétrique en circuit microfluidique des ions Pb2+, Hg2+ et Cd2+ en milieu aqueux." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00722906.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cas d'un projet européen nommé " microfluiD ". Ce projet vise principalement la détection des polluants organiques par voie microfluidique (les micotoxines dans les aliments de bétail, les bactéries et les métaux lourds). Devant les dangers écologiques des ions Pb2+, Hg2+ et Cd2+ dans l'environnement, il est important de multiplier le nombre d'analyses dans les eaux du robinet. L'utilisation de la fluorescence et des microlasers organiques présente de nombreux avantages. Outre leur faible coût, leur sensibilité ainsi que leur sélectivité, il est possible de concevoir à partir de ces techniques des dispositifs transportables sur le terrain. Deux approches sont principalement développées : Une première est basée sur la fluorescence ; elle a consisté à synthétiser des ligands fluorescents de type DPPS-PEG et CalixDANS-3-OH pour la détection du mercure et du plomb. Les études de la complexation des ions Hg2+, Pb2+ ont d'abord été effectuées en solution. La complexation de Cd2+ en circuit microfluidique à partir du composé commercial Rhod-5N a aussi été étudiée. Des résultats très prometteurs ont été obtenus pour la détection de Hg2+ par DPPS-PEG. Nous avons aussi étudié la possibilité de détecter Pb2+ à partir du CalixDANS-3-OH greffé sur les parois du circuit microfluidique. Malgré une dégradation de la sonde, nous avons réussi à détecter une faible concentration de plomb. Une très bonne sélectivité vis-à-vis des cations interférents testés a été obtenue. La seconde approche est basée sur la détection par microlasers. Nous avons synthétisé deux copolymères blocs pour la détection du plomb et du mercure. Des problèmes de solubilité nous empêchant de fabriquer des microcavités organiques à partir de ces polymères, une deuxième stratégie consistant à greffer les ligands spécifiques de Pb2+ et de Hg2+ sur les microcavités laser PMMA a été développée. Cette dernière nous a permis d'apporter une preuve de principe pour de la détection du mercure en fonctionnalisant le mercaptopropyltriéthoxysilane à la surface du PMMA. Ce travail nous a aussi amené à synthétiser des colorants laser à base de Bodipy pour la fabrication des microcavités lasers par polymérisation à deux photons (2PP).

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Nguyen, Thanh Binh. "Valorisation des sédiments de dragage traités par le procédé NOVOSOL(R) dans des matériaux d'assises de chaussée : comportement mécanique et environnemental." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/704/.

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Abstract:

"De par leur volume important, la gestion des sédiments de dragage représente un grand défi pour notre société. Leur contamination en métaux lourds et en micropolluants organiques fait qu'actuellement, la plupart des sédiments sont considérés comme déchets dangereux et sont mis en décharge. Ceci va à l'encontre de la politique actuelle où, dans le cadre d'un développement durable, la loi française favorise la valorisation afin que seuls les déchets ultimes soient mis en décharge. C'est dans ce contexte que la société Solvay a développé le procédé NOVOSOL(r) pour le traitement des sédiments pollués en vue d'une valorisation " matière ". Le procédé comporte deux étapes : une immobilisation des métaux lourds par formation d'apatites lors d'une phosphatation par acide phosphorique et une destruction des matières organiques par calcination. L'objectif de cette thèse est de valoriser des sédiments fluviaux traités par le procédé NOVOSOL(r) dans des matériaux routiers pour assises de chaussée. Les études expérimentales en laboratoire comportent deux aspects : performance mécanique et comportement à la lixiviation des matériaux. Les sédiments traités NOVOSOL(r) sont introduits dans des matériaux traités aux liants hydrauliques en substitution d'une partie ou en totalité du sable traditionnel. L'élaboration des matériaux selon la méthodologie d'étude en vigueur ne présente aucune difficulté. L'augmentation de la teneur en sédiments entraîne une demande en eau accrue et les matériaux ainsi réalisés sont moins compacts que des matériaux témoins. Ceci est attribuable aux caractéristiques des sédiments traités NOVOSOL(r) : teneur en fines importante, la friabilité et la porosité des grains. Ces caractéristiques ont pour conséquence d'affaiblir le squelette granulaire, ce qui se traduit par une diminution du module d'élasticité des matériaux. . . . "
The management of dredged sediments is a challenge for our society because of their huge volume. The contamination of heavy metals and organic micro pollutants make that the majority of dredged sediments are regarded as dangerous waste and are put in discharge. This isn't in the same point of view of the durable development policy: the French law supports the valorization so that only ultimate waste is put in discharge. In this context, Solvay Company has developed the process NOVOSOL(r) for the treatment of the dredged sediments polluted. The process comprises two stages: an immobilization of heavy metals by formation of apatite under a phosphatising reaction with acid phosphoric and a destruction of the organic matter by a calcination. The goal of this thesis is to use river sediments treated by the process NOVOSOL(r) in road base materials. Experimental studies in laboratory comprise two aspects: mechanical performance and leaching behaviour. The treated sediments by NOVOSOL(r) are introduced into road base mixes treated with cementitious binders as substitute for regular sand. The preparation of materials according to the normalized methodology in laboratory does not present any difficulty. As the treated sediments content increases, the water demand increases and the materials are less compact than reference material. This is due to the characteristics of treated sediments: important ratio of fines, friability and the porosity of granular. These characteristics have as a consequence to weaken the granular skeleton, which results in a reduction in the stiffness module of materials. On the other side, the reactivity of treated sediments NOVOSOL(r) in the matrix of cimentitious binder and a better homogeneity of materials lead to an improvement of the tensile strength. Mechanical performance of all the materials with of treated sediments NOVOSOL(r) evaluated by index of elastic quality is better than that of the reference material. .

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

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Abstract:

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

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Brackx, Gwennhaël. "Approche multidisciplinaire pour la détection de métaux lourds en environnements aquatiques." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCC004/document.

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Abstract:

La gestion de l’eau douce est un problème majeur partout dans le monde. Les activités anthropiques liées à l’industrie, à l’agriculture et à l’implantation humaine sont les principales sources de pollutions de l’eau. Afin mettre en place des politique de prévention de la pollution, de réhabilitation des environnements aquatiques ou de recyclage des eaux usées, il est nécessaire d’acquérir des données massives sur la qualité de l’eau. Or, les méthodes actuelles de suivi des contaminants présentent des coûts élevés et de faibles débits de mesure du fait de leur incompatibilité avec un déploiement sur le terrain. Ces deux freins majeurs ne permettent pas de suivre les concentrations en polluant et notamment en métaux lourds dans les milieux aquatiques à des échelles spatiales et temporelles pertinentes. Plusieurs organisations internationales, dont l’ONU, ont de ce fait recommandé le développement de nouvelles méthodes analytiques plus performantes. Nous proposons ici une technique de mesure des contaminants métalliques lourds basée sur la diffusion Raman exaltée de surface (SERS). Le SERS présente de nombreux avantages pour l’analyse environnementale dont la sensibilité, la spécificité,la rapidité de mesure, l’adaptabilité aux matrices complexes ainsi que le coût modéré d’un instrument portable. Nous détaillerons donc la construction de la sonde SERS dédiée à la quantification de l’ion métallique lourd cible Zn2+, ainsi que les traitements de données nécessaire à l’établissement d’une quantification. Puis, nous examinerons la robustesse de la méthode de quantification vis-à-vis des sources de variabilités qui seront inévitablement rencontrées dans les eaux naturelles
Freshwater management is a major problem all over the world. Anthropogenic activities related to industry, agriculture and human settlements are the main sources of water pollution. In order to makes policies for pollution prevention, rehabilitation of aquatic environments or waste water recycling, it is necessary to acquire massive data on water quality. Current contaminant monitoring methods have high costs and low frequency of measurement due to the incompatibility with field deployment. These two major brakes do not make it possible to monitor pollutant and especially heavy metal concentrations in aquatic environments at relevant spatial and temporal scales. Several international organizations, including the United Nations, have therefore recommended the development of new and better analytical methods.We propose here a technique for measuring heavy metal contaminants based on Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS), which would allow a large scale deployment in the field.SERS has many advantages for environmental analysis including sensitivity, specificity, speed of measurement, adaptability to complex matrix and the moderate cost of portable instrument. We will therefore detail the construction of the SERS probe dedicated to the quantification of the target heavy metal ion Zn2+, which is a geochemical marker of anthropogenic contamination, as well as the data processing necessary for the establishment of quantification. Then, we will examine the robustness of the method of quantification with respect to the sources of variability that will inevitably be encountered in natural waters, when used directly in the field

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

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Abstract:

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

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Mertz, Samuel. "Devenir de contaminants métalliques (Pb, Zn) depuis un dépôt minier ancien : développement d'un modèle de transport réactif." Electronic Thesis or Diss., Orléans, 2021. http://www.theses.fr/2021ORLE3152.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la gestion des anciens sites miniers contaminés en métaux et de leur effet sur l'environnement. L'objectif de cette thèse réside dans la détermination et la hiérarchisation des processus régulant le transfert des métaux au sein de résidus miniers anciens, via le développement d’un modèle de transport réactif (RTM). Premièrement, un modèle biogéochimique a été construit pour définir les processus contrôlant la mobilité de Pb/Zn issus de résidus miniers. Ce modèle a été développé via des données expérimentales de lixiviation en microcosmes acquises d’une précédente étude, impliquant plusieurs traitements : (1) résidu seul, (2) ajout de boue minière, (3) ajout de boue minière et de fumier. Les résultats ont montré que les processus de dissolution des phases porteuses contrôlaient la libération de Pb/Zn. L’ajout de boue minière favorise l’immobilisation des métaux à travers l’apport d’oxydes de fer sur lesquels le Pb/Zn s’adsorbe. L’ajout de fumier, en amplifiant la respiration microbienne et la production de CO2, favorise la baisse du pH et la désorption de Pb/Zn. Deuxièmement, un RTM a été développé comprenant : (1) une description mécaniste des processus biogéochimiques et (2) l’écoulement et le transport des solutés dans un milieu 1D à saturation variable. Il se base sur des données d’expériences de lixiviation sur une colonne métrique instrumentée, avec ou sans amendement. Les résultats ont montré une similarité des processus contrôlant de la mobilité du Pb/Zn entre les microcosmes et la colonne métrique. Le devenir à long-terme des résidus miniers a pu être évalué, sans amendement la libération de Pb/Zn ne s’achèvera pas avant 100 ans. Les résidus amendés présentent néanmoins une immobilisation durable de Pb/Zn
This thesis is part of the management of old mining sites contaminated by metals and their effect on the environment. The objective of this thesis is to determine and prioritize the processes regulating the transfer of metals within old mine tailings, via the development of a reactive transport model (RTM). Firstly, a biogeochemical model was constructed to define the processes controlling the mobility of Pb/Zn from mine tailings. This model was developed via experimental microcosm leaching data acquired from a previous study, involving several treatments: (1) tailings alone, (2) addition of mine slurry, (3) addition of mine slurry and manure. The results showed that the dissolution processes of the carrier phases controlled the release of Pb/Zn. The addition of mining slurry promotes metal immobilization through the addition of iron oxides on which Pb/Zn adsorb. The addition of manure, by amplifying microbial respiration and CO2 production, promotes the lowering of pH and desorption of Pb/Zn. Secondly, a RTM was developed including: (1) a mechanistic description of biogeochemical processes and (2) solute flow and transport in a 1D medium with variable saturation conditions. It is based on data from leaching experiments on an instrumented metric column, with and without amendment. The results showed a similarity of the processes controlling the mobility of Pb/Zn between the microcosms and the metric column. The long-term fate of the tailings could be evaluated, without amendment the release of Pb/Zn will not be completed for 100 years. Nevertheless, the amended tailings immobilize Pb/Zn on a long-term basis

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Cloquet, Christophe. "Géochimie élémentaire et isotopique des métaux lourds : applications environnementales en tissu urbain et industriel." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2005_CLOQUET_C.pdf.

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Abstract:

En 2001, Metz s'est dotée d'une usine de valorisation énergétique (UVE). L'étude du comportement minéralogique, chimique et isotopique des métaux dans les effluents de l'UVE ainsi que le traçage isotopique de l'UVE et la quantification de son impact environnemental étaient les objectifs de ce travail. Un excès de concentration est observé au niveau de la trémie 2 ainsi qu'un enrichissement en isotopes lourds du Cd et du Zn. Cette enrichissement est expliqué par un fractionnement cinétique physique à la condensation. L'analyse élémentaire et isotopique du Pb et du Zn de lichens épiphytes prélevés dans et autour de la ville de Metz, a permis d'établir des cartes de dispersion des métaux et de définir l'état des retombées atmosphériques avant la mise en service de l'UVE et le suivi environnemental de l'UVE, 2 ans après. L'application des isotopes du Cd à un site pollué révèle leur potentialité comme traceur de pollution environnementale
In 2001, an urban waste incinerator equipped for power recuperation (UVE) was installed in the city of Metz. Samples of the UVE effluents were collected to characterize the mineralogical, chemical and isotopic behaviour of the metals and their environmental impact. Excess concentrations of the heavy metals as well as heavy Cd and Zn isotopes enrichment are found in the Trémie 2 ashes. Such an enrichment can be explained by kinetic fractionation during the condensation process. Elemental and isotopic analyses of epiphytic lichens, collected from Metz and the surrounding area before the UVE, were used to construct an urban atmospheric fall-out map and the evolution 2 years after. The application of Cd isotopes to an area polluted by a smelter demonstrates the potential of Cd isotopes for tracing environmental pollutants

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Dairain, Annabelle. "Sensibilité de l’espèce bioturbatrice Upogebia cf. pusilla dans un environnement littoral soumis à différents stress : infestations parasitaires et contamination métallique." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0331/document.

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Abstract:

Les processus de bioturbation constituent un exemple classique d’ingénierie de l’écosystème. Ils sont le fait d’espèces bioturbatrices qui contribuent à la structuration physique et biogéochimique des environnements sédimentaires. Dans les environnements marins meubles, les thalassinidés comptent parmi les bioturbateurs les plus influents. Ainsi, la crevette de vase Upogebia cf. pusilla est à l’origine d’un important remaniement sédimentaire et d’une large bioirrigation des sédiments dans le bassin d’Arcachon. Ces activités de bioturbation modulent les processus de minéralisation de la matière organique et les flux biogéochimiques à l’interface eau-sédiment. L’intensité de la bioturbation de U. cf. pusilla dépend de son état physiologique, celui-ci pouvant être altéré par divers facteurs de stress. Une approche couplant études de terrain et expérimentations en laboratoire a permis d’évaluer l’influence du parasitisme et de la contamination métallique sur les activités de U. cf. pusilla. Ce travail avait pour objectifs de (1) caractériser la pression parasitaire chez U. cf. pusilla à l’échelle locale, (2) déterminer les niveaux de base des éléments métalliques chez cet organisme dans le bassin d’Arcachon et d’évaluer le potentiel rôle des parasites dans les processus d’accumulation des métaux et (3) estimer l’impact du parasitisme et de la contamination métallique, seuls et en interaction, sur U. cf. pusilla et ce à deux échelles d’organisation, moléculaire et comportementale. In situ, un suivi spatial et un suivi temporel ont permis de caractériser la dynamique spatio-temporelle de deux parasites chez U. cf. pusilla¸ un bopyre infestant la cavité branchiale (Gyge branchialis), et un trématode (Maritrema sp.), infectant l’ensemble des organes de l’animal. Au sein de leur hôte, ces deux parasites sont négativement associés, le bopyre limitant probablement les processus d’infection par le trématode. Par ailleurs, un suivi saisonnier d’un an a permis de noter de faibles concentrations en métaux chez U. cf. pusilla, dans le bassin d’Arcachon. Ces concentrations ont été mises en parallèle avec le statut parasitaire des spécimens échantillonnés. Aucune corrélation n’a été notée entre la présence des trématodes et les quantités de métaux accumulées. A l’inverse, les observations de terrain ont permis d’envisager que le parasite bopyre puisse interférer avec les processus d’accumulation des métaux chez cet organisme. Cette dernière hypothèse a été testée en laboratoire au cours d’expérimentations visant à évaluer l’influence d’une contamination métallique (en utilisant le cadmium comme contaminant modèle) et du parasite bopyre, seuls et en interaction, sur U. cf. pusilla. A l’échelle moléculaire, le bopyre n’a été associé à aucune modification de l’expression d’une dizaine de gènes cibles. Par ailleurs, à l’échelle comportementale, ce parasite réduit peu le remaniement sédimentaire de son hôte, à l’inverse de ce qui avait été montré au cours d’une étude antérieure. En ce qui concerne l’influence du cadmium, ce métal module amplement l’expression de gènes codant notamment des protéines impliquées dans la réponse au stress oxydant et dans les mécanismes de détoxication. Ces observations suggèrent que U. cf. pusilla est capable de mettre en place des mécanismes de lutte contre le stress métallique. Au niveau comportemental, le cadmium semble stimuler le remaniement sédimentaire des organismes. Finalement, les expériences « doubles stress » ont montré un effet antagoniste du bopyre et du cadmium à la fois à l’échelle génique et à l’échelle comportementale. Ainsi, cette étude souligne la complexité des interactions entre facteurs de stress multiples et la nécessité d’effectuer de telles expérimentations. [...]
Bioturbation is a typical example of ecosystem engineering. Bioturbating species are mainly epi- or endobenthic organisms, which profoundly affect the physical structure and biogeochemical properties of sediments. In marine soft-bottom environments, thalassinidean mud shrimp are considered as one of the most prominent bioturbating organisms. Among these species is the mud shrimp Upogebia cf. pusilla, which is recognized as an important sediment reworker, also significantly contributing to the bioirrigation of sediments. In fine, this species greatly modulates organic matter mineralization and biogeochemical fluxes at the sediment-water interface. The influence of U. cf. pusilla in ecosystem functioning depends on the intensity of its bioturbation and thus on its fitness. Several factors can affect the physiological status of organisms, potentially resulting in behavioural changes and causing modifications of their activities. Amongst potential stressors, we evaluated the influence of parasitism and trace metal contamination on the mud shrimp U. cf. pusilla in Arcachon Bay, France. Field surveys and laboratory experiments were undertaken in order to evaluate (1) the parasite infestation levels in the mud shrimp at the local scale, (2) the metal contamination background and potential relationship between the metal accumulation and the parasitic status of organisms in the field and (3) estimate the distinct and interactive impacts of parasitism and metal contamination on two scales of organisation, by targeting a molecular (gene expression) and a behavioural (sediment reworking) endpoint.A large spatial and temporal survey conducted in Arcachon Bay showed that at least two parasites species occur in mud shrimp: a bopyrid isopod (Gyge branchialis), living in one of the gill chambers of its host, and a trematode parasite (Maritrema sp.), infecting the whole body of mud shrimp. These two parasite species are negatively associated within their host, in which the bopyrid likely interferes with trematodes establishment. Additionally, a one year seasonal sampling demonstrated that mud shrimp displayed very low levels of metals in Arcachon Bay. The bopyrid parasite could interfere with the process of metal accumulation in mud shrimp, while such correlation was not found for the trematode parasite. Finally, complementary laboratory experiments highlighted that, at the molecular level, the bopyrid parasite did not affect the expression of the genes targeted in this study in mud shrimp. Similarly, at the behavioural level, and conversely to a previous study, the effects of the bopyrid parasite were minor, i.e. only associated to small modifications of the bioturbation activity of its host. Indeed, the intensity of the sediment reworking of mud shrimp was slightly reduced when organisms were infested with this parasite. Regarding trace metal contamination, we noticed that mud shrimp largely accumulated cadmium. This accumulation was associated to an important modulation of gene expression, especially of genes encoding proteins involved in detoxification processes, highlighting, at this organisation level, the capability of mud shrimp to deal with the deleterious effect of cadmium. At the behavioural scale, cadmium contamination positively affected the sediment reworking activity of mud shrimp. Finally, double-stress experiments evidenced an antagonistic effect of both stressors on the two targeted endpoints. This study highlights the complexity of the interactions between multiple stressors and that the response of organisms cannot be predicted from “single-stress” experiments. [...]

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

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Abstract:

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

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Pierrisnard, Françoise. "Impact de l'amendement des boues résiduaires de la ville de Marseille sur des sols à vocation agricole : comportement du Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, des hydrocarbures et des composés polaires." Aix-Marseille 3, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX30124.

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Abstract:

Les parcelles agricoles sont situees pres d'aix-en-provence sur des limons calcaires de la durance. L'etude a ete realisee trois ans apres l'epandage sur une parcelle amendee avec 75 t/ha de boues en reference a une parcelle temoin. Le devenir des metaux est defini: 1) par leurs concentrations totales dans le sol brut et en fonction de coupures granulometriques, 2) en terme de leur speciation (extractions selectives) dans les boues et dans les horizons 0-30 et 30-100 cm des parcelles amendee et temoin, 3) par leurs concentrations dans les vegetaux cultives (mais). L'horizon de surface de la parcelle amendee garde une faible signature de l'amendement pour les metaux etudies. L'horizon inferieur de la parcelle amendee presente une composition proche de l'horizon inferieur temoin. Il y a eu migration vers des horizons plus profonds et la nappe pour environ 34% du plomb, 28% du zinc, 27% du cadmium, 16% du cuivre, 8% du nickel et 5% du chrome. L'absorption des metaux par la vegetation est comparable dans les deux parcelles, sa contribution dans les bilans de transfert est negligeable. Les boues montrent une predominance des composes polaires qui sont en proportion equivalente dans les deux parcelles. Les hydrocarbures satures de la boue montrent une predominance des n-alcanes en c#1#8 et c#1#9. Dans les sols, leur longueur de chaine plus courte est caracteristique de la degradation d'une matiere organique d'origine vegetale. Les aromatiques, faiblement representes dans la boue montrent un leger enrichissement en alkylnaphtalenes dans les deux horizons de la parcelle amendee par rapport a ceux de la parcelle temoin. L'incorporation des metaux lourds et des composes organiques provenant des boues dans le sol n'est perceptible qu'au niveau de la speciation des metaux dans les compartiments du sol et de quelques molecules organiques peu biodegradables

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

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Abstract:

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

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

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Soobadar, Aneeza. "Impacts agronomiques et environnementaux de l'épandage de vinasse et de cendre de charbon/bagasse sur les terres agricoles de l'Île Maurice." Phd thesis, Université d'Avignon, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00464233.

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Abstract:

Des 85 000 hectares de terres agricoles à l'île Maurice, prés de 85% est occupé par la canne à sucre, le reste étant composé de maraîchage et des cultures fruitières. Pour assurer sa pérennité et sa viabilité économique à long terme, l'industrie cannière s'appuie dans son programme de réforme sur une revalorisation de ses sous produits en développant une industrie d'éthanol à partir de la mélasse et en utilisant plus efficacement la bagasse durant la période de récolte pour produire l'électricité. Cependant ces deux filières génèrent beaucoup de déchets (400 000 T/an de vinasse durant la distillation d'éthanol, et 40 000 T/an de la cendre de charbon/bagasse durant la production d'énergie électrique), qu'il faudrait valoriser et gérer avec le moins d'effet néfaste possible sur l'environnement. Parmi les moyens disponibles pour la gestion de ces déchets, le recyclage agricole semble être le plus attrayant du point de vue agronomique et également sous l'aspect de protection de l'environnement. Dans ce contexte pour valider cette pratique de recyclage agricole à l'Île Maurice, une étude a été entreprise pour connaître les effets de l'épandage de fortes doses de vinasse et des cendres de bagasse/charbon sur les sols, la culture de la canne à sucre et sur la qualité des ressources en eau. L'analyse de la vinasse et de la cendre de charbon et de bagasse échantillonnées à intervalle régulier de trois mois entre 2005 et 2008 a montré que leur composition chimique est très variable. Néanmoins la caractérisation de la vinasse a confirmé qu'avec sa teneur en K (moyenne de 9.37 g/L), elle est utile principalement comme engrais potassique quoiqu'à un taux de 100 m3/ha son apport en termes d'azote (moyenne de 122 kg N/ha) et en matière organique (8-15% de matière sèche) sera aussi appréciable. Des métaux lourds (Cu, Zn, Ni, Mn, Pb) étaient également présents dans la vinasse mais leurs concentrations étaient négligeables et ne dépassaient souvent pas la limite de détection du spectrophotomètre d'absorption atomique utilisé pour la mesure (5 mg/kg pour le Cu, Zn, Ni, Pb, 10 mg/Kg pour le Mn) A l'opposé de la vinasse qui est acide (pH de 4.5 en moyenne), la cendre de bagasse ou de charbon possède un pH alcalin variant entre 7.5 à 11.5, et peut de ce fait, être utilisée comme amendement pour corriger l'acidité dans les sols. Appliquée à un taux de 100 T/ha, la cendre de charbon représenterait une source importante de potassium (moyenne de 139 kg K/ha) et surtout de phosphore (moyenne de 298 kg P/ha) à la canne à sucre. Contenant très peu de métaux lourds (Cu, Zn, Ni, Mn, Pb et Hg) et en général pas de micropolluants organiques, la cendre de charbon ne risque pas d'accentuer la présence de ces polluants organiques ou inorganiques dans le sol, dans la canne à sucre ou dans la nappe phréatique. Les études au laboratoire ont par contre démontré que la cendre de bagasse/charbon était capable de fortement immobiliser par adsorption, les herbicides atrazine et hexazinone avec des valeurs de Km (coefficients de sorption) de 0.13 pour atrazine et 0.32 pour hexazinone, rendant minime le risque de transfert de ces herbicides vers la nappe souterraine. Les analyses de sol ont confirmé que l'apport de la vinasse baissait le pH (de 5.9 à 5.4 en moyenne), mais cette baisse n'était que temporaire et pas assez significative pour affecter la croissance de la canne. Le pH du sol retournait à sa valeur initiale peu de temps après l'épandage de 100 m3/ha de la vinasse. La cendre de charbon avait eu un effet inverse en augmentant le pH du sol quoique cette hausse ne fût également pas significative pour la culture de la canne. Epandues à 100 m3/ha et à 100 T/ha la vinasse et la cendre de charbon, respectivement, avaient tendance à hausser la salinité du sol qui restait toutefois bien en dessous du seuil de 1700 RS/cm acceptable pour la culture de la canne à sucre. Si la vinasse à 100 m3/ha augmentait le carbone organique dans certains sols, tel ne fut cependant pas le cas pour la cendre de charbon à 100 T/ha. La vinasse comme la cendre de charbon avait un effet positif sur le niveau de calcium et de magnésium échangeables dans le sol. Ainsi à 100 T/ha la cendre de charbon augmentait dans le sol de Pamplemousses le Ca échangeable de 3.40 à 6.61 cmol+/kg après 12 mois, tandis que durant cette même période la vinasse à 100 m3/ha, et malgré sa forte teneur en potassium, portait le Ca échangeable de 1.66 à 1.83 cmol+/kg dans le sol de Union Park. Les essais aux champs établis dans quatre localités avec des doses croissantes de vinasse (25, 50 et 100 m3/ha) ont montré que le rendement de la canne à sucre que ce soit sous forme de canne ou de sucre n'était pas affecté de façon négative par ce déchet. Au contraire les résultats obtenus durant les trois années d'étude, qui ont permis de récolter une canne vierge et deux repousses, ont démontré que la vinasse avait donné un meilleur rendement en canne (moyenne de 84.9 T/ha annuellement pour les quatre sites) que le traitement recevant NPK uniquement sous forme d'engrais minéraux (moyenne de 77.3 T/ha annuellement pour les quatre sites). Puisque tous les traitements avaient reçu le même taux d'azote et de phosphate, ce rendement plus élevé de la vinasse était A part une meilleure nutrition potassique, probablement dû à une amélioration de la qualité du sol grâce aux matières organiques apportées par la vinasse. D'autre part, la cendre de charbon à 100 T/ha était définitivement néfaste à la canne à sucre comme indiqué par le rendement en canne plus faible (moyenne de 67.5 T/ha annuellement pour les quatre sites). A 50 T/ha, l'effet de la cendre de charbon sur le rendement dépendait du type de sol, étant plus affecté dans les sols lessivés comme à Belle Rive que dans les sols moins lessivés de la zone sous humide comme à Pamplemousses. En raison de leur faible teneur en métaux lourds, la vinasse aussi bien que la cendre de charbon n'ont pas d'effet sur la concentration des métaux lourds présents dans la canne à sucre. Pour connaître l'effet de l'épandage de 100 m3/ha de vinasse et de 100 T/ha de cendre de bagasse sur la qualité des eaux souterraines, l'eau percolant après chaque grosse pluie à un mètre de profondeur sous des lysimètres établis sur deux sites avec une pluviométrie différente (1500 mm/an à Réduit et plus de 3500 mm/an à Belle Rive) avait été recueillie et analysée durant la période 2005 à 2008. Les résultats ont montré que la vinasse à 100 m3/ha n'accentuait pas les pertes d'azote sous forme de nitrate. Les métaux lourds les plus mobiles en l'occurrence le cuivre, le zinc et le nickel ont également été retrouvés dans les percolâts mais leurs teneurs restaient bien en dessous des seuils recommandés pour l'eau potable préconisé par l'Organisation Mondiale de la Santé , c'est-à-dire, 1mg Cu/L, 5mg Zn/L et 0.02 mg Ni/L. Les résultats de quenching de fluorescence de la matière organique dissoute de la vinasse et de ses fractions (issues de la dialyse) avec le cuivre ont confirmé une bonne complexation entre cette matière organique dissoute et le cuivre. La cendre de bagasse n'avait pas engendré une présence plus prononcée des métaux lourds et des micropolluants organiques dans les eaux drainant à un mètre de profondeur des lysimètres. La seule différence remarquée entre la vinasse et la cendre de bagasse, était une capacité accrue de cette dernière à mobiliser le nitrate dans le sol. Ainsi suite à l'apport de 100 T/ha de cendre de bagasse, la concentration du nitrate dans les percolâts avait durant la période de novembre 2005 à février 2008 dépassé en de nombreuses occasions à Belle Rive et Réduit respectivement, le seuil de 10 mg N-NO3- /L recommandé pour l'eau potable par l'Organisation Mondiale de la Santé. En conclusion, cette étude a donné des résultats forts intéressants et valables qui indiquent que si l'épandage des fortes doses de vinasse peut être accepté, celle de la cendre de charbon est à éviter puisqu'elle n'est pas sans conséquence nuisible pour les sols ou les cultures et même les eaux souterraines. En effet, les fortes doses de cendre de charbon dans les champs de canne à l'île Maurice, conduiraient à une baisse de production et à une pollution plus accentuée de la nappe souterraine par le nitrate

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Marchand, Cyril. "Origine et devenir de la matière organique des sédiments de mangrove de Guyane française : précurseurs, environnements de dépôt, processus de décomposition et relation avec les métaux lourds." Orléans, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005908.

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Abstract:

L'originalité des mangroves de Guyane résulte de leur association avec la ceinture sédimentaire mobile se développant de l'Amazone à l'Orénoque. Cette zone côtière tropicale se caractérise par des remaniements sédimentaires importants et extrêmement rapides. Une double problématique s'imposait, avec les conditions de stockage de la matière organique (MO) dans les sols de mangroves, et l'étude de ses interactions avec la fraction minérale. Cette étude nous a permis de : i) déterminer les relations entre géochimie du substrat et paramètres externes ; ii) identifier les relations entre évolution des populations végétales de la mangrove et composition des MO particulaires et dissoutes ; iii) identifier les processus précoces de la diagenèse organique, ainsi que des chemins et des produits de décomposition de la MO ; iv) déterminer l'extension de la contamination en métaux lourds, ainsi que l'impact de la diagenèse organique et des processus d'oxydo-réduction sur le comportement des métaux.

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Caland, Fabrice. "Décomposition tensorielle de signaux luminescents émis par des biosenseurs bactériens pour l'identification de Systèmes Métaux-Bactéries." Phd thesis, Université de Lorraine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00934507.

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Abstract:

La disponibilité et la persistance à l'échelle locale des métaux lourds pourraient être critiques notamment pour l'usage futur des zones agricoles ou urbaines, au droit desquelles de nombreux sites industriels se sont installés dans le passé. La gestion de ces situations environnementales complexes nécessitent le développement de nouvelles méthodes d'analyse peu invasives (capteurs environnementaux), comme celles utilisant des biosenseurs bactériens, afin d'identifier et d'évaluer directement l'effet biologique et la disponibilité chimique des métaux. Ainsi dans ce travail de thèse, nous avons cherché à identifier, à l'aide d'outils mathématiques de l'algèbre multi-linéaire, les réponses de senseurs bactériens fluorescents dans des conditions environnementales variées, qu'il s'agisse d'un stress engendré par la présence à forte dose d'un métal ou d'une carence nutritive engendrée par son absence. Cette identification est fondée sur l'analyse quantitative à l'échelle d'une population bactérienne de signaux multidimensionnels. Elle repose en particulier sur (i) l'acquisition de données spectrales (fluorescence) multivariées sur des suspensions de biosenseurs multicolores interagissant avec des métaux et sur (ii) le développement d'algorithme de décomposition tensoriels. Les méthodes proposées, développées et utilisées dans ce travail s'efforcent d'identifier " sans \textsl{a priori} " (\textsl{a minima}), la réponse fonctionnelle de biosenseurs sous différentes conditions environnementales, par des méthodes de décomposition de tenseurs sous \hyphenation{con-train-tes} des signaux spectraux observables. Elles tirent parti de la variabilité des réponses systémiques et permettent de déterminer les " sources " élémentaires identifiant le système et leur comportement en fonction des paramètres extérieurs. Elles sont inspirées des méthodes CP et PARALIND . L'avantage de ce type d'approche, par rapport aux approches classiques, est l'identification unique des réponses des biosenseurs sous de faibles contraintes. Le travail a consisté à développer des algorithmes efficaces de séparations de sources pour les signaux fluorescents émis par des senseurs bactériens, garantissant la séparabilité des sources fluorescentes et l'unicité de la décomposition. Le point original de la thèse est la prise en compte des contraintes liées à la physique des phénomènes analysés telles que (i) la parcimonie des coefficients de mélange ou la positivité des signaux "source", afin de réduire au maximum l'usage d'a priori ou (ii) la détermination non empirique de l'ordre de la décomposition (nombre de sources). Cette posture a permis aussi d'améliorer l'identification en optimisant les mesures physiques par l'utilisation de spectres synchrones ou en apportant une diversité suffisante aux plans d'expériences. L'usage des spectres synchrones s'est avéré déterminant à la fois pour améliorer la séparation des sources de fluorescence, mais aussi pour augmenter le rapport signal sur bruit des biosenseurs les plus faibles. Cette méthode d'analyse spectrale originale permet d'élargir fortement la gamme chromatique des biosenseurs fluorescents multicolores utilisables simultanément. Enfin, une nouvelle méthode d'estimation de la concentration de polluants métalliques présents dans un échantillon à partir de la réponse spectrale d'un mélange de biosenseurs non-spécifiques a été développée.

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

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Abstract:

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

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Rouyer, Philippe. "Spéciation et élimination des métaux lourds dans les résidus de digestion anaérobie des déchets urbains." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20241.

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Abstract:

Cette etude montre qu'il est necessaire d'effectuer la determination des formes sous lesquelles les metaux lourds sont presents dans les residus de digestion anaerobie des dechets urbains, pour comprendre tous les phenomenes qui regissent la reactivite de ces micropolluants. La speciation des metaux lourds est alors realisee grace a des fractionnements granulometriques, des techniques electrochimiques et une modelisation des equilibres thermodynamiques adaptee a des substrats de composition heterogene. La digestion anaerobie fixe les metaux lourds a des matieres en suspension de faibles dimensions, sous des formes tres stables constituees essentiellement de precipites avec les sulfures. Ceci reduit considerablement les risques de toxicite et la mobilite des metaux lourds dans l'environnement, toutefois une elimination des metaux contenus dans les residus de digestion anaerobie s'en trouve alors defavorisee

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Sadaoui, Zahra. "Etude des conditions de récupération de métaux lourds contenus dans les rejets aqueux, par ultrafiltration assistée : cas du chrome hexavalent." Aix-Marseille 3, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX30078.

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Abstract:

Ce travail porte sur un procede de recuperation de metaux lourds toxiques, notamment le chrome hexavalent, contenus dans des rejets aqueux industriels. Nous avons etudie l'ultrafiltration assistee par des tensioactifs et les conditions operatoires de sa mise en uvre pour recuperer des metaux lourds. Compte tenu de la faible taille des ions metalliques en solution, il est necessaire de les engager dans des edifices plus volumineux pour appliquer un procede membranaire susceptible de traiter de grands debits d'effluents. Notre etude met en evidence l'efficacite du procede de depollution des effluents contenant le chrome hexavalent seul ou en melange avec d'autres ions metalliques (le cadmium et le nickel). Des conditions operatoires douces et flexibles permettent d'epurer les effluents contenant plusieurs centaines de fois la norme de rejet. Les phenomenes physico-chimiques impliques dans la separation recherchee ont ete egalement etudies et l'ecoulement a travers la membrane a ete modelise. Enfin, sont precises, les elements qui permettent un premier calcul technico-economique du procede pour son application industrielle

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Tschirhart, Céline. "Ressources, flux et territoires : une géographie insoupçonnée du mercure le long du Rio Beni (Bolivie)." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/TSCHIRHART_Celine_2010.pdf.

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Abstract:

Notre société est fortement marquée par des préoccupations autour de questions de pollution et de ses conséquences sur les milieux et sur la santé humaine. Les métaux lourds, dont le mercure, font partie de ces substances menaçant la santé humaine. Particulièrement présent dans l’environnement amazonien, le mercure s’accumule dans la chaîne alimentaire aquatique, les populations dont l’alimentation repose sur le poisson sont donc exposées au risque de contamination. C’est le cas des populations de quinze villages riverains du Río Beni, en Amazonie bolivienne. Il existe pourtant des disparités significatives de contamination d’un village à l’autre. Il convient donc de se demander quels sont les déterminants spatiaux et sociaux de ces contrastes. Cette recherche montre que les disparités de contamination sont liées à des disparités d’exploitation des ressources, qui sont elles-mêmes la résultante d’un système socio-spatial envisagé à plusieurs échelles. Le système pathogène de la contamination mercurielle le long du Río Beni fait ainsi intervenir la situation géographique, les formes d’organisation communautaire, la construction historique des villages, les formes de gestion des ressources, les liens sociaux avec des acteurs externes, la cohérence des territoires dans lesquels s’inscrivent les communautés, montrant ainsi qu’il n’y a pas de fatalité face au risque mercuriel. L’approche géographique permet de dégager des déterminants insoupçonnés de la contamination mercurielle, qui peuvent servir de fondement à des politiques d’aménagement et de développement le long du Río Beni. Au prix d’adaptations contextuelles et à la condition essentielle que les recherches soient résolument interdisciplinaires, une approche géographique sur l’exposition sur le long terme à de faibles doses de polluants pourrait apporter une compréhension nouvelle des systèmes complexes menant à l’exposition différenciée de populations
Our human society is at present becoming increasingly concerned with issues of pollution and with the impact of this pollution on environment and human health. Among those health- endangering substances are heavy metals, including mercury. The latter, which is notably present in the Amazon environment, accumulates in the aquatic food chain and becomes a hazard to people whose staple diet is fish. In the Bolivian Amazon the populations of fifteen villages on the Río Beni riverbanks are thus exposed to it. However, as significant differences in contamination levels can be observed from one village to the next, the factors causing these discrepancies along the river need to be studied more carefully. This study shows that contamination differences vary with differences in resource management (such as farming, fishing, hunting, fruit gathering, logging, employment work, trading,. . . ) which result from a socio-spatial system, which is examined on different scales. The pathogenic system of mercury contamination along the Río Beni includes the geographical situation, the types of community organization, the history of these villages, the types of resource management, the social links with external actors, the coherence of the territories in which these villages are located. Consequently, mercury contamination is not inevitable. This geographical approach helps to identify unsuspected factors of mercury contamination that can serve to lay the foundations for planning and development policies along the Río Beni. With adjustments made to the context and with the capital condition that the research work is resolutely interdisciplinary, a geographical approach of long-term exposure to low doses of pollutants could shed a new light on complex systems leading to the contrasted exposure of populations

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Venditti, Danielle. "Sols industriels contaminés par les métaux : caractérisation biogéochimique, approche biomoléculaire de la diversité microbienne et faisabilité d'un traitement de dépollution." Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10325.

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Meillère, Alizée. "Influence de l’environnement urbain sur les passereaux : une approche éco-physiologique et éco-toxicologique." Electronic Thesis or Diss., La Rochelle, 2015. http://www.theses.fr/2015LAROS015.

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Abstract:

L’urbanisation grandissante est certainement à l’heure actuelle parmi les phénomènes à l’origine des changements les plus importants induits par l’homme sur notre planète, et soulève donc de nombreuses questions concernant les conséquences d’une telle perturbation de l’environnement sur la biodiversité. La vie urbaine est souvent caractérisée par des conditions jugées comme contraignantes (fragmentation, dégradation et perte d’habitats, pollutions chimiques, sonores et lumineuses accrues, etc.) pouvant avoir des effets néfastes sur les vertébrés. Cependant, les mécanismes par lesquels l’urbanisation affecte la faune sauvage sont encore très mal compris. Dans ce contexte, l’objectif central de ce doctorat est d’améliorer notre compréhension de l’influence de l’urbanisation sur les espèces de vertébrés évoluant dans les environnements urbains. Pour cela, nous avons exploré, d’une part, l’influence globale de l’urbanisation, et d’autre part, l’impact spécifique de certaines contraintes caractéristiques des milieux urbains (pollution par les métaux lourds et pollution sonore) sur les passereaux, en utilisant une approche fonctionnelle intégrant notamment des études éco-physiologiques et éco-toxicologiques. Ainsi, nous avons mis en évidence que les passereaux urbains ne sont pas contraints énergétiquement par leur environnement pendant leur vie adulte, mais qu’en revanche, les conditions fortement modifiées des milieux urbains pourraient contraindre les individus pendant leur développement. De plus, nous avons montré que l’urbanisation est effectivement associée à une contamination par les métaux lourds plus importante, et surtout que des niveaux plus élevés de ces contaminants sont associés à des niveaux de corticostérone plus élevés (degrés de stress plus importants). Enfin, l’étude expérimentale de l’impact de la pollution sonore sur des paramètres très souvent négligés jusque-là (développement, physiologie, comportement anti-prédateur), nous a permis de montrer que le bruit d’origine anthropique pouvait avoir des effets particulièrement complexes sur le développement des vertébrés avec de possibles conséquences à long terme. L’ensemble de ces travaux soulignent l’importance d’évaluer l’impact des perturbations d’origine anthropique sur le développement phénotypique des individus afin de mieux comprendre l’influence de l’environnement urbain sur les populations de vertébrés
Consistent expanding urbanization is certainly among the most important human-induced environmental changes facing our planet today, and thus raises important questions regarding the consequences of such environmental disturbance on biodiversity. Urban life is often characterized by constraining environmental conditions (e.g., fragmentation, degradation and loss of habitats, increased noise, light, and chemical pollutions) that can have detrimental effects on wild vertebrates. However, the mechanisms through which urbanization affects wildlife are still poorly understood. In this context, the main objective of this doctoral research is to improve our understanding of the influence of urbanization on vertebrate species that are able to live in urban environments. To this end, we explored both the global influence of urbanization and the impact of specific factors associated with urban life (heavy metals and noise pollutions) on passerine birds, using a mechanistic approach including eco-physiological and eco-toxicological studies. We demonstrated that urban passerines are not energetically constrained by their environment during their adult life, but conversely, that the altered environmental conditions of urban environments could constrain individuals during their development. Furthermore, we showed that urbanization is indeed associated with an increased heavy metal contamination, and most importantly, that higher levels of these contaminants are related to higher corticosterone levels (i.e., elevated stress levels). Finally, using an experimental approach to study the impact of noise pollution on several parameters that have often been overlooked (development, physiology, anti-predator behaviour), we showed that anthropogenic noise can have particularly complex effects on vertebrate’s development, with possible life-long consequences for developing birds. Overall, our results emphasize the importance of investigating the impact of human-induced environmental changes on the phenotypic development of individuals to better understand the influence of urban environments on vertebrate populations

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Zangué, Adjia Henriette. "Adsorption des métaux lourds des eaux usées par les argiles alluviales de l'Extrême-Nord Cameroun." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0389/document.

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Abstract:

Le développement industriel et urbain accroit la pollution des eaux au Cameroun. Il faut donc rechercher des méthodes de dépollution peu onéreuses et de mise en oeuvre facile. L'objectif de ce travail était d'éliminer les métaux lourds (Cu2+, Pb2+, Hg2+, Cr3+) des eaux usées, par adsorption sur de l'argile brute ou traité thermiquement. L'argile alluviale prélevée dans la région de l'Extrême Nord du Cameroun est essentiellement composée de smectite (46%), kaolinite (38%), interstratifiés (10%) et quartz (5%). Les formules structurales sont (Si3,42Al0,58)(Al0,87Fe0,96Mg0,17)O10(OH)2(C+)0,75 , pour la smectite et Si2Al1,95Fe0,05O5(OH)4. pour la kaolinite. Les cations de métaux lourds s'adsorbent très rapidement sur l'argile brute ; la température et le pH de la solution influencent peu leur adsorption. L'affinité de l'argile pour Cu2+, et Pb2+ est très forte mais faible pour Hg2+ et Cr3+. Le mécanisme proposé est l'échange cationique et la complexation de surface pour l'adsorption de Cu2+, Pb2+ et Cr3+ et un mécanisme de spéciation pour l'adsorption de Hg2+. Les boulettes obtenues par traitement thermique de l'argile au dessus de 500°C sont stables en solution et montrent une bonne capacité d'adsorption des métaux lourds. Les boulettes sont moins efficaces que l'argile brute, mais leur utilisation, évitant la séparation solide-liquide, après adsorption est plus facile
The industrial and urban development increases the water pollution in Cameroon. It becomes imperative to develop inexpensive and easy to manage remediation methods. This work aimed at eliminating heavy metals (Cu2+, Pb2+, Hg2+, Cr3+) from water by adsorption on raw or heat treated clay. The alluvial clay sampled in the far North of Cameroon mainly contains smectite (46%), kaolinite (38%), interlayers (10%) and quartz (5%). The structural formulas are : (Si3,42Al0,58)(Al0,87Fe0,96Mg0,17)O10(OH)2(C+)0,75 for the smectite and Si2Al1,95Fe0,05O5(OH)4 for the kaolinite. The heavy metals cations fastly adsorb on raw clay, the temperature and the pH have not much influence on their adsorption. The clay affinity in relation to Cu2+, and Pb2+ is very strong whereas it is low for Hg2+, Cr3+. For the adsorption of Cu2+, Pb2+ and Cr3+ the proposed mechanisms are the cation exchange and the complexation while for the Hg2+, a mechanism of speciation is involved. The pellets obtained by thremic treatment of the clay above 500°C are stable in solution and they have a good capacity for heavy metals adsorption. Performances of the pellets are lower than those of raw clay, however, their use is easier since they do not need solid-liquid separation after adsorption

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Gammoudi, Ibtissem. "Biocapteur à base de bactéries pour le contrôle environnemental." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00985827.

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Abstract:

Notre projet vise la conception d'un biocapteur ultra-sensible à base de bactéries pour la détection de métaux lourds (contrôle environnemental). Ces travaux concernent le développement de systèmes impédimétriques et à ondes acoustiques de Love, associés à une puce microfluidique et fonctionnalisés par des bactéries Escherichia coli immobilisées sur une multicouche de polyélectrolytes déposés par la méthode " Layer by Layer " . L' étude fondamentale des interactions physiques-chimiques-biologiques mises en jeu lors des étapes de fonctionnalisation du capteur, et de son application à la détection de cadmium et de mercure, est également abordée, à travers le suivi en temps réel par le capteur acoustique, ainsi que par microscopie à force atomique en milieu sec ou liquide.Des seuils de détection inférieurs à 10-12M en quelques minutes ont été observés.

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Michel, Caroline. "Bioremédiation du chrome par les bactéries sulfato-réductrices." Aix-Marseille 1, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX11043.

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Abstract:

La mise au point de procédés mettant en oeuvre des micro-organismes peut être un moyen efficace et écologique pour décontaminer de milieux pollués par des métaux lourds (bioremédiation). Les bactéries sulfato-réductrices (BSR) sont de bonnes candidates pour ce type d'applications : ces bactéries anaérobies peuvent réduire des métaux tels que le Cr (VI) en Cr(III) moins toxique et insoluble, ce qui permet de l'extraire d'un effluent ou de l'immobiliser dans un sol. La réduction des métaux par les BSR est chimique (via l'H2S produit par le métabolisme) et enzymatique (via des métalloprotéines). Le but de ce travail a été de caractériser la réduction enzymatique du Cr(VI) par les BSR à un niveau cellulaire et moléculaire. Une meilleure compréhension de ce processus est indispensable pour optimiser la capacité de bioremédiation des BSR dans des bioprocédés, et pour sélectionner des enzymes pour la conception des réacteurs à enzymes ou de biocapteurs. Nous avons comparé différentes souches de BSR pour la réduction enzymatique du Cr (VI), et sélectionné "Desulfomicrobium norvegicum". Cette souche peut croître en présence de 500 [mu]M Cr (VI), même si à cette concentration le chromate induit un stress (augmentation de la phase de latence, allongement des cellules,. . . ), et a ainsi été choisie pour des essais en bioréacteurs par la COGEMA et le BRGM. L'activité Cr(VI)-réductase a été comparée chez différents cytochromes c3 (cytochromes polyhémiques ayant des hèmes de potentiels redox négatifs) et chez des mutants obtenus par mutagénèse dirigée. Les résultats suggèrent le rôle d'un potentiel d'oxydo-réduction très électronégatif dans l'activité métal-réductase. Nos résultats ont montré pour la première fois une activité métal-réductase chez les hydrogénases ) [Fe] et à [Ni-Fer], partenaires physiologiques des cytochromes c3. L'interaction Cr(VI)/cytochrome c3 a été étudiée par RMN, RPE et électrochimie. Les résultats obtenus ont permis (i) de déterminer le site de fixation du Cr(VI) et la stoechiométrie de la réaction, et (ii) de proposer un modèle de transfert d'électrons entre le cytochrome et le Cr (VI). Ainsi, Cr(VI) se fixe sur des lysines situées près de l'hème IV du cytochrome, et reçoit les électrons nécessaires à sa réduction via l'hème IV grâce à un transfert intramoléculaire d'électrons des hèmes I et III vers l'hème IV.

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Rigollet, Virginie. "Evolution saisonnière des concentrations en métaux lourds dans les herbiers à "Zostera marina L. " de l'étang de Thau (France) et de la lagune de Venise (Italie) : relation plante-sédiment." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20046.

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Deredjian, Amélie. "Les métaux lourds dans les écosystèmes anthropisés : une pression favorisant la sélection de pathogènes opportunistes résistants à des antibiotiques ?" Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00834182.

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Abstract:

Pseudomonas aeruginosa et Stenotrophomonas maltophilia, pathogènes opportunistes majeurs, pourraient acquérir leur résistance aux antibiotiques dans l'environnement, sous la pression exercée par les métaux lourds par co-sélection de résistance. Nous avons tout d'abord évalué la distribution et l'abondance de ces espèces dans un large panel de sols d'origine géographique différente (France et Afrique) et évalué l'influence d'activités anthropiques susceptibles d'exposer les sols en éléments métalliques sur cette distribution. Alors que la présence de P. aeruginosa est sporadique et plutôt liée à un apport exogène, S. maltophilia est présente dans tous les sols étudiés, suggérant son endémicité. L'évaluation des résistances des souches isolées de ces sols a également montré des différences entre les deux espèces. Les souches environnementales de P. aeruginosa sont pour la plupart caractérisées par un phénotype sauvage alors que celles de S. maltophilia présentent une grande diversité de phénotypes en fonction des sites, parfois similaires à ceux de souches cliniques. Cette diversité peut être attribuée à l'adaptation aux conditions environnementales très différentes rencontrées mais il est difficile d'attribuer précisément aux métaux un rôle dans la co-sélection de ces résistances. L'étude menée sur la communauté bactérienne d'un sol contaminé a également permis de mettre en évidence une forte proportion de bactéries résistantes à différents antibiotiques représentée par des espèces qualifiées de pathogènes opportunistes ainsi que la présence du gène blaIMP, permettant la résistance à l'imipénème, utilisé en milieu clinique pour le traitement de clones multi-résistants.

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Marchand, Cyril. "Origine et devenir de la matière organique des sédiments de mangroves de Guyane française. - Précurseurs, Environnements de dépôt, Processus de décomposition et Relation avec les métaux lourds –." Phd thesis, Université d'Orléans, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005908.

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Abstract:

L'originalité des mangroves de Guyane résulte de leur association avec la ceinture sédimentaire mobile se développant de l'Amazone à l'Orénoque. Cette zone côtière tropicale se caractérise par des remaniements sédimentaires importants et extrêmement rapides. Une double problématique s'imposait, avec les conditions de stockage de la matière organique (MO) dans les sols de mangroves, et l'étude de ses interactions avec la fraction minérale. Cette étude nous a permis de :
i) déterminer les relations entre géochimie du substrat et paramètres externes ;
ii) identifier les relations entre évolution des populations végétales de la mangrove et composition des MO particulaires et dissoutes ;
iii) identifier les processus précoces de la diagenèse organique, ainsi que des chemins et des produits de décomposition de la MO ;
iv) déterminer l'extension de la contamination en métaux lourds, ainsi que l'impact de la diagenèse organique et des processus d'oxydo-réduction sur le comportement des métaux.

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Zysk, Janusz. "Modeling of the atmospheric dispersion of heavy metals over Poland." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1169/document.

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Abstract:

Modélisation de la dispersion atmosphérique des métaux lourds émis par l'industrie énergétique polonaise.De nombreuses études ont mis en évidence les impacts néfastes de la contamination en métaux lourds de l'atmosphère. Une attention particulière est porté au mercure, au plomb et au cadmium qui font l'objet du protocole d'Aarhus sur les métaux lourds (1998). Les parties signataires (incluant la Pologne) s'obligent à réduire les émissions et à obsrver et suivre les niveaux de contamination dans l'environnement.La Pologne est un des plus gros émetteurs de mercure, de plomb et de cadmium en Europe du fait de l'exploitation de centrale à charbon pour la production d'énergie. Des efforts de recherche sont à réaliser pour étudier la contamination par les métaux lourds. Les objectifs de ce travail sont :• de développer et utiliser un modèle pour représenter la dispersion atmosphérique du mercure dans la plate-forme de modélisation numérique Polyphemus.• d'étudier la dispersion en Europe et en Pologne des émissions du secteur de l'industrie énergétique.Pour satisfaire ces objectifs un nouveau schéma chimique pour le mercure a été implémenté dans la plate-forme de modélisation numérique Polyphemus. Une revue de la littérature scientifique a montré que la chimie du mercure restait mal connue. Cela implique des différences dans les modèles établis jusqu'à présent. Ceux-ci diffèrent également de par leur façon de représenter les processus de retrait de l'atmosphère. Le mercure gazeux élémentaire (GEM) présente des concentrations relativement uniformes dans l'espace. Les concentrations des formes oxydées et les dépôts au contraire présentent de forts gradients dans l'espace.Ce travail a mis en évidence la sensibilité des résultats à plusieurs composantes du modèle. Dans le schéma chimique, les chemins d'oxydation du GEM par le radical hydroxyle, l'ozone et les composés bromés dominent en phase gazeuse. En phase aqueuse les réactions de réduction dominent. Toutes ces réactions ont un impact critique sur les concentrations et les dépôts des formes oxydées du mercure mais faible sur le GEM. Dans ce modèle, le dépôt sec du GEM est un des principaux processus de retrait du mercure atmosphérique. Ce relativement fort flux de dépôt de GEM diffère significativement des précédents modèles qui souvent néglige ce processus. Il a également était mis en évidence que les flux de dépôt humide sont sensibles aux paramètres du modèle de lessivage.Les résultats de simulation montrent que l'industrie énergétique est responsable de 80% des dépôts humides de mercure près des grosses sources ponctuelles. La contribution des émissions nationales sur l'ensemble du pays se limite toutefois à un peu plus de 21% pendant l'hiver, lorsque de grandes quantités de charbon sont brûlées. L'impact des émissions de cadmium et de plomb est comparativement plus faible. Les simulations montrent un impact maximal de 30% et 10% pour le cadmium et le plomb respectivement à proximité des sources.De manière générale de plus nombreuses observations de concentrations et de dépôt de métaux lourds seraient utiles pour une meilleure évaluation des modèles
Modelling of atmospheric transport of heavy metals emitted from Polish power sectorMany studies have been conducted to investigate the atmospheric heavy metals contamination and its deposition to ecosystems. The increasing attention to mercury pollution has been mainly driven by the growing evidence of its negative impacts on wildlife, ecosystems and particularly human health. Lead and cadium are also toxics which are being emitted into the atmosphere by anthropogenic as well as natural sources. The harmful influence of these three heavy metals was underlined in the Aarhus Protocol on Heavy Metals of 1998. The Parties of this protocol (including Poland) are obligated to reduce emissions, observe the transport and the amounts of lead, mercury and cadmium in the environment.Poland is one of the biggest emitter of mercury, lead and cadmium in Europe mainly due to emission from coal combustion processes. Therefore in Poland, research efforts to study the heavy metals emission, atmospheric transport, concentration and deposition are extremely important. The objectives of this work were twofold:• The practical objective was to develop and run a model to represent the atmospheric dispersion of mercury and to implement it in the air quality modelling platform Polyphemus.• The scientific objective was to perform heavy metals dispersion studies over Europe and detailed studies of the impact of the polish power sector on the air quality regarding mercury, cadmium and lead.To meet the declared aim, a new mercury chemical model was implemented into the Polyphemus air quality system. The scientific literature was reviewed regarding mercury chemistry and mercury chemical models. It can be concluded that the chemistry of mercury is still not well known. The models also differ in the way of calculating the dry and wet deposition of mercury. The elemental gaseous mercury ambient concentrations are evenly distributed, on the contrary, high variations in the spatial gradients of reactive gaseous and particulate forms of mercury air concentrations and deposition fluxes were noted.This study shows that many components of the developed model have crucial impacts on the results. In the model of mercury chemistry, the most effective pathway in the gaseous phase are the oxidation of gaseous elemental mercury by hydroxyl radical, ozone and most of all bromine oxide radicals, while in the aqueous phase the reduction reactions of elemental mercury dominate. These reactions have a crucial influence on the mass balance of reactive mercury, but a rather low influence on gaseous elemental mercury (GEM). In this model, dry deposition of gaseous elemental mercury is the prevailing process for removing mercury from the atmosphere. Dry deposition of GEM over land is equally distributed, due to almost uniform ambient concentrations. The relatively high dry deposition flux of gaseous elemental mercury has a huge influence on the presented results and differs significantly from other models where the dry deposition of GEM is often not taken into account. It was also shown that a change in the calculation of the scavenging coefficients or representative raindrop diameter for in-cloud scavenging has a significant impact on the amount of wet deposited mercury.The detailed results show that the Polish power sector can be responsible for up to 80% of wet deposited mercury near large emission sources. The contribution from national sources over whole Poland reaches 21% during the winter heating season when large quantities of coal are burned in the domestic sector and additionally the power sector activity is at its highest. The impact of emissions of cadmium and lead from the power sector is lower compared to the obtained results for mercury. The modelling results showed maximal impacts of 30% and 10% for cadmium and lead near large power sector sources on the ambient concentrations and deposition. Wider measurements of heavy metals are very much needed

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Caille, Nathalie. "Mobilité et phytodisponibilité du mercure dans des dépôts de sédiments de curage." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL027N.

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Abstract:

La mise en dépôt de sédiments de cours d'eau contenant de fortes teneurs en mercure représente un risque potentiel de contamination pour l'environnement. Une expérience de remise en suspension en batch et des extractions chimiques sélectives ont permis d'estimer la mobilité du mercure au sein d'un sédiment de curage fortement contaminé au cours de son aération progressive. Afin de mettre en évidence les transferts de mercure dans le système sédiment-plante, des cultures en pot de chou, de colza, de fétuque rouge et de ray-grass ont été réalisées à partir de ce même sédiment avec ou sans marquage radioactif par l'isotope 203 Hg. Au cours de l'aération du sédiment, le mercure est rapidement mis en solution puis se réadsorbe fortement à la phase solide. La concentration maximale de mercure solubilisée ne représente cependant que 0,15 % de la teneur totale en mercure du sédiment. Dans le sédiment oxydé, plus de 85 % du mercure se trouve dans la fraction fine (< 20 [micro]m) d'où il est difficilement extractible. Trois modes de contamination des parties aériennes des espèces végétales testées dans ce travail ont été mis en évidence: (i) une translocation de mercure via les racines (ou absorption racinaire), (ii) un dépôt sec de particules contaminées en mercure à la surface des feuilles et (iii) une absorption de mercure volatilisé à partir du substrat (ou absorption foliaire directe). 1 Le marquage radioactif du sédiment confirme la faible solubilité du mercure au sein du substrat et met en évidence une volatilisation relativement importante de mercure à partir de celui-ci. Les résultats obtenus 1montrent que l'absorption foliaire (voie iii) est le mode de contamination dominant. D'autre part, la translocation du mercure des racines vers les parties aériennes (voie ii) reste limitée et varie selon les espèces. Elle représente près d'un tiers de la teneur mesurée dans les feuilles du colza, un dizième dans les feuilles du chou et est négligeable dans les feuilles de la fétuque rouge. Les préoccupations actuelles des gestionnaires de sites de dépôt sont la limitation de l'envol des poussières et la réduction de leur transport vers des zones initialement non contaminées. Cependant, selon les résultats de cette étude, l'émission de formes volatiles de mercure,. . .

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Salvarredy, Aranguren Matías Miguel. "Contamination en métaux lourds des eaux de surface et des sédiments du Val de Milluni (Andes Boliviennes) par des déchets miniers : approches géochimique, minéralogique et hydrochimiques." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/456/.

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Abstract:

Sur le site minier de Milluni (Bolivie, Altiplano, 4800 m asl), la contamination des eaux de surface et des sédiments par les métaux lourds a été étudiée en combinant des approches géochimiques, minéralogiques et hydrochimiques. Pour les différents métaux, les sources minérales de la contamination ont été établies, ainsi que les processus géochimiques d'altération des minéraux primaires en minéraux tertiaires. La compréhension des mécanismes géochimiques en jeu et les bilans réalisés ont permis de déterminer les origines et les modes de transport et de contrôle des métaux dans cet environnement. Enfin, les carottages des sédiments lacustres et des tourbières ont permis d'évaluer l'évolution historique de la contamination en métaux lourds, notamment au cours du siècle dernier
Heavy metal contamination has been investigated in the Milluni valley (Bolivia, high plateau, 4800 m asl) combining geochemical, mineralogical and hydrochemical approaches. For each metal, the mineral source was determined, as well as the geochemical process leading to the weathering of primary minerals into tertiary minerals. The knowledge of the ongoing geochemical processes and of the hydrochemical budgets allowed to determining the origin, the transport pathways and the control parameters of the metals in this environment. Finally, the cores in lake sediments and in peat-bogs of the valley allowed assessing the historical behaviour of heavy metal contamination, especially during the last century

Dissertations / Theses on the topic 'Métaux lourds – Environnement'

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