Dissertations / Theses: 'Seiches – Teneur en mercure'

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Minet, Antoine. "Bioaccumulation and effects of mercury in cuttlefish in the context of ocean acidification." Electronic Thesis or Diss., La Rochelle, 2022. http://www.theses.fr/2022LAROS039.

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Abstract:

La seiche commune, Sepia officinalis, est un céphalopode côtier connu pour ses performances écophysiologiques soutenues par un large répertoire de comportements lui permettant, malgré son cycle de vie court, de tenir un rôle central dans les réseaux trophiques. Cependant, elle est également connue pour accumuler efficacement les éléments métalliques tel que le mercure (Hg), un contaminant neurotoxique sous sa forme organique (methylmercure ; MeHg). De plus, dans le contexte des changements environnementaux globaux, l’acidification des océans (AO) induite par l’augmentation des émissions de CO2, peut impacter le métabolisme, le développement et le système nerveux central, notamment chez les jeunes stades de vie. Le présent travail a donc pour but d’étudier les effets de l’AO sur la bioaccumulation du Hg et les effets de ces deux neurotoxiques (Hg et CO2) sur le comportement et les performances cognitives chez les juvéniles de seiches. Préalablement, des mesures in-situ ont montré que le Hg s’accumulait dans le cerveau des céphalopodes sous forme méthylé (MeHg). Par ailleurs, les approches expérimentales utilisant des traceurs isotopiques (stables et radioactif) du Hg ont démontré que l’accumulation du Hg total provenait majoritairement de l’assimilation du MeHg présent dans les proies, en comparaison à l’accumulation du mercure inorganique (iHg) par voie dissoute. Ce MeHg est ensuite très fortement retenu malgré la mise en évidence de processus de déméthylation du Hg dans la glande digestive. Étonnamment, l’AO n’a aucun effet sur les efficacités de la bioaccumulation et le métabolisme du Hg. En termes d’effets, des essais comportementaux ont montré que le Hg et CO2, seuls ou combinés, n’impactaient pas l’acuité visuelle et les performances de prédation chez les juvéniles. Par contre, ces deux derniers induisent une augmentation de l’activité locomotrice, compromettant le comportement défensif à travers notamment une altération de la coloration disruptive et un non-alignement de la latéralisation. Parmi les processus neuronaux susceptibles d’être impactés par le Hg et le CO2, le système GABAergique a été analysé dans les lobes optiques mais n’a montré aucun lien évident avec les réponses comportementales suggérant des processus d’effets plus complexes. L’ensemble de ce travail questionne donc les effets des conditions futures de l’océan sur les juvéniles de seiches, et plus largement les impacts sur les populations de céphalopodes
The common cuttlefish, Sepia officinalis, is a coastal cephalopod known for its eco physiological performance supported by a wide repertoire of behaviors that allows it, despite its short life cycle, to play a central role in food webs. However, it is also known to efficiently accumulate metallic elements such as mercury (Hg), a neurotoxic contaminant in its organic form (methylmercury; MeHg). Moreover, in the context of global changes, ocean acidification (OA) induced by the increase of CO2 emissions, can impact metabolism, development and the central nervous system, especially in young life stages. The present work therefore aims to study the effects of OA on Hg bioaccumulation and the effects of these two neurotoxicants (Hg and CO2) on behavior and cognitive performance in juvenile cuttlefish. In the first place, in-situ measurements showed that Hg accumulated in the brain of cephalopods in methylated form (MeHg). Moreover, experimental approaches using isotopic tracers (stable and radioactive) of Hg have shown that the accumulation of total Hg comes mainly from the assimilation of MeHg present in preys, compared to the accumulation of inorganic mercury (iHg) dissolved in seawater. This MeHg is then very strongly retained despite evidence of Hg demethylation processes in the digestive gland. Surprisingly, OA has no effect on the bioaccumulation efficiencies and metabolism of Hg. In terms of effect, behavioral assays showed that Hg and CO2, alone or in combination, did not impact visual acuity and predation performance in juveniles. However, both induced an increase in locomotor activity, compromised defensive behavior through, in particular, an alteration of disruptive coloration and a non-alignment of lateralization. Among the neural processes likely to be impacted by Hg and CO2, the GABAergic system was analyzed in the optic lobes but showed no obvious link with behavioral responses suggesting more complex effect processes. All of this work therefore questions the effects of future ocean conditions on juvenile’s cuttlefish, and more broadly the impacts on cephalopod populations

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Breittmayer, Jean-Philippe. "Toxicité et accumulation du mercure chez la moule : caractérisation et quantification des principaux facteurs de variation." Aix-Marseille 2, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX22058.

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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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Foucher, Delphine. "Géochimie du mercure dans des sédiments estuariens et côtiers : cas de la Seine (France) et de la baie de Kaštela (Croatie)." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2002/50376-2002-333.pdf.

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Abstract:

La distribution et la spéciation du mercure (mercure total et monométhylmercure) ont été étudiées sur les différentes phases (solide ,et eau interstitielle) de sédiments estuariens (Seine, France) et côtiers (baie de Kastela, Croatie). Les sédiments de la baie de Kastela sont fortement contaminés (4. 0 à 65. 0 mg Hg. Kg-1) par l'activité d'une usine de production de chlore et de soude. Les sédiments des vasières d'eaux douces (vasière de Oissel) et salines (vasière Nord) de l'estuaire de la Seine présentent des teneurs plus faibles (0. 1 à 2. 2 mg. Kg-1), témoignant d'une contamination moyenne d'origine industrielle et agricole. Une étude approfondie des carottes prélevées pour ces trois systèmes aquatiques, nous a permis de mettre en évidence l'influence des cycles du soufre et du carbone sur la répartition et l'abondance du mercure total et du monométhylmercure dans les différentes phases de la colonne sédimentaire, ainsi que d'estimer les facteurs contrôlant la méthylation du mercure dans ces sédiments. Enfin une autre partie de ce travail a été consacrée à la mise au point d'extractions spécifiques permettant d'isoler et de déterminer les parts relatives de mercure réactif et de mercure sous forme de cinabre et / ou métacinabre (HgS) présentes dans les sédiments.

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Lacoue-Labarthe, Thomas. "Incorporation des métaux dans les oeufs de la seiche commune Sepia officinalis et effets potentiels sur les fonctions digestives et immunitaires." La Rochelle, 2007. http://www.theses.fr/2007LAROS217.

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Lahaye, Virginie. "Les éléments traces chez les petits cétacés des eaux européennes : utilisation du cadmium et du mercure en tant que traceurs." La Rochelle, 2006. http://www.theses.fr/2006LAROS163.

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Abstract:

De par leur position trophique élevée et leur longévité, les mammifères marins bioaccumulent naturellement de fortes concentrations de métaux lourds. Des éléments traces (Cd, Cu, Hg, Se, Zn) ont été analysés par Spectrométrie d’Absorption Atomique dans le foie et les reins de petits cétacés provenant des eaux européennes (Delphinus delphis, Phocoena phocoena, Stenella coeruleoalba et Tursiops truncatus) et dans leurs principales proies. Concernant le Cd, la consommation de céphalopodes - et en particulier des espèces océaniques - constitue la source essentielle d’exposition pour les petits cétacés. L’accumulation du Cd dans les tissus est donc plus importante pour les espèces consommatrices de céphalopodes en zone océanique. Ces caractéristiques ont permis de mettre en évidence une ségrégation alimentaire de long terme au sein des dauphins communs du Golfe de Gascogne (néritique vs océanique). De plus, le Hg est présent sous forme biodisponible à la fois dans les poissons et les céphalopodes. Les concentrations maximales de Hg ont été observées dans les poissons mésopélagiques ainsi que dans les poissons et céphalopodes de la Mer Méditerranée. Sur la base de ces résultats, les niveaux de Hg hépatique chez le dauphin bleu et blanc ont permis d’apporter des informations complémentaires sur leurs habitudes alimentaires en Méditerranée et en Atlantique. Ce travail souligne l’intérêt d’utiliser les éléments traces (en particulier du Cd) comme outil complémentaire dans les études de régime alimentaire et d’identification des stocks. Leur analyse dans différents tissus s’avère également judicieuse pour la prise en compte de leurs variations temporelles.

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Claon, Jean Stéphane. "Exposition au mercure, à l'arsenic et au sélénium de l'écosystème et des populations riveraines de la lagune Aby (Côte d'Ivoire - Ghana) : recherche de bioindicateurs." Montpellier 1, 2004. http://www.theses.fr/2004MON13505.

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Abstract:

La cholécystokinine (CCK) est une hormone peptidique impliquée dans de nombreuses réponses biologiques, dont la régulation de la satiété au travers de sa liaison sur le récepteur CCK1. Elle induit également l'activation de la voie p38 MAP kinase. Cette protéine joue un rôle majeur dans les maladies inflammatoires. De ce fait, de nombreux inhibiteurs ont été développés, comme les composés SB202190 et SB203580. Cependant, il a été démontré que le composé SB203580 était capable d'inhiber significativement l'activité d'autres protéines kinases. Nous avons observé que le SB202190 et le SB203580 ont un effet inhibiteur dose-dépendant sur la liaison de la CCK à son récepteur CCK1. Cet effet est lié à une interaction directe avec le récepteur CCK1 sur un site distinct de celui de la CCK, localisé dans une zone comprenant les seconde et troisième boucles du récepteur. Nous avons également mis en évidence que ces deux inhibiteurs de p38 MAP kinase se comportent comme des antagonistes sur les réponses biologiques associées au récepteur CCK1. Réciproquement, nous avons montré que des analogues peptidiques ou non de la CCK inhibent directement l'activité de p38 MAP kinase

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Laffont, Laure. "Fractionnement des isotopes stables de mercure dans un écosystème tropical en Amazonie bolivienne et dans les cheveux de populations humaines exposées." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/854/.

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Abstract:

Afin de déterminer le fractionnement des isotopes stables de Hg dans l'environnement, des échantillons de sédiments, roches, poissons, et cheveux humains ont été analysés par MC-ICPMS dans deux bassins versants de l'Amazonie Bolivienne où l'orpaillage est actif depuis des décennies. Des fractionnements dépendant (FDM) et indépendant (FIM) de la masse ont été mis en évidence dans les échantillons de poissons et cheveux. Le FIM est issu des réactions de photochimie de Hg(II) et monométhylmercure (MMHg) à la surface des eaux tandis que seul le FDM a été décelé pendant la bioaccumulation de MMHg dans les organismes. L'identification des sources de Hg dans les cheveux de mineurs a pu être réalisée ainsi qu'un bilan isotopique grâce aux données acquises sur les cheveux, les sédiments et les roches. Ces premiers résultats prouvent l'efficacité de l'étude des isotopes stables du mercure pour tracer les processus et évaluer les sources de mercure chez les êtres vivants
Samples of sediments, rocks, fish and human hair from the Bolivian Amazon basin, where gold-mining is active for decades, have been analysed by MC-ICPMS to study the stable isotopes fractionations of Hg. Evidence of mass-dependent (MDF) and mass-independent (MIF) fractionation have been observed in hair and fish samples. MIF is induced by photochemical reactions of Hg(II) and monomethylmercury (MMHg) in surface waters and MDF is observed only during the MMHg bioaccumulation process in organisms. Isotopic balance of Hg is improved thanks to sediments and rocks data showing a weak input of mercury by chemical weathering but significant atmospheric depositions of Hg(0) on soils. These first results obtained in hair and at a regional scale confirm that the stable isotopes of Hg constitute a powerful tool to trace biogeochemical processes and to evaluate mercury sources in living organisms

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Bannerman, William Karikari. "Spéciation et distribution du mercure et de l'arsenic dans le bassin de la rivière Ankobra (Ghana) : Impact des mines d'or." Pau, 2003. http://www.theses.fr/2003PAUU3007.

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Abstract:

L'or est extrait dans le bassin de l'Ankobra au Ghana depuis des siècles. L'activité minière engendre des rejets de mercure et d'arsenic qui peuvent être toxiques pour l'écosystème aquatique et la population humaine. Pour déterminer l'impact des polluants, le mercure et l'arsenic ont été analysés dans de l'eau, la matière en suspension, des sédimants, des sols, des végétaux alimentaires et des poissons. Les concentrations totales en mercure et arsenic ont été déterminées par CV-AFS et HG-AFS. La spéciation a été effectuée par couplage de méthodes chromatographiques avec l'AFS. Les résultats montrent une contamination par l'arsenic et le mercure due à l'exploitation minière. Les deux éléments sont préférentiellement transportés dans la phase aqueuse plutôt que dans la phase particulaire. Le méthylmercure représente en moyenne 1% du métal total dans les sédiments. L'arsenic est essentiellement sous forme inorganique. Certains poissons et sédiments sont significativement contaminés
Gold has been mined in the Ankobra river basin of Ghana for centuries. These activities emit mercury and arsenic whose impacts could be deleterious to the basin's ecosystem and the human population. To assess these impacts, mercury and arsenic were analysed in water, bed and suspended sediments, soils, edible vegetables and fish collected from the basin. Tota concentration and speciation analysis were done by single and hyphenated techniques of chromatography and atomic fluorescence spectrometry. High levels of mercury and arsenic were found in the proximities of the mining zones. The two elements are transported mainly in the aqueous phase of the river and they showed seasonal variation in both water and sediments. Detectable methylmercury in sediment averaged 1% of the total. Arsenic species detected in water and sediments were the inorganic forms. The sediments and fish were significantly contaminated in mercury

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Abi, Ghanem Carine. ""Spéciation" des trois éléments trace mercure, plomb et cadmium dans les sédiments marins des zones côtières libanaises." Paris, AgroParisTech, 2008. http://pastel.paristech.org/5015/01/Thèse_Carine_Abi_Ghanem.pdf.

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Abstract:

Les profils verticaux des concentrations, les sources et la mobilité de Pb, Cd et Hg ont été étudiés dans des carottes sédimentaires prélevées en trois sites typiques de la côte libanaise (Akkar, Dora et Selaata). Akkar est un site éloigné de toute influence directe de contamination chimique, Dora est soumis à l‘impact de plusieurs activités anthropiques et d‘une énorme décharge de déchets solides, Selaata est situé au voisinage d‘une usine de production d‘engrais chimiques phosphatés. Les mesures de 210Pb et du 137Cs ont montré l‘origine largement détritique des dépôts étudiés. L‘analyse minéralogique, couplée à une détermination des teneurs d‘éléments majeurs (Ca, Si, Fe, Mn, Al) et trace (ETM) (Ag, Cr, Cu, Ni, V et Zn), nous a clairement révélé la répartition des sites étudiés en trois types distincts (1) sédiments carbonatés à l‘abri de toute contamination massive en ETM à Akkar, (2) mélange de sédiments silicatés et carbonatés à Dora où des teneurs élevées d‘ETM typiques d‘un milieu contaminé ont été détectées, (3) dépôts silicatés riches en fluorine (originaire des décharges de l‘usine chimique), V, Ni et Cd à Selaata. Les profils verticaux en Pb, Cd et Hg correspondant aux sédiments d‘Akkar, de Dora et de Selaata ont été normalisés à l‘Al ce qui nous a permis de s‘affranchir des variabilités liées aux teneurs de la fraction argileuse du sédiment. Un traçage des sources du Pb a été également effectué par des mesures des rapports isotopiques 206Pb/204Pb, 206Pb/207Pb et 206Pb/208Pb dans les différentes couches sédimentaires. Ainsi nous avons démontré qu‘en dépit de faibles teneurs de Pb et de Hg détectées à Akkar, des enrichissements superficiels témoins d‘une contamination diffuse sont présents. Les teneurs élevées de Hg, Pb et Cd des sédiments de Dora, couplées aux signatures isotopiques du Pb correspondant, indiquent une anthropisation très forte de ces sédiments. La forte contamination en Cd dans les sédiments de Selaata ainsi que leurs signatures isotopiques fortement radiogéniques du Pb témoignent de l‘impact des rejets de l‘usine chimique sur les dépôts de Selaata. La mobilité potentielle du Pb et du Cd dans nos sédiments a été étudiée par application des extractions (à l‘équilibre et cinétique) de ces deux ETM par l‘EDTA 0. 05M. Les extractions à l‘équilibre ont montré que, comparé au Cd, le Pb est plus abondamment mobilisé par l‘EDTA. Ces extractions à l‘équilibre ont également abouti à l‘élaboration des modèles empiriques pouvant prédire l‘extraction du Pb et du Cd par l‘EDTA des sédiments de la côte libanaise. Le fractionnement cinétique du Pb a montré la répartition du Pb extrait de la phase solide des sédiments en trois fractions: rapidement mobilisable, lentement mobilisable et non mobilisable. Un intérêt particulier a été apporté au méthylmercure (MeHg: l‘espèce mercurique la plus toxique) dans la phase solide et dans les eaux interstitielles des sédiments de Dora et Selaata. Ces analyses ont montré de faibles teneurs de MeHg particulaire avec toutefois un rapport MeHg/Hg, dans la phase solide des sédiments, plus important à Akkar qu‘à Dora et Selaata. L‘estimation de flux diffusifs du MeHg du sédiment vers la colonne d‘eau a clairement indiqué que ces sédiments constituent des sources de méthylmercure susceptible de contaminer l‘écosystème littoral. A partir de l‘approche ainsi développée, sont proposées des stratégies d‘étude de la contamination du littoral libanais par les ETM.

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Kahoul, Mohamed. "Détection de la pollution mercurielle dans les sols et sédiments d'oued et relation avec la microflore fongique "in-situ" dans la région d'Azzaba (N. E. Algérie)." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2002. http://www.theses.fr/2002GRE18008.

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Abstract:

La région d'Azzaba (N. E. Algérie) est caractérisée par l'implantation d'un complexe mercuriel qui a tendance à porter préjudice aux différentes composantes de l'environnement (air, eau, sol, faune et flore), ce qui nous a conduit à mener le travail de recherche portant sur la relation entre les micromycètes du sol et des sédiments et la pollution mercurielle d'origine industrielle. Cette étude a permis d'apprécier les variations spatiales de cette microflore fongique en fonction des caractéristiques physico-chimiques du substrat (la matière organique n'intervient pas dans le processus de rétention du mercure par le sol contrairement au pH), de la concentration de mercure et de la température d'incubation où nous avons relevé un maximum d'espèces identifiées à 22ʿC. Un nombre d'espèces similaires a été isolé aussi bien du sol que des sédiments. Les genres dominants relevés sont : Aspergillus, Fusarium, Penicillium et Trichoderma. Il ressort qu 'une espèce euryoece Neosartorya fischeri est omniprésente au niveau de tous les sites étudiés, que sept souches de micromycètes peuvent être considérées comme résistantes aux fortes teneurs de mercure : Acremonium sp. , Fusarium solani, Neosartorya fischeri, Paecilomyces varioti, Phialophora malarum, Phoma sp. , Trichoderma harzianum, et d'une manière générale il est admis que la résistance des micro-organismes aux métaux lourds est due à des mécanismes génétiques (Silver, 1981 ; Silver, 1984 et Chakrabarty, 1986).

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Harris-Hellal, Jennifer. "Étude des interactions entre sols-mercure-composante microbiologique en Guyane française." Thesis, Paris Est, 2008. http://www.theses.fr/2008PEST0078.

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Abstract:

Les teneurs élevées en mercure des sols Guyanais suscitent beaucoup d’attention de par les conséquences écotoxicologiques qui en découlent. Dans cet écosystème tropical particulier, notre recherche a eu pour objectifs i) d’évaluer l’importance des oxydes de fer dans la fixation du mercure ii) d’étudier l’impact des processus biogéochimiques dans la remobilisation de ce métal et iii) d’évaluer l’impact de ce mercure mobile sur le fonctionnement et la diversité génétique des communautés microbiennes du sol. Afin d’atteindre ces objectifs deux volets ont été abordés, avec comme matériel d’étude des sols naturels provenant d’une toposéquence proche d’un ancien site orpaillé, situé dans les environs du village de Cacao, et des sols jamais orpaillés de la forêt de Patagai. Dans le premier volet, les résultats obtenus ont montré que les quantités de mercure dans les sols étudiés diminuent le long de la toposéquence, des oxisols aux sols hydromorphes, de même que les teneurs en fer et ceci en étroite relation avec les conditions réductrices et les mouvements probables des nappes d’eau. Les analyses pédologiques combinées à des extractions chimiques sélectives des formes d’oxydes de fer ont permis de montrer l’importance de ces derniers et de leurs propriétés cristallochimiques dans la fixation du mercure. Ces résultats ont logiquement ouvert la voie à une étude microbiologique, visant à évaluer la capacité des bactéries ferri-réductrices à mobiliser le mercure, dans des conditions physico-chimiques réductrices proches de celles rencontrées en conditions naturelles. Menée en microcosme au laboratoire et en présence d’une source de carbone facilement biodégradable, cette étude a mis en évidence une redistribution du mercure parallèlement à l’activité ferri-réductrice bactérienne. Le rôle méthylateur de ces bactéries expliquerait les fortes concentrations de methylmercure (MeHg) rapportées dans les sols inondés de notre site d’étude. Le second volet de ce travail a été consacré à l’impact d’un apport du mercure sur les communautés microbiennes telluriques. Ce volet a été abordé à travers une approche multiscalaire combinant chimie, microbiologie, enzymologie et biologie moléculaire. Les résultats obtenus ont confirmé que l’effet du mercure dépend des teneurs appliquées. Alors que la densité microbienne ne semble pas modifiée, les diversités spécifiques, fonctionnelles ainsi que les cinétiques de minéralisation de carbone sont rapidement influencées par des fortes concentrations en mercure (20 µg/g de sol). D’autre part, si l’application du mercure a montré une modification irréversible à long terme de la structure génétique des communautés microbiennes, un phénomène de résilience a été rapidement constaté au niveau de la minéralisation du carbone et de la diversité fonctionnelle. Un travail complémentaire a permis de mettre en place une méthode d’évaluation multidimensionnelle de la résilience des communautés microbiennes à un stress environnemental
Guyanese soils contain high concentrations of mercury due to high geological background concentrations and locally to past gold-mining. The dynamics of this mercury is actually a major environmental and health preoccupation. In this particular ecosystem, the objectives of this thesis were to determine i) the importance of iron oxides in mercury distribution in soils, ii) the impact of microbial ferrireducing bacteria on the remobilisation of this toxic heavy metal, and iii) the impact of mercury pollution on the activity and genetic structure of soil microbial communities. This was assessed through two approaches, the first using soils sampled along a natural ferrallitic toposequence of a catchment basin, partly gold-mined up to 1950, near the village of Cacao. And the second using soils sampled from the forest of Patagai that records no past gold mining. Our results showed that the quantities of mercury decreased along the toposequence along with total iron contents, from the well drained oxisols to the hydromorphic talwegs. This happened in close relation to reductive conditions and watershed dynamics. The soil analyses combined to chemical extractions of amorphous and crystalline iron forms revealed the importance of the latter in mercury adsorption. These results logically brought us to study the impact of microbial activity, and more precisely bacterial iron reduction, on the remobilisation of mercury in these soils. This was carried out in reductive conditions similar to those encountered in natural conditions. In presence of available carbon, these experiments showed that ferri-reducing activity could solubilise significant quantities of iron, thus simultaneously mobilizing mercury. However, we did not detect an increase in dissolved mercury, presumably because it was re precipitated as HgS. Never the less, we observed variations in the amount of mercury associated to iron oxides during incubation. The second part of this work studied the impact of mercury on soil microbial communities. We approached this through a multidisciplinary study including chemistry, microbiology and molecular biology. Results confirmed that the effect of mercury depends on the concentration of Hg applied. While microbial biomass and numbers did not seem to be affected, the genetic structure as well as the functional diversity and carbon mineralisation were rapidly affected by high mercury concentrations (20 µg g-1 of soil). More over, we observed a rapid resilience in carbon mineralisation and functional diversity whereas genetic structure was durably modified. Complementary work enabled us to set up a multidimensional method to evaluate microbial community’s resistance and resilience to an environmental stress

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Daye, Mirna. "Etude de la contamination par le mercure dans les milieux aquatiques : devenir et comportement biogéochimique, mise au point de méthodes d’analyse de trace du mercure." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10074/document.

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Abstract:

Le mercure est un élément très particulier connu par sa densité et sa pression de vapeur élevé. C’est un élément omniprésent dans l'environnement et considéré comme un polluant mondial. Dans les eaux naturelles, le mercure est présent à des concentrations très faibles. Pour cette raison, un grand nombre de techniques analytiques ne permettent pas sa mesure directe, ce qui nécessite souvent une étape de préconcentration. La première partie de cette étude est axée sur le développement des méthodes analytiques pour la mesure du mercure par extraction en phase solide. Deux méthodes analytiques ont été développées, une technique basée sur le mécanisme d'échange d'anions en utilisant l'ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) et Une autre basée sur l'extraction en phase solide de mercure en utilisant le 5-phenylazo-8-hydroxyquinoline et la détection par CV-AFS (Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectroscopy). La dernière partie de ce travail est consacrée à l’étude de la distribution et le comportement biogéochimique du mercure dans les rivières de la Deûle et de la Lys (Nord de France). Les résultats obtenus montrent des concentrations élevées en mercure total (HgT) dans la Deûle, site contaminé par les activités de l'ancienne fonderie "Metaleurop". Les concentrations mesurées dans la Lys sont beaucoup plus faibles. Bien que les sédiments de la Deûle soient très chargés par HgT par rapport aux sédiments de la Lys, des pourcentages de methylmercure beaucoup plus élevés ont été trouvées dans la Lys
Mercury is a very particular element conferred by its high density and vapor pressure. It is a ubiquitous element in the environment and considered as global pollutant. Mercury is among the most hazardous environmental pollutants, given by its organic form, methylmercury (MeHg or CH3Hg). In natural waters, mercury is present at very low concentrations. For this reason, most analytical techniques do not achieve accurate direct measurement of Hg which necessitates preconcentration to meet their limit of detection. The first part of this study focuses on the development of analytical methods for the measurement of mercury by solid phase extraction. Two analytical methods have been developed; one based on the anion exchange mechanism using ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) and the other one based on the solid phase extraction of mercury using 5-phenylazo-8- hydroxyquinoline and detection by CV-AFS (Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectroscopy). Part of this work also includes the distribution and biogeochemical behavior of mercury in rivers of the Deûle and Lys (Northern France). The results have showed high concentrations of total mercury (HgT) in the Deûle contaminated by a former smelter "Metaleurop". The concentrations of HgT measured in the Lys are much lower. Although Deûle sediments are highly burdened with HgT as compared to Lys sediments, much higher percentage of methylmercury is found in Lys River. Suspended particles are the major Hg carrier phase and transporters of Hg pollution from Deûle to Lys River

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Laberge-Carignan, Audrey, and Audrey Laberge-Carignan. "Élaboration d'une stratégie analytique de dissolution du Hg et du Pb dans les aliments sur le terrain." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/38101.

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Abstract:

La nourriture issue de la chasse ou de la pêche comporte plusieurs nutriments essentiels à une bonne santé. Toutefois ces aliments peuvent aussi contenir des concentrations importantes en contaminants tel que le mercure et le plomb, qui posent un risque pour la santé. Pour guider les communautés qui basent leur alimentation sur la chasse ou la pêche, l’objectif global du projet est de développer une plateforme analytique permettant le suivi de la qualité alimentaire dans les environnements nordiques. Pour ce faire, une stratégie analytique de dissolution de la chair animale pouvant être employée à l’extérieur d’un laboratoire par des non scientifiques a été mise en place. Cette stratégie comporte l’échantillonnage, la mise en solution de la chair et la séparation des analytes pour effectuer leur analyse ainsi que le changement de matrice, en plus de la détection et de la quantification des analytes par fluorimétrie. Toutefois, puisque les systèmes de détection visés pour la plateforme sont en développement, une méthode de quantification du plomb et du mercure par ICP-MS/MS a aussi été développée. Cette stratégie analytique a été élaborée pour l’analyse de l’omble chevalier, un poisson consommé à l’année dans certaines communautés nordiques dans lequel les concentrations en contaminants sont très variables. Le processus analytique, de l’échantillonnage à l’obtention d’une solution mono élémentaire en passant par l’analyse ICP-MS/MS et la dissolution de la chair d’omble chevalier, sera décrit dans ce mémoire.
La nourriture issue de la chasse ou de la pêche comporte plusieurs nutriments essentiels à une bonne santé. Toutefois ces aliments peuvent aussi contenir des concentrations importantes en contaminants tel que le mercure et le plomb, qui posent un risque pour la santé. Pour guider les communautés qui basent leur alimentation sur la chasse ou la pêche, l’objectif global du projet est de développer une plateforme analytique permettant le suivi de la qualité alimentaire dans les environnements nordiques. Pour ce faire, une stratégie analytique de dissolution de la chair animale pouvant être employée à l’extérieur d’un laboratoire par des non scientifiques a été mise en place. Cette stratégie comporte l’échantillonnage, la mise en solution de la chair et la séparation des analytes pour effectuer leur analyse ainsi que le changement de matrice, en plus de la détection et de la quantification des analytes par fluorimétrie. Toutefois, puisque les systèmes de détection visés pour la plateforme sont en développement, une méthode de quantification du plomb et du mercure par ICP-MS/MS a aussi été développée. Cette stratégie analytique a été élaborée pour l’analyse de l’omble chevalier, un poisson consommé à l’année dans certaines communautés nordiques dans lequel les concentrations en contaminants sont très variables. Le processus analytique, de l’échantillonnage à l’obtention d’une solution mono élémentaire en passant par l’analyse ICP-MS/MS et la dissolution de la chair d’omble chevalier, sera décrit dans ce mémoire.
Fish and game meat contain different essential nutriments for a good health. However, it can also contain contaminants, such as mercury and lead, that pose a health risk. To guide the communities that base their diet on hunting or fishing, the main objective of the project is to develop a portable analytical platform that allows the monitoring of contamination by heavy metals of country food on the field. To this end, an analytical strategy for the dissolution of food flesh that can be deployed outside of the laboratory and used by non-scientists has been established. This strategy includes sampling, flesh dissolution, analyte separation and matrix exchange for the analysis in addition to fluorimetric detection and quantitation of the analytes. Since the quantification system for this platform is still under development, we therefore developed an ICP-MS/MS method to quantify lead and mercury in our food extracts. This method was developed to analyze arctic char, a fish consumed all year long in some northern communities and in which the contamination level can vary significantly. The analytical process from sampling to monoelemental analysis by ICP-MS/MS will be discussed in this document.
Fish and game meat contain different essential nutriments for a good health. However, it can also contain contaminants, such as mercury and lead, that pose a health risk. To guide the communities that base their diet on hunting or fishing, the main objective of the project is to develop a portable analytical platform that allows the monitoring of contamination by heavy metals of country food on the field. To this end, an analytical strategy for the dissolution of food flesh that can be deployed outside of the laboratory and used by non-scientists has been established. This strategy includes sampling, flesh dissolution, analyte separation and matrix exchange for the analysis in addition to fluorimetric detection and quantitation of the analytes. Since the quantification system for this platform is still under development, we therefore developed an ICP-MS/MS method to quantify lead and mercury in our food extracts. This method was developed to analyze arctic char, a fish consumed all year long in some northern communities and in which the contamination level can vary significantly. The analytical process from sampling to monoelemental analysis by ICP-MS/MS will be discussed in this document.

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Laberge-Carignan, Audrey. "Élaboration d'une stratégie analytique de dissolution du Hg et du Pb dans les aliments sur le terrain." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/38101.

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Abstract:

La nourriture issue de la chasse ou de la pêche comporte plusieurs nutriments essentiels à une bonne santé. Toutefois ces aliments peuvent aussi contenir des concentrations importantes en contaminants tel que le mercure et le plomb, qui posent un risque pour la santé. Pour guider les communautés qui basent leur alimentation sur la chasse ou la pêche, l’objectif global du projet est de développer une plateforme analytique permettant le suivi de la qualité alimentaire dans les environnements nordiques. Pour ce faire, une stratégie analytique de dissolution de la chair animale pouvant être employée à l’extérieur d’un laboratoire par des non scientifiques a été mise en place. Cette stratégie comporte l’échantillonnage, la mise en solution de la chair et la séparation des analytes pour effectuer leur analyse ainsi que le changement de matrice, en plus de la détection et de la quantification des analytes par fluorimétrie. Toutefois, puisque les systèmes de détection visés pour la plateforme sont en développement, une méthode de quantification du plomb et du mercure par ICP-MS/MS a aussi été développée. Cette stratégie analytique a été élaborée pour l’analyse de l’omble chevalier, un poisson consommé à l’année dans certaines communautés nordiques dans lequel les concentrations en contaminants sont très variables. Le processus analytique, de l’échantillonnage à l’obtention d’une solution mono élémentaire en passant par l’analyse ICP-MS/MS et la dissolution de la chair d’omble chevalier, sera décrit dans ce mémoire.
Fish and game meat contain different essential nutriments for a good health. However, it can also contain contaminants, such as mercury and lead, that pose a health risk. To guide the communities that base their diet on hunting or fishing, the main objective of the project is to develop a portable analytical platform that allows the monitoring of contamination by heavy metals of country food on the field. To this end, an analytical strategy for the dissolution of food flesh that can be deployed outside of the laboratory and used by non-scientists has been established. This strategy includes sampling, flesh dissolution, analyte separation and matrix exchange for the analysis in addition to fluorimetric detection and quantitation of the analytes. Since the quantification system for this platform is still under development, we therefore developed an ICP-MS/MS method to quantify lead and mercury in our food extracts. This method was developed to analyze arctic char, a fish consumed all year long in some northern communities and in which the contamination level can vary significantly. The analytical process from sampling to monoelemental analysis by ICP-MS/MS will be discussed in this document.

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Da, Silva Élodie. "Interactions "sol - vers de terre" et dynamique du mercure en Guyane française." Phd thesis, Université Paris-Est, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00944329.

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Abstract:

Le mercure suscite beaucoup d'attention de par les conséquences sanitaires et environnementales qu'il engendre. Son impact est particulièrement important dans la région amazonienne et en particulier en Guyane française où les teneurs en mercure sont naturellement élevées dans les sols, et s'ajoutent celles liées aux activités d'orpaillage. Si l'impact du mercure dans les milieux aquatiques a été largement étudié, peu d'études ont évalué son impact dans les milieux terrestres, où il est préférentiellement stocké. Dans ce contexte, les interactions entre les vers de terre, organismes ingénieurs des sols, et le mercure ont été étudiées dans des sols tropicaux, avec comme objectifs : i) d'évaluer l'abondance et la diversité des vers de terre in situ en lien avec le mercure, ii) d'évaluer expérimentalement la résistance au mercure d'une espèce de ver tropical présente sur le site d'étude et iii) d'évaluer l'impact en microcosmes de l'activité des vers de terre sur la mobilité et la répartition du mercure dans les sols. Ces objectifs ont été appréhendés au travers de trois volets, avec comme matériel d'étude des sols naturels (oxisols et sols hydromorphes) et des vers de terre tropicaux provenant d'un site orpaillé, situé dans les environs de Cacao, en Guyane française. Dans le premier volet, un échantillonnage standardisé des vers de terre (TSBF), a permis de proposer des espèces putatives (ou MOTUs) à partir de méthodologies de délimitation basées sur le barcode ADN. Ces MOTUs ont ensuite été identifiés morphologiquement, parmi lesquels Pontoscolex corethrurus, une espèce pantropicale considérée comme pérégrine. De plus, les caractéristiques des sols et les teneurs en mercure ont été déterminés afin de tenter d'expliquer la distribution des vers sur le site étudié. P. corethrurus se retrouve exclusivement dans l'oxisol, qui contient les concentrations les plus élevées de mercure total. Le second volet de ce travail a été consacré à l'étude de l'impact du mercure sur l'espèce tropicale P. corethrurus, à travers une approche écotoxicologique où le vers de terre a été exposé à différentes concentrations de mercure dans un oxisol dopé au laboratoire (HgCl2). Les résultats obtenus ont confirmé la résistance de cette espèce à des concentrations de mercure allant jusqu'à 20 µg g-1 de sol et ont révélé sa forte capacité bioaccumulatrice. Les résultats précédemment décrits ont ouvert la voie à un troisième volet où deux études en microcosmes se sont attachées à étudier l'impact des vers de terre sur la mobilité et la disponibilité du mercure (a) dans des conditions proches de celles rencontrées en conditions naturelles (fond géochimique), et (b) en présence d'une forte concentration pouvant être rencontrée sur les sites orpaillés (20 μg Hg g-1 de sol). Les résultats obtenus ont montré que les vers de terre agissent sur la mobilité du mercure directement par modifications physico-chimiques des sols (augmentation du pH et COD) et indirectement par stimulation des communautés bactériennes totales du sol. En conclusion, notre étude a montré que (1) P. corethrurus est une espèce résistante au mercure de par sa présence sur notre site d'étude et les résultats du test écotoxicologique mené au laboratoire, ce qui confirme l'idée d'un modèle tropical pour ce type d'étude ; (2) la bioaccumulation du mercure mesurée chez les vers de terre est importante et pourrait ainsi être responsable de l'entrée du mercure dans la chaîne terrestre trophique ; et (3) les vers de terre jouent un rôle dans la mobilité du mercure, modifiant sa partition dans les sols et diminuant les conséquences environnementales liées à sa biodisponibilité

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Tabouret, Hélène. "Recherche des marqueurs d'exposition aux contaminants et de fréquentation des habitats chez l'anguille Anguilla Anguilla de l'estuaire de l'Adour : de la réponse moléculaire à la microchimie de l'otolithe." Pau, 2009. http://www.theses.fr/2009PAUU3020.

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Abstract:

Dans un contexte de déclin de l’anguille européenne (Anguilla anguilla L. ) et de recherche de marqueurs iologiques retraçant la fréquentation des divers habitats et renseignant sur la qualité de ceux-ci, une approche pluridisciplinaire a été mise en place sur l’estuaire de l’Adour et ses zones humides. Deux axes ont été privilégiés. Le premier cherchait à visualiser la présence successive de l’espèce dans différents écosystèmes en se basant sur la composition élémentaire des otolithes. Le deuxième avait pour but d’évaluer la pression chimique inorganique et organique subie par l’anguille dans les zones d’études en s’appuyant sur la bioconcentration des contaminants dans les tissus mous et la réponse moléculaire précoce au stress chimique. En vue des analyses de la composition élémentaire des otolithes et pour répondre au mieux à la structure en trois dimensions, à la faible concentration des éléments dans la matrice tout en conservant une résolution spatiale la plus fine possible, quatre stratégies de micro-échantillonnage et d’analyses multiélémentaires par ablation laser femtoseconde ICP-MS ont été testées (cratère, scan 1D, scan 2D, ablation flash). La méthodologie présentant le meilleur compromis par rapport aux objectifs fixés (enregistrement continu, approche multiélémentaire) a ensuite été appliquée sur les otolithes d’anguilles jaunes du Bas-Adour. L’utilisation simultanée des profils continus de Sr et de Ba, après validation, constitue un outil facile d’utilisation, rapide et fiable pour reconstruire les historiques de fréquentation des différents écosystèmes estuariens et dulçaquicoles par l’anguille tout en s’affranchissant des problèmes potentiels liés aux inclusions de vatérite, un polymorphe du carbonate de calcium. Trois grands types de comportement ont pu être mis en évidence sur l’Adour : résidence en eau saumâtre, résidence en eau douce et nomadisme. Ce dernier est plus particulièrement illustré par un mouvement marqué vers l’eau saumâtre pour des individus ayant passé de trois à quatre ans dans l’eau douce. Parallèlement, l’étude de la contamination organique et inorganique des tissus mous de l’anguille a permis de déduire à la faible contamination des zones humides échantillonnées. La première estimation en condition naturelle de la réponse précoce au stress chimique par évaluation de l’expression hépatique du gène CYP1A1 par RT-PCR en temps réel confirme ces résultats. En revanche, dans la partie estuarienne aval de l’Adour, les niveaux en Hg, présent en majorité sous sa forme méthylée dans les anguilles, et l’analyse des PCBs indiquent des valeurs qui suscitent un examen plus approfondi au regard des normes européennes en vigueur. La confrontation des différents descripteurs (contamination des tissus mous par les métaux lourds et organochlorés, indice de condition) utilisés conforte la qualité moindre de la zone estuarienne malgré des performances de croissance de l’anguille favorisées sur ces sites. Ainsi, cette étude supporte l’intérêt de la mise en oeuvre de descripteurs multiples utilisés (niveaux de métaux lourds et organochlorés dans les tissus mous, réponse moléculaire au stress chimique, microchimie de l’otolithe, indice de condition, taux de croissance) dans des approches intégrées pour comprendre et préciser les relations existantes entre l’anguille et ses zones de croissance continentales
In a context of decline of European eel (Anguilla anguilla L. ) and search for biological markers of habitat use and quality, a multidisciplinary approach was engaged on the Adour estuary and its associated wetlands. Two axes were developed. The first axe aimed at highlighting the successive presence of the species in different ecosystems based on the otolith elemental composition. The second aimed at the evaluation of the chemical pressure underwent by eels based on the contaminant bioconcentration in soft tissues and the early molecular response to the chemical stress. With a view to the analyses of otolith elemental composition taking into account the 3D structure, the low elemental concentration in the matrix and keeping the finest spatial resolution, four micro sampling strategies and multi elemental analyses using femtosecond laser ablation ICP-MS were tested (crater, 1D scan, 2D scan, flash ablation). The strategy showing the best compromise according to the objectives (continuous recording, multi elemental approach) was applied on otolith of yellow eels from the Adour. The simultaneous use of Sr and Ba profiles, after validation, represents a new tool, easy, fast and reliable for the reconstruction of freshwater and brackish ecosystems use by eel avoiding misinterpretation due to vaterite inclusions. Three major behaviors were highlighted on the Adour: a residency in brackish water, a residency in freshwater and nomad behavior. The last one is illustrated by a shift to brackish water after three to four years spent in freshwater. Simultaneously, the study of inorganic and organic contamination of eel soft tissues showed that sampled wetlands are moderately contaminated. These results were confirmed by the first estimation, in wild conditions, of the early response to the chemical stress using the hepatic expression of CYP1A1 gene measured by real time RT-PCR. Conversely, in the downstream part of the Adour estuary, Hg loads in eels, especially methyl mercury, and PCBs analyses indicate values that need further investigations considering the European norms of consumption. The comparison of the different markers used (heavy metal and organochlorinated compounds contamination of soft tissues, condition index) support a lower quality of the estuary despite higher eel growth rate on this site. This study supports the use of numerous markers in integrated studies in order to understand and specify the relationships between eels and their continental growth zones

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Castelle, Sabine. "Spéciation et réactivité du mercure dans le système fluvio-estuarien Girondin." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13645/document.

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Abstract:

Ce travail présente un premier bilan quantitatif des principaux processus contrôlant le cycle de Hg (distribution, spéciation, dynamique) dans l’estuaire de la Gironde, affecté par une contamination historique. Des extractions sélectives sur des sédiments et des matières en suspension du système Lot-Garonne-Gironde, indiquent que ~70 % du flux en Hg (100-800 kg.an-1) est lié à des phases organiques et sulfurées. L’observation de Hg effectuée dans les différents compartiments (colonne d’eau, air, sédiments) tient compte de la variabilité spatiale et temporelle à multiples échelles ainsi que des gradients géochimiques estuariens. Les profils le long du gradient de salinité (9 profiles) montrent une augmentation (facteur 2 à 5) des concentrations en Hg dissous (niveau de base ~1 ng.L) dans la zone de turbidité maximale (ZTM), attribuée à la dégradation d’une phase porteuse majeure : la matière organique. Les niveaux de methyl-mercure dissous (MeHgD) de la colonne d’eau sont en général faibles (<0,05 ng.L-) mais peuvent atteindre jusqu’à 0,5 ng.L-1 dans les conditions les plus turbides. La relation entre MeHgD et la turbidité s’explique par la dégradation bactérienne de phases porteuses ou par la méthylation in situ de Hg, la photodégradation de MeHg étant négligeable. L’augmentation systématique de MeHg particulaire à l’embouchure suggère son accumulation dans le phytoplancton, particulièrement intense entre Mai et Septembre, période de forte production primaire. Des profils verticaux à haute résolution spatiale dans les sédiments du chenal de navigation, des zones non-draguées et de l’estran ont dévoilé une augmentation des teneurs en Hg dissous, mais surtout en MeHgD (jusqu’à 2 ng.L-1) directement sous l’interface. L’évolution en parallèle des paramètres indiquant la sulfato-réduction (déficit de sulfates) et la ferri-réduction (Fe dissous) suggère des processus de methylation biotique de Hg et/ou de libération de MeHg par dissolution des oxy-hydroxydes de Fe. Des expérimentations d’incubation de sédiments non perturbés avec traçage isotopique 199 Hg) ont permis d’estimer la vitesse de méthylation à 0,012 %-Hg méthylé.h-1. Les flux vers la colonne d’eau par diffusion ont été évalués à 0,1 pour HgD et 0,08 kg.an-1pour MeHgD, ce qui est très inférieur aux apports fluviaux (35 kg.an-1 et 1,4 kg.an1). Les activités de dragages déplacent et remettent en suspension ~1100 kg.an-1 de Hg et 3,2 kg.an-1de MeHg, associés aux sédiments réduits dragués. Si cette activité peut localement et temporairement modifier les distributions de Hg dans la colonne d’eau, leur impact sur le bilan global de l’estuaire semble faible. Dans les eaux de surface, des cycles diurnes de concentration en Hg gazeux dissous (DGM) ont été attribués à la photo-réduction de Hg(II) en Hg°. Au-delà de la variabilité du rayonnement solaire, la turbidité contrôle la pénétration de la lumière dans eau, et par conséquent, le cycle de Hg° dissous est fortement lié à l’ampleur et la position de la ZTM. Les flux journaliers vers l’atmosphère indiquent que la surface de l’estuaire est une source de Hg° en été, et un puits en hiver en période de forte turbidité. A l’échelle annuelle, l’évasion de Hg° à l’interface eau-atmosphère (~ 4 kg.an-1), est compensée par la déposition (5-8 kg.an-1)
This study presents a first quantitative assessment of the main processes controlling the Hg cycle in the Gironde Estuary (speciation, distribution, fluxes, dynamics) affected by historical polymetallic pollution. Selective extractions on sediments and suspended solids showed that in the Lot-Garonne-Gironde fluvial-estuarine system ~70% of total Hg fluxes (100-800 kg yr-1) are associated with organic matter and/or sulphides. Sampling of the different environmental compartments (water, air, sediments) addresses spatial and temporal variability at multiple scales, covering the major estuarine geochemical gradients. Longitudinal profiles (9 cruises) over the salinity gradient showed a 2-5 times increase in dissolved Hg concentrations (baseline ~1 ng L-1) in the Maximum Turbidity Zone (MTZ), mainly attributed to microbial degradation of particulate organic matter, a major Hg carrier phase. Dissolved MeHg (MeHgD)levels are generally low (<0,05 ng L-1) but may reach up to 0.5 ng L-1 under very turbid conditions. The relation between MeHgD and turbidity was attributed to dissolution of particulate carrier phases and/or in situ methylation of Hg (sediment or water column), MeHg photodegradation being negligible due to turbidity. A systematic increase in particulate MeHg near the estuary mouth suggests uptake and accumulation by phytoplankton, especially from May to September when light conditions allow intense primary production. In surface sediment (0-20 cm; dredged and non-dredged; subtidal and intertidal), MeHgD concentrations increased parallel to diagenetic reduction of Fe-phases and sulphate, suggesting biotic Hg methylation and/or MeHg release by Fe oxyhydroxyde dissolution. Incubation experiments in undisturbed sediment using stable isotope (199Hg) spikes suggest an average methylation rate of 0.012 %-Hg methylated.h-1. Diffusive exportation of dissolved Hg and MeHg into the water column at the whole estuary scale has been evaluated to 0.1 kg.yr-1and 0.08 kg.yr-1,respectively. These fluxes are negligible compared to fluvial inputs (35 kg.yr-1 and 1.4 yr.an-1). Dredging-related re-suspension of reduced sediment and pore water may recycle ~1100 kg of Hg and 3.2 kg of MeHg in the water column. This may locally and temporarily modify Hg distribution in the water column, but does not seem to modify the estuarine Hg balance. Diurnal cycles of dissolved gaseous mercury (DGM; mostly Hg°) concentration in surface water have been attributed to photo-reduction of Hg(II). However, turbidity may efficiently reduce light penetration and DGM production. Therefore, the DGM cycle in turbid estuaries depends on seasonal variations in MTZ intensity and position. The Gironde Estuary is a Hg° source to atmosphere in summer, but may turn into a sink during turbid periods in winter. The annual Hg° evasion (~4 kg.yr-1) is counterbalanced by dry and wet deposition (5-8 kg.yr -1)

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Yang, Xu. "Une étude expérimentale de la photoréduction du mercure atmosphérique dans des eaux de pluie." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30094.

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Abstract:

La photoréduction atmosphérique du Hg pourrait avoir lieu à la fois en phase gazeuse et aqueuse. Les taux de photoréduction du Hg(II) que nous observons dans l'eau de pluie, en condition d'ensoleillement total, sont d'un ordre de grandeur inférieur au taux optimisé de photoréduction dans les nuages >1.0 h-1 dans les modèles globaux de mercure. La photoréduction aqueuse de mercure dans l'atmosphère est trop lente pour constituer une voie de réduction dominante. Les formes HgBr2, HgCl2, HgBrNO2, HgBrHO2 gazeuses atmosphériques, balayées par les aérosols aqueux et les gouttelettes de nuages, sont converties en formes de Hg(II)-DOC dans les précipitations en raison de l'abondance de carbone organique dans les aérosols et de l'eau de nuages. Des calculs théoriques montrent que les taux de photolyse en phase gazeuse de composés de mercure(II) peuvent être suffisamment rapide pour rééquilibrer le cycle de mercure atmosphérique modélisé
Atmospheric Hg photoreduction could take place in both gas- and aqueous phase. Rainwater Hg(II) photoreduction rates, under fully sunlit conditions, are an order of magnitude slower than the optimized maximum in-cloud photoreduction rate of > 1.0 h-1 in global Hg models. Atmospheric aqueous Hg photoreduction is too slow to be dominant reduction pathway. Atmospheric gaseous HgBr2, HgCl2, HgBrNO2, HgBrHO2 forms, scavenged by aqueous aerosols and cloud droplets, are converted to Hg(II)-DOC forms in rainfall due to abundant organic carbon in aerosols and cloud water. Computation of gas phase photolysis rates of Hg(II) compounds can be fast, and is fast enough to rebalance the modeled atmospheric Hg cycle between Hg(0) oxidation and Hg(II) reduction

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Fezai, Fatma. "Élaboration d'un capteur électrochimique basé sur une interface mixte film de diazonium / nanoparticules d'or pour la détection des traces de mercure(II) dans les eaux naturelles." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30223.

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Abstract:

Le mercure est un métal toxique provenant des rejets industriels et des émissions naturelles. Ayant la propriété de s'accumuler dans les organismes vivants, il est présent dans tous les éléments de la chaîne alimentaire. Il est à l'origine de nombreuses maladies et peut même entraîner la mort à hautes doses. Il est donc nécessaire d'assurer un suivi continu du niveau de pollution dans les eaux naturelles. Les techniques spectroscopiques classiques utilisées actuellement permettent de détecter le Hg(II) à des faibles concentrations mais elles sont souvent coûteuses et complexes, d'où le besoin de développer d'autres techniques plus simples pour un suivi en temps réel. Dans ce contexte, les capteurs électrochimiques se distinguent comme une excellente alternative, simple et peu coûteuse, pour les mesures in situ. L'objectif de ces travaux est le développement d'un capteur électrochimique basé sur la fonctionnalisation d'une électrode de carbone vitreux par des nanoparticules d'or (AuNPs) utilisées pour améliorer la sensibilité et la sélectivité du capteur. Les AuNPs ont été électrodéposées sur une électrode de carbone vitreux modifiée avec des couches organiques. Les interfaces mixtes ainsi obtenues ont été caractérisées par diverses méthodes électrochimiques et microscopiques. Après une étape d'activation électrochimique, les performances analytiques du capteur (stabilité, sensibilité, sélectivité) ont été évaluées par la détection de différentes concentrations de Hg(II)
Mercury (Hg) is highly toxic metal originating from natural sources and mainly from anthropogenic processes. It can bioaccumulate all along the food chain and causes severe diseases being thus lethal. Thus, it is of critical importance to ensure continuous Hg(II) monitoring for health and environmental protection. Classical Spectroscopic techniques are routinely used for Hg(II) determination. Although they offer good sensitivity and selectivity, they involve complex procedures and expensive material, which limit their use for on-site analysis. In this context, electrochemical sensors present excellent candidates for in situ Hg(II) trace analysis, taking in account their numerous advantages compared to spectroscopic techniques: easier handling, simple procedure, low energy consuming, low cost material and portability. This work presents a new electrochemical approach aiming to conceive and optimize an electrochemical Hg(II) sensor based on the functionalization of a glassy carbon electrode with gold nanoparticles (AuNPs) and diazonium salts in order to enhance the sensor lifetime. The gold nanoparticles were directly electrodeposited on the glassy carbon electrode, previously functionalized by diazonium salts. The mixed interfaces were then characterized using different electrochemical and spectroscopic techniques. An activation step was finally performed prior to mercury detection. The analytical performances of the sensor (stability, sensitivity, selectivity) towards mercury detection were evaluated using different amounts of Hg(II)

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Marusczak, Nicolas. "Etude du transfert du mercure et du méthylmercure dans les écosystèmes lacustres alpins." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00553704.

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Abstract:

Le mercure, polluant toxique pour les êtres vivants est présent dans tous les compartiments de l'environnement. Son cycle biogéochimique est encore mal connu, et des lacunes existent, notamment dans les sites de hautes altitudes comme les Alpes françaises. Au cours de ces travaux, nous avons examiné la dynamique du mercure dans les écosystèmes lacustres alpins, par l'étude du transfert de ce polluant entre les différents réservoirs que sont la neige (bassin versant), l'eau des lacs, et les poissons. Par des échantillonnages réguliers (janvier à juin 2009) de la neige de surface du lac Bramant, nous montrons que le manteau neigeux est le siège de processus de dépôts atmosphériques de mercure et de méthylmercure provenant des sources anthropiques de la région de Grenoble. Nous montrons également qu'une proportion de ces espèces rejoint le lac notamment lors de la fonte du manteau neigeux. Cependant, elles s'avèrent rapidement évacuées du lac en raison d'un fort et rapide renouvellement de ces eaux. Par ailleurs, la caractéristique spécifique (peu de végétation, grande minéralité) de ces bassins versants d'altitude explique également les faibles quantités de mercure présentes dans ces lacs. La faible contamination en mercure retrouvée dans les poissons de ces lacs est certainement due notamment à un faible temps de séjour du mercure dans l'eau. Enfin, grâce à un outil de prédiction et d'aide à la décision (WARMF), nous suggérons que les paramètres essentiels gouvernant la méthylation du mercure et la contamination des poissons dans nos lacs ne sont pas les dépôts atmosphériques mais plutôt les caractéristiques physico-chimiques du lac et de son bassin versant.

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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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Ferrat, Lila. "Réactions de la Magnoliophyta Marine Posidonia Oceanica en réponse à des stress environnementaux." Corte, 2001. http://www.theses.fr/2001CORT3063.

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Abstract:

La Capacité de posidonia oceanica (L. ) delile, à accumuler le mercure et à le mémoriser apporte des indications interessantes sur le niveau de contamination présent et passé d'un site donné, mais n'a que peu d'intérêt pour un diagnostic précoce d'une contamination mercurielle du milieu. Seule l'utilisation de biomarqueurs, ou changements mesurables précocement, au niveau moléculaire, biochimique ou cellulaire peuvent permettre une " biosurveillance " efficace des modifications des conditions environnementales. L'objectif de notre travail était de vérifier, en conditions controlées, et naturelles si une contamination mercurielle pouvait ou non induire un dommage et des mécanismes d'adaptation chez p. Oceanica. Notre étude a pris en compte l'accumulation du mercure, les marqueurs de dommage tels que la peroxydation lipidique, l'implication des enzymes de détoxication (les glutathions S-transferases) et antioxydantes (la catalase), et des molécules antioxydantes et chelatrices de métaux telles que le glutathion réduit et les composés phénoliques, ont été également mesurées. Les résultats obtenus en conditions controlées, par contamination de p. Oceanica au mercure organique et inorganique ont permis de montrer la prédominance de la forme organique chez cette plante, et que c'est la forme inorganique qui semble induire un stress oxydant, puisqu'elle provoque, jusqu'à un certain seuil, une augmentation de la peroxydation lipidique, des activités GST et catalase. Les résultats obtenus in situ confirment le rôle des GST dans les mechanismes de détoxication du mercure, mais également du glutathion et des composés phénoliques (dérivés de l'acide hydroxycinnamique, flavonoi͏̈des, composés glycosiles). Parallèlement, une analyse des composés phénoliques dans le cas d'une compétition avec caulerpa taxifolia a été initiée. L'ensemble de ces résultats semble montrer que le stress engendré par la compétition avec c. Taxifolia a un impact limité sur la production de composés phénoliques.

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Albert, Céline. "Exposure of Arctic seabirds to pollutants and the role played by individual migratory movements and non-breeding distribution." Thesis, La Rochelle, 2020. http://www.theses.fr/2020LAROS020.

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Abstract:

L’Arctique, bien que région éloignée de toutes activités anthropiques intensives, est contaminé par les polluants émis à de plus basses latitudes. En effet, les caractéristiques physico-chimiques de certains polluants leur permettent d’être transportés sur de longues distances, via les courants atmosphériques ou océaniques. Parmi eux se trouve notamment le mercure (Hg), élément trace non-essentiel naturellement émis dans l’environnement mais dont les émissions d’origine anthropiques ont fortement augmenté depuis le 19ème siècle. Ce neurotoxique engendre chez les espèces animales des troubles comportementaux, mais aussi des problèmes de reproduction et dans les cas extrêmes, la mort. Le milieu marin est particulièrement sensible à la contamination au Hg. En effet, une fois dans l’environnement marin, le Hg intègre la chaine alimentaire (sous sa forme toxique méthylée - MeHg), dans laquelle sa concentration augmente d’un niveau trophique à l’autre (processus de bioamplification) et/ou accumule au sein des organismes (processus de bioaccumulation). Ainsi, les prédateurs supérieurs longévifs tels que les oiseaux marins, en fin de chaine alimentaire, présentent les concentrations de Hg parmi les plus élevées. Ils sont largement et efficacement utilisés comme bio-indicateurs de la contamination au Hg de leur environnement. La majeure partie des connaissances actuelle sur la contamination au Hg des oiseaux marins Arctique concerne la saison de reproduction, durant laquelle les concentrations varient spatialement, avec notamment les concentrations les plus élevées trouvées en Arctique Canadien. Durant cette période, qui ne représente qu’une partie de l’année, les oiseaux se reproduisent à terre et sont donc plus facilement accessibles. Mais une fois la saison de reproduction terminée, la majorité des oiseaux marins migrent en haute mer, en dehors de l’Arctique. Une étude précédente a montré qu’une population de mergules nains (Alle alle) se reproduisant à l’Est du Groenland a des concentrations de Hg plus élevées en période de non-reproduction qu’en période de reproduction, avec des effets délétères sur la reproduction suivante. Au cours de ce travail de thèse, et grâce à une approche multi espèces et multi colonies, nous nous sommes intéressés au rôle de la migration des oiseaux marins sur leur contamination au Hg et ce à l’échelle de l’Arctique. Nos résultats montrent une saisonnalité dans la contamination au Hg, nous permettant d’étendre les résultats mis en avant pour les mergules nains à de nombreuses autres espèces d’oiseaux marins. Nous avons également trouvé que cette saisonnalité varie spatialement avec des variations saisonnières plus importantes pour les populations se reproduisant en Atlantique Ouest (Ouest du Groenland et Est du Canada). Ces résultats nous ont amenés à faire l’hypothèse que cette variation était une conséquence de la migration des oiseaux marins et de la distribution de leur zone d’hivernage. Pour tester cette hypothèse, nous avons utilisé les oiseaux comme bio-indicateurs de leur environnement. Pour cela, nous avons combiné des analyses de Hg avec du biologging afin de retracer l’origine spatiale de la contamination hivernale au Hg. Nos résultats montrent une augmentation des concentrations de Hg suivant un gradient est-ouest nous permettant ainsi d’étendre les résultats des précédentes études concernant la période de reproduction à l’hiver et à l’ensemble des régions marines à l’échelle de l’Atlantique Nord - Arctique. Ainsi, les résultats du présent travail de thèse nous permettent de conclure qu’au-delà de leur migration, ce sont les zones de reproduction et d’hivernages des oiseaux marins arctiques qui conditionnent leur contamination au Hg
The Arctic, even far from intensive human activities, is contaminated by pollutants emitted at Northern mid-latitudes. Because of their physico-chemical characteristics, pollutants are transported over large distances through atmospheric or oceanic currents. Among them is mercury (Hg), a naturally occurring and non-essential trace element whose emissions increased since the 19th century because of human activities. This neurotoxic negatively impacts animals’ health and induces behavioral changes, reproduction issues and in the most extreme case, death. The marine environment is particularly sensitive to Hg, which incorporates the food chain (under is toxic and methylated form – MeHg) in which its concentration increases from one trophic level to the other (e.g. biomagnification process) and accumulates within organisms (e.g. bioaccumulation process). Hence, long-lived top predators like seabirds, found at the end of the food chain usually show some of the highest contamination to Hg. They are commonly and efficiently used as bio-indicators of the health of their environment. Most of the current knowledge about Hg contamination in Arctic seabirds focused on the breeding period during which Hg was found to spatially vary, with usually higher Hg concentrations in the Canadian Arctic. During this period, which represents a part of the year only, seabirds aggregate in colonies for reproduction where they are more easily accessible. However, at the end of this period, seabirds migrate to overwinter mostly in open seas, outside of the Arctic. A previous study on a little auk (Alle alle) population breeding in East Greenland found that Hg concentrations were higher during the non-breeding period than during the breeding period, with carryover effects on the following reproduction. In the present doctoral work, based on a multi-species and multi-colony approach, we studied winter Hg exposure and the role of seabird migration in their contamination to Hg at large spatial scale. We found a seasonality in Hg concentrations allowing us to extend the results found in little auks to several species and at a larger spatial scale. We also found that this seasonality was spatially different with some of the highest variations for seabirds breeding in the West Atlantic (West Greenland and Canadian Arctic). We therefore proposed that such variations were due to seabird’s migration and the areas they overwintered at. To test such hypotheses, we used seabirds as bio-indicators of winter Hg contamination through the North-Atlantic Arctic. More specifically, we combined Hg measurements with geolocators devices to track the spatial origin of winter Hg contamination. We found an east-west increase in Hg concentrations allowing us to extend the results found during the breeding period to the winter period, through the entire North-Atlantic Arctic marine region. Results of the present doctoral work allow us to conclude that beyond migration, seabird distribution during the breeding and non-breeding periods drive their contamination to Hg

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Angot, Hélène. "Cycle atmosphérique du mercure dans des zones reculées de l’Hémisphère Sud : cas de la couche limite marine subantarctique et du continent Antarctique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU014/document.

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Abstract:

Le mercure (Hg) est un métal émis dans l’atmosphère par des sources naturelles et anthropiques. Il est préoccupant à l’échelle mondiale de par sa propagation atmosphérique sur de longues distances, loin des sources d’émissions, sa persistance dans l’environnement, son potentiel de bioaccumulation dans les chaînes alimentaires aquatiques et ses effets néfastes sur la santé humaine. Les modèles atmosphériques, utilisés pour retracer son cheminement depuis les sources d’émissions jusqu’aux dépôts au sein des écosystèmes, sont entachés de fortes incertitudes en raison notamment de notre compréhension partielle des processus atmosphériques (réactions d’oxydo-réduction, dépôts, réémissions) et du manque de données d’observations à l’échelle planétaire. L’objectif de ces travaux de thèse est d’améliorer notre compréhension du cycle atmosphérique du Hg en trois sites reculés de l’Hémisphère Sud : l’île d’Amsterdam (AMS) en plein océan Indien, Concordia (DC) sur la calotte glaciaire antarctique et Dumont d’Urville (DDU) sur la côte Est du continent. Les données acquises à AMS démontrent une réactivité atmosphérique limitée du Hg dans cette région du globe. L’île étant faiblement et rarement influencée par des masses d’air continentales polluées, il s’agit d’un site clé pour la surveillance, sur le long terme, du bruit de fond atmosphérique aux moyennes latitudes de l’Hémisphère Sud. Les données acquises en Antarctique démontrent l’existence de processus inédits en termes de réactivité dans l’atmosphère et à l’interface air-neige. Les processus observés sur la calotte glaciaire influent par ailleurs sur le cycle du Hg à l’échelle continentale du fait des forts vents catabatiques. Ces avancées scientifiques permettront, à terme, de contraindre et d’améliorer les modèles atmosphériques globaux
Mercury (Hg) is a metal emitted by both natural and anthropogenic sources. It is of global concern owing to its long-range atmospheric transport, its persistence in the environment, its ability to bioaccumulate in ecosystems, and its negative effects on human health. Large uncertainties associated with atmospheric models – that trace the link from emissions to deposition of Hg onto environmental surfaces – arise as a result of our incomplete understanding of atmospheric processes (oxidation pathways, deposition, and re-emission) and of the scarcity of monitoring data at a global scale. The aim of this PhD work is to improve our understanding of the atmospheric Hg cycling at three remote sites of the Southern Hemisphere: Amsterdam Island (AMS) in the Indian Ocean, Concordia (DC) on the East Antarctic ice sheet, and Dumont d’Urville (DDU) on the East Antarctic coast. Data acquired at AMS suggest a limited atmospheric reactivity of Hg in this part of the globe. The advection of polluted continental air masses being scarce, AMS is a key site for the long-term monitoring of the atmospheric background in the Southern Hemisphere mid-latitudes. Data acquired in Antarctica highlight the occurrence of unprecedented processes in the atmosphere and at the air-snow interface. Due to katabatic winds flowing out from the East Antarctic ice sheet down the steep vertical drops along the coast, processes observed at DC influence the cycle of atmospheric Hg on a continental scale. These scientific breakthroughs will ultimately lead to improved global transport and deposition models

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Kadlecova, Milada. "Contamination mercurique des sédiments et cours d'eau du nord de la France et de la République Tchèque." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10148/document.

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Abstract:

Depuis de nombreuses années, les métaux traces ont fait l’objet de recherches importantes dans les domaines de l’environnement et de l’écotoxicologie. Le mercure (Hg), élément trace, a été étudié depuis l’époque où sa responsabilité dans la contamination de la baie de Minamata au sud-ouest du japon a été mise en évidence. Il est le seul élément chimique dont l’introduction dans le milieu marin par l’activité humaine ait entraîné mort d’homme. Les sédiments jouent un rôle important dans le cycle biogéochimique du mercure en milieu aquatique, qui sont considérés comme piège de la contamination par le mercure, les sulfures jouent un rôle important dans le contrôle de sa spéciation et les risques environnementaux générés dans les milieux aquatiques. Le mercure peut être transformé sous ses formes methylées et être remobilisé ou encore transféré dans la chaine trophique. Dans certaines conditions les sédiments peuvent être aussi une source de contamination par le mercure. La première partie de cette étude est axée sur la mise au point d’une nouvelle méthode de mesure et de spéciation du mercure dans les sédiments en utilisant, le couplage éthylation en solution du mercure et du methylmercure avec la méthode Headspace et Headspace avec Trap (piège Tenax), séparation par Chromatographie Gaz et détection par la technique de spectroscopie de fluorescence atomique à vapeur froide (CV-AFS : Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectroscopy). L’étude de terrain été réalisée dans les canaux « Deûle et Lys » de la région Nord-Pas de Calais, côté français et dans deux fleuves côté République Tchèque « le Morava et le Jihlava ». Les techniques d´échantillonnages classiques des sédiments par carottage et à l´aide des méthodes de diffusion sur gel DGT (Diffusion Gradient Thin film) pour la mesure du mercure in situ ont été utilisées. La méthode DGT permet de déterminer le métal dissous labile (ion libre, complexes minéraux et complexes organiques peu stables) et dépend du type de capteur DGT utilisé. Différents gels ont été utilisés et comparés pour la détermination du mercure: Spheron-Thiol, Duolit GT-73 et TiO2. Les résultats obtenus montrent que le Canal de la Deûle est un site caractérisé par une contamination très forte et ancienne. Les transformations et la partition des espèces du mercure ont été évaluées grâce à l´utilisation de traceurs isotopiques (199IHg et 201MeHg) en même temps que la réactivité biogéochimique du sédiment. Les comportements respectifs des espèces naturelles (endogènes) et ajoutées (exogènes) du mercure ont été comparés pour chaque couche du sédiment
Mercury (Hg) is naturally occurring toxic element; however global mercury emissions are dominated by anthropogenic sources. The global cycle of mercury has seen an increase in mercury deposition, especially in aquatic ecosystems, since the beginning of the industrial revolution. First part of the thesis summarizes the source of mercury, its properties and toxicity from the general point of view, but also the current state of knowledge on the biogeochemical cycle of mercury and in particular behaviour of mercury inside the sediments of the aquatic environment and factors influencing its transformation into methylated form. The sediment in aquatic systems may acts as the ultimate sink, where mercury in its various complexes is deposited. The mercury in sediments can then be converted to its more toxic organic form, methylmercury (MeHg), by the transformation processes controlled by various physical, chemical and biological factors. More over remobilization of mercury species from sediments is possible due to diffusion and resuspension and so sediments may act as potential source of mercury for aquatic biota. Bioaccumulation and biomagnifications can then continue up the food chain where humans, among other animals, consume the organic mercury. It is clear that determination of total mercury is not sufficient to understand its fate in the environment; determination of MeHg provides very useful additional information. The sensitive and precise analytical method for MeHg determination is necessary. The methodological part of the thesis deal with the methods for determination of mercury species in sediments. The method for methylmercury determination in sediments using automated Headspace sampler equipped with Trap and coupled with Gas Chromatography and Atomic Fluorescence Detector was developed and is define. The special attention is also given to the necessity of clean sampling procedures and the proper storage and pre-treatment of the samples and the field study of Hg distribution in sediments. The mercury contamination of sediments from the South Moravia and Northern France are compared. The mercury species and other elements (Fe, Mn, S) were analysed in sediments and/or pore water and/or surface water collected from the sampling sites in the Deûle and Lys River (France) and Jihlava and Morava River (Czech Republic). In order to better assess the mercury contamination of aquatic ecosystem, the pore water concentration could be evaluated to understand the availability of mercury from sediment. The use of diffusive gradient in thin film (DGT) technique is applied to measure pore water mercury concentration in river sediments. Different resins gels for mercury determination are used: Spheron-Thiol, Duolite GT-73 and TiO2. River Deûle act as a sink for enormous anthropogenic Hg from the industrial activities and is considered as a potential significant source of methylmercury to the surrounding environment. The last part of thesis deals with the application of well-established isotope experiments to study methylation/demethylation processes in sediments of Deûle River. For this purpose, species-specific isotopically enriched tracers in the form of inorganic mercury IHg (199Hg) and MeHg (201MeHg) have been added to the sediment slurries. Mercury labelled species were used as the tracers to follow their chemical fate and calculate the extent of the transformation reaction yield occurring during the 24 hours experiment. This experiment methodology is refined by applying advanced matrix algebra to resolve the contributions of several different enriched stable isotope species specific tracers to the isotope pattern found, making the calculation of methylation/demethylation rates possible

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Houssard, Patrick. "Variations des concentrations en mercure dans les réseaux trophiques marins de l'Océan Pacifique Sud : état des lieux, caractérisation des sources et relations avec la dynamique trophique et physique du milieu." Thesis, Nouvelle Calédonie, 2017. http://www.theses.fr/2017NCAL0001/document.

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Abstract:

Le mercure est un métal présent naturellement dans l’environnement qui a la particularité, sous sa forme organique (le monométhylmercure; MMHg), de se bioaccumuler dans les organismes et de se bioamplifier le long des chaînes alimentaires. Depuis la prise de conscience de la toxicité du MMHg, les travaux se sont multipliés pour comprendre où et comment le MMHg est produit puis incorporé dans les réseaux trophiques marins. Les réponses à ces questions sont primordiales afin d’anticiper le devenir du MMHg dans les espèces commercialisées dans un contexte d’augmentation des émissions de mercure et de changement climatique.Ce travail de thèse s’inscrit dans cette démarche en étudiant les variations spatiales de mercure total contenu dans le muscle de trois espèces de thons: les thons obèses, germons et jaunes, capturés dans le Pacifique sud. Une tendance spatiale similaire a été observée pour les trois espèces avec des concentrations plus élevées dans la zone sud-ouest par rapport à la zone ouest-équatoriale. Ce patron semble être en partie expliqué par des modifications de l’alimentation des espèces en lien avec la structure thermique de la colonne d’eau. La combinaison de mesures des isotopes stables de l’azote et de marqueurs électroniques ont permis de mettre en évidence un approfondissement de l’habitat vertical des thons obèses vers la Nouvelle-Calédonie, leur permettant de se nourrir sur des proies profondes probablement plus concentrées en MMHg. De plus, les profils de MMHg dissous de la partie sud-ouest Pacifique suggèrent une plus forte production de MMHg dans la zone épipélagique augmentant la biodisponibilité du MMHg à la base des chaînes alimentaires pélagiques
Mercury is a naturally distributed heavy metal which is characterized, under its organic form (monomethylmercury; MMHg), by its bioaccumulation in living organisms and its biomagnifications along food chains. Since the awareness of MMHg neurotoxicity, lots of research works have focused on understanding where and how MMHg is formed and transmited to marine food webs. Those questions are keys in order to anticipate how MMHg, in commercially fish species, will respond in a context of increasing mercury emissions and climate change.This work is part of this approach by studying total mercury spatial variations from muscle tissue of three tuna species: bigeye, albacore and yellowfin tuna, captured within the south Pacific Ocean. Every tuna species demonstrated a consistent and similar spatial trend, with higher total mercury concentrations in the southwest and lower concentrations in the western equatorial Pacific. This spatial trend seems to be in accordance with varying tuna diet linked to the thermal features of the water column. By combining archival tagging data and nitrogen stable isotope analysis, we showed that the deepening of bigeye tuna vertical habitat around New Caledonia might allow them to forage on deeper and MMHg enriched preys. Additionnaly, dissolved MMHg profiles in the southwest Pacific suggest higher methylation processes in the epipelagic zone leading, possibly, to higher MMHg bioavailability for marine food chains.This study highlighted the key role of tuna trophic ecology and particularly foraging depth in their MMHg exposure. Those features have to be considered in future studies evaluating food webs contamination at a spatial or temporal scale

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Renedo, Elizalde Marina. "Sources and fate of methylmercury in the Southern Ocean : use of model seabirds and mercury stable isotopes." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS031/document.

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Abstract:

Malgré leur distance de la pression industrielle, les milieux marins austraux et antarctiques sont contaminés par des polluants globaux, tels que le mercure (Hg), par le transport atmosphérique et les courants océaniques. Jusqu'à présent, les voies de contamination du Hg dans l'Océan Austral restent peu connues, en particulier dans le secteur Indien, et de nouvelles études sont nécessaires pour élucider son devenir et son impact dans ces régions. Les oiseaux marins, en tant que prédateurs supérieurs des chaînes alimentaires marines, sont exposés à des concentrations élevées de méthylmercure (MeHg) via leur régime alimentaire. De plus, ils présentent des habitats de prédation contrastés dans les différents compartiments marins (en termes spatiaux et de profondeur). Par conséquent, ils sont considérés comme des bioindicateurs efficaces de la contamination par Hg et la bonne connaissance de leurs caractéristiques écologiques permet leur application comme traceurs du Hg dans des environnements éloignés, qui sont autrement difficiles à échantillonner. L'objectif principal de ce travail de doctorat est la caractérisation des voies d'exposition de MeHg accumulé par les oiseaux marins et l'identification des processus impliqués dans le cycle biogéochimique du Hg dans l'Océan Austral (des eaux antarctiques aux eaux subtropicales). L'approche méthodologique proposée consiste à combiner la composition isotopique du Hg et la spéciation du Hg dans les tissus d’espèces d’oiseaux marins de l'Océan Austral choisis précisément. Dans une première étape, une évaluation des signatures isotopiques de Hg spécifique de chaque tissu a été réalisée, notamment dans le sang et les plumes, car ceux-ci peuvent être échantillonnés de manière non létale. Chez les poussins, les deux tissus peuvent être utilisés efficacement et indifféremment comme bioindicateurs de la contamination locale en utilisant des isotopes du Hg, alors que chez les adultes, chaque tissu donne accès à une exposition temporelle différente : le sang à l'échelle récente (c'est-à-dire l'exposition pendant la période de reproduction) et les plumes à l'échelle annuelle, fournissant ainsi des informations isotopiques complémentaires aux différentes étapes du cycle annuel des oiseaux. Une deuxième partie a été axée sur l'exploration des sources de MeHg dans quatre espèces de manchots d’une même zone subantarctique, les îles de Crozet. Les populations ont été discriminées par leurs signatures isotopiques du Hg en fonction de leurs habitats de prédation et leurs mouvements latitudinaux, qui se trouvent être les facteurs principaux déterminant leur exposition à différentes sources de MeHg. Dans une troisième partie, les isotopes du Hg ont été étudiés dans deux modèles d'oiseaux (poussins de labbes et manchots adultes) sur une grande échelle latitudinale de l'Antarctique à la zone subtropicale. Les variations latitudinales des valeurs isotopiques du Hg (δ202Hg, Δ199Hg) semblent être influencées par une différente amplitude des processus photochimiques et d'autres voies biogéochimiques telles que la réduction du Hg, et les processus de méthylation / déméthylation, ainsi que les processus trophiques ou métaboliques
Despite their distance from industrial pressure, marine southern and Antarctic environments are contaminated by worldwide distributed pollutants, such as mercury (Hg), through atmospheric transport and oceanic currents. So far, Hg contamination pathways in the Southern Ocean remains poorly understood, particularly in the Indian sector, and new studies are required to elucidate its fate and impact in these regions. Seabirds, as top predators of marine food webs, are exposed to elevated concentrations of biomagnified methylmercury (MeHg) via dietary intake and moreover, they forage in the different marine compartments both in spatial and depth terms. Therefore, they are considered as effective bioindicators of Hg environmental contamination and the good knowledge of their ecological characteristics permits their application for tracing Hg in such remote environments otherwise of difficult access. The main objective of this doctoral work is the characterization of the exposure pathways of the MeHg accumulated in model seabirds and the identification of the processes involved in the Hg biogeochemical cycle in the Southern Ocean (from Antarctic to subtropical waters). The proposed methodological approach consisted on the combination of Hg isotopic composition and Hg speciation in tissues of a precise selection of seabirds of the Southern Ocean. In a first step, the evaluation of tissue-specific Hg isotopic signatures was accomplished notably in blood and feathers, as they can be non-lethally sampled. In chicks, both tissues can be effectively and indifferently used for biomonitoring of local contamination using Hg isotopes, whereas in adults each tissue provides access to different temporal exposure : blood at recent scale (i.e. exposure during the breeding period) and feathers at annual scale, thus providing complementary isotopic information at the different stages of seabird annual cycle. A second part was focused on the exploration of MeHg sources in four penguin species within a same subantarctic location, the Crozet Islands. Hg isotopes effectively discriminated the four populations and species-specific foraging habitats and latitudinal movements were found the main factors determining their exposure to distinct environmental MeHg sources. In a third part, Hg isotopes were investigated in two ubiquitous seabird models (skua chicks and penguins) over a large a latitudinal scale from Antarctica to the subtropics. Latitudinal variations of Hg isotopic values (δ202Hg, Δ199Hg) appeared to be influenced by different extent of photochemical processes and other biogeochemical pathways such as Hg reduction, and methylation/demethylation processes, as well as trophic or metabolic processes

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Mattio, Elodie. "Développement de systèmes d'analyse en flux imprimés en 3D pour le dosage de Pb, Cd et Hg dans les eaux." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0361.

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Abstract:

La quantification des métaux dans les milieux aquatiques est un enjeu majeur, au vu de leur toxicité élevée et de leurs nombreuses sources d’émission dans l’environnement. Dans cette optique, le développement de systèmes d’analyse en ligne portables et à bas coût va permettre de réaliser des contrôles répétés et automatisés sur site. Trois métaux ont été ciblés dans cette étude : le plomb, le cadmium et le mercure. Pour développer ces systèmes, l’impression 3D a été utilisée pour réduire les coûts de fabrication et permettre la conception de modules sur mesure. Trois systèmes ont été développés, selon la méthodologie suivante : dans un premier temps, l’échantillon va être photo-oxydé pour extraire les métaux de la matrice organique et minérale, puis les métaux ciblés vont être ensuite préconcentrés sur phase solide, élués et détectés en spectroscopie UV-Visible ou en fluorescence. Les choix de la phase solide, de l’éluant et du réactif de détection vont ainsi être déterminants pour la caractérisation sélective et sensible de chaque métal. Un premier système pour l'analyse du plomb a été développé, et se compose de trois modules imprimés en 3D, accueillant une colonne de résine, un mélangeur, et une cellule de détection optique. Un second système, sous la forme d’un lab-on-valve, permet la quantification du plomb et du cadmium. Enfin le troisième système, portant sur le mercure, intègre une pièce imprimée en 3D dont la surface a été greffée avec une molécule (dithizone carboxylate) permettant l'extraction sélective du mercure du milieu. Ces systèmes conduisent ainsi à de nouvelles perspectives pour le développement de systèmes en flux plus complexes imprimés en 3D
Metals determination in aqueous samples is a major challenge nowadays, in the light of their high toxicity and their numerous emission sources into the environment. In this context, the development of on-line and low-cost analytical systems allows to carry out automated on-site measurements. Three metals (lead, cadmium and mercury) have been targeted in this study. 3D printing has been used in this study to reduce fabrication costs and to allow a tailor-made conception of the units. The developed flow systems in this study are based on the same analytical methodology: first, the sample is photo-oxidized to extract targeted metals from organic and mineral matrix of the sample. Then, metals are preconcentrated on a solid phase, then eluted and detected by UV-Visible or fluorescence spectroscopy. The choices of preconcentration solid phases, eluents, and detection reagents are decisive for the selective and sensitive characterisation of each metal. The first developed system concerns lead analysis, and consists of three 3D printed units, which contain a resin column, a mixing coil, and a spectroscopic flow-cell. The second system for lead and cadmium determination contains a 3D printed lab-on-valve with eight ports, two resin columns, and a mixing coil with baffles. Finally, the third system includes a 3D printed unit whose surface has been modified by grafting a molecule with high affinity for mercury (dithizone carboxylate). This 3D printed unit provides a selective extraction of mercury after modification of its surface. The systems thus developed allow to explore the possibilities of 3D printing for the development of more complex flow systems

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Da, fonseca Clemens Stéphanie. "Spéciation du mercure dans les produits de la pêche par double dilution isotopique et chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse à plasma induit (GC-ICP-MS)." Phd thesis, AgroParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00753697.

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Abstract:

Le mercure est un contaminant présent dans l'ensemble des compartiments de l'environnement et l'homme y est directement exposé via l'alimentation. Actuellement, les organismes gouvernementaux évaluent la sécurité des produits alimentaires en se basant essentiellement sur la concentration totale de cet élément. Cependant, la toxicité du mercure dépend, entre autre, de l'espèce absorbée (dont le méthylmercure, sa forme la plus toxique). Par conséquent, l'analyse de spéciation, c'est à dire la détection et quantification des différentes formes chimiques de cet élément, présente un intérêt croissant. Le principal objectif de ce projet a donc été de développer et de valider, sous assurance qualité, une méthode sensible et d'une grande exactitude, basée sur l'utilisation de la dilution isotopique. Elle sera par la suite appliquée comme méthode de référence par l'agence pour l'analyse en spéciation du mercure dans les produits de la pêche afin de permettre une meilleure évaluation des risques encourus par le consommateur. La première partie de ce travail a porté sur l'étude du cycle biogéochimique du mercure et de l'état de l'art des diverses méthodes de préparation de l'échantillon, de séparation et de quantification du Hg dans les matrices biologiques, afin d'émettre des choix analytiques. Ainsi, les principaux composés mercuriels susceptibles d'être retrouvés dans les produits de la pêche (le méthylmercure et le mercure inorganique) ont été déterminés par couplage GC-ICP-MS et une quantification par dilution isotopique. La seconde partie des travaux a été consacrée à l'optimisation de la méthode de préparation des échantillons et de la technique de quantification. Ces travaux sur différents matériaux de référence certifiés ont montré que des modifications de la distribution naturelle de l'échantillon pouvaient survenir dès l'étape d'extraction, préconisant un marquage isotopique avant extraction solide-liquide par digiPREP des espèces mercurielles et dérivation par propylation par le tétrapropylborate de sodium et agitation rotative. Les résultats expérimentaux ont été traités par dilution isotopique simple et multiple. Les teneurs obtenues ont été similaires, pour l'ensemble des matrices analysées, montrant que peu ou pas de transformation inter-espèces surviennent au cours de la procédure analytique. Une quantification par double marquage isotopique et dilution isotopique simple a donc été conservée. L'évaluation des critères analytique a démontré que la méthode est validée pour la spéciation du mercure dans les produits de la pêche, selon les normes françaises AFNOR NF V03-110 de 1998 et de 2010. La dernière partie des travaux a porté sur l'application de la méthode validée à la spéciation du mercure dans des échantillons biologiques réels, ainsi qu'à la participation à plusieurs essais interlaboratoires d'aptitudes organisés par le CSL-FAPAS sur un échantillon de thon en conserve et par l'IRMM sur le matériau IMEP-109 de homard.

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Lemaire, Jérémy. "Mercury contamination in caimans from French Guiana, bioaccumulation and physiological effects." Thesis, La Rochelle, 2021. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03716076.

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Abstract:

Le mercure (Hg) est un contaminant environnemental qui affecte tous les écosystèmes. Il a la particularité de se biomagnifier le long de la chaîne trophique et de se bioaccumuler dans les tissus des prédateurs. Le Hg est connu pour avoir des effets néfastes chez les humains et la faune sauvage. Les prédateurs des écosystèmes tropicaux sont particulièrement affectés par la contamination en Hg du fait de l’exploitation aurifère artisanale qui utilise d’importantes quantités de Hg pour extraire l’or. Les crocodiliens sont des super-prédateurs des écosystèmes tropicaux et ils accumulent de fortes concentrations de Hg dans leurs tissus. Ils sont potentiellement de bons candidats pour suivre la contamination en Hg, ce sont des animaux vivant plusieurs décennies, ils ont un métabolisme lent et un taux de conversion de l’énergie important, ce qui favorise la bioaccumulation. De plus, ils ont une répartition importante dans les écosystèmes tropicaux et subtropicaux, ce qui rend la surveillance du Hg possible à large échelle. Mes travaux de doctorat s’intéressent aux quatre espèces de caïmans présents en Guyane (le caïman noir Melanosuchus niger, le caïman nain de Cuvier Paleosuchus palpebrosus, le caïman de Schneider Paleosuchus trigonatus et le caïman à lunettes Caiman crocodilus). J’ai travaillé sur les variations de Hg entre différents tissus obtenus par méthode de prélèvement peu invasif et, j’ai étudié l’influence de la morphologie et de l’écologie trophique (via les isotopes stables) des individus sur les concentrations en Hg. Ensuite, j’ai étudié l’impact d’une contamination en Hg sur les mécanismes physiologiques, le transfert maternel et ses effets sur les nouveau-nés
Mercury (Hg) is a global environmental contaminant that affects ecosystems. It has the particularity to biomagnify through the food web, and to bioaccumulate especially in tissues of top predators. Mercury has been identified to have detrimental effects on human and wildlife. Top predators from tropical ecosystems are particularly affected by Hg contamination due to artisanal small scale gold mining, which uses massive amounts of Hg in the gold extraction process. Crocodilians are top predators of tropical ecosystems and have been identified to accumulate high concentrations of Hg in their tissues. They are potentially good candidates to monitor Hg contamination, as they are long-living animals with low metabolic, and high tissue conversion rates, which favours the bioaccumulation of Hg. Additionally, they have a large repartition over tropical and sub-tropical ecosystems, which make large-scale Hg evaluation possible. My doctoral work focuses on the four caiman species that are present in French Guiana (the Black caiman Melanosuchus niger, the Dwarf caiman Paleosuchus palpebrosus, the Smooth-fronted caiman Paleosuchus trigonatus and the Spectacled caiman Caiman crocodilus). First, I have worked on Hg variation across different tissues obtained by minimally invasive methods, and investigated the influence of morphology and feeding ecology (by using stable isotope method) on Hg contamination in caimans. Second, I have investigated the impact of Hg contamination on physiological mechanisms, and the maternal transfer and its effects on neonates

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Fu, Xiaojian. "Coupure Hydraulique et Potentiel de Production en Gaz de Réservoirs de Grès « Tight » : Etude Expérimentale." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2013. http://www.theses.fr/2013ECLI0021/document.

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Abstract:

Les réservoirs dits « tight gas » sont constitués de grès de faible perméabilité ayant des propriétés petro-physiques susceptibles de nuire à la productivité du gisement. Une importante zone de transition est observée in situ dans laquelle ni l’eau ni le gaz ne sont suffisamment mobiles pour permettre une extraction industrielle : c’est ce que l’on appellera le « permeability jail ». Cette étude vise principalement à caractériser l’influence du chargement mécanique (via l’utilisation de différentes pressions de confinement) et de la nature des roches (roches provenant de différents puits et prélevées à différentes profondeurs) sur les courbes de perméabilité relative au gaz et les caractéristiques poro-mécaniques de ces roches. La porosité accessible à l’eau mesurée est de 2 à 12%. La perméabilité intrinsèque au gaz a mis en évidence de fortes disparités sans lien avec la porosité des échantillons. Une grande sensibilité de la perméabilité relative au confinement a été observée dès l’application de pressions de confinement de 15 à 30 MPa. Deux familles d’échantillons ont ainsi été identifiées. Les échantillons les plus perméables (perméabilité compris entre 100 – 1000 μD), sont peu sensibles au confinement et leur perméabilité relative ne chute qu’à partir de saturations de l’ordre de 50%. Les échantillons les moins perméables apparaissent beaucoup plus sensibles à la fois au confinement et à la saturation.Des méthodes classiquement utilisées dans le domaine pétrolier reposant sur l’interprétation d’essais de porosimétrie par intrusion mercure, ont également été mise en œuvre pour évaluer les perméabilités relatives et les comparer aux mesures expérimentales
So-called tight gas reservoirs are constituted of low permeability sandstones, which petro-physical properties may interfere with proper gas recovery. They have a low absolute permeability (below 0.1 mD under ambient conditions), a porosity lower than 10%, and a strong sensitivity to in situ stresses as compared to conventional reservoirs. Moreover, an important transition zone is observed in situ, where partial water saturation is present, and which may extend over several hundred meters over the free water table. In such zone, where water saturation is on the order of 40-50%, neither gas nor water seems sufficiently mobile for industrial extraction: this is the permeability jail. Our aim is to assess their actual petro-physical properties, namely porosity, gas permeability under varying hydrostatic stress and water saturation level, in relation with sandstone microstructure. Accessible water porosity measured is between 2 to 12%. The intrinsic permeability to gas did not appeared related to the porosity of samples. A high sensitivity of gas permeability to confinement was observed. Two families of samples were identified. The more permeable samples (permeability between 100-1000 μD), are relatively insensitive to confinement and their relative permeability decrease for water saturation higher than 50%. Less permeable samples appear much more sensitive to mechanical loading and saturation.Methods classically used in oil and gas industry based on the interpretation of mercury intrusion porosimetry tests have also been used to evaluate relative permeability and compared with experimental measurements

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Duval, Bastien. "Ecodynamics of trace metals and metalloids in Pyrenean lakes in relation to climate change and anthropogenic pressure." Thesis, Pau, 2020. http://www.theses.fr/2020PAUU3046.

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Abstract:

La gestion et la conservation des lacs de haute montagne Pyrénéens dans le contexte actuel du changement climatique et de l’augmentation de la pression anthropique nécessitent une connaissance approfondie de leur fonctionnement biogéochimique. Dans cette thèse, cinq campagnes d’échantillonnage ont été réalisées (2017-2019) dans plus de 20 lacs alpins. L’analyse d’échantillons d’eau nous a permis d’étudier les teneurs, les profils en profondeurs, la répartition géographique, et les variations saisonnières de nombreuses caractéristiques physico-chimiques et biogéochimiques. Le cycle du dioxyde de carbone (CO2) et le devenir des Eléments Traces Potentiellement Dangereux (PHTEs) ont été étudiés. Le mercure (Hg) a été particulièrement étudié au travers du développement d’une procédure analytique pour la détermination de concentrations en traces dans les eaux naturelles et de recherches biogéochimiques sur la distribution et le devenir des espèces du Hg dans la colonne d’eau, et dans des archives de sédiments.La procédure développée pour analyser l’alcalinité totale (TA) et le carbone inorganique dissous (DIC) nous a permis de déterminer les autres paramètres du système du CO2, le pH et la fugacité du CO2 (fCO2). Les spécificités du substrat rocheux apparaissent essentielles pour l’état d’acidification des lacs étudiés. De plus, les valeurs de fCO2 obtenues montrent que les lacs sont des sources de CO2 pour l’atmosphère.La mesure de divers paramètres physico-chimiques nous a permis de classer les lacs en fonction de leur géochimie de l’eau mettant en évidence l’importance de l’état trophique des lacs, des caractéristiques géologiques et des apports atmosphériques. La présence, les sources et le comportement des PHTEs ont été étudiés, démontrant un contraste entre les apports géologiques et atmosphériques. Le suivi intensif a démontré que certains PHTEs sont très sensibles aux changements environnementaux comme la température et les conditions redox.La mesure des concentrations de Hg total dans les systèmes aquatiques reste complexe et il est nécessaire de développer des méthodes analytiques moins coûteuses et faciles d’utilisation. La méthode développée et optimisée dans ce travail a été appliquée avec succès et a montré une bonne limite de détection et une excellente répétabilité. La spéciation du Hg dans la colonne d’eau a démontré l’état intact et la dynamique des lacs Pyrénéens. L’homogénéité dans les concentrations de Hg total non-gazeux a confirmé l’absence de sources locales et l’utilisation potentielle de ces écosystèmes en tant que sentinelles de la contamination régionale et globale du Hg. Alors que lemercure inorganique (iHg) n’a pas montré de variations saisonnières, le monométhylmercure (MMHg) a été significativement plus élevé en automne 2018 et le mercure gazeux dissous (DGM) a fortement varié parmi les lacs. Les expérimentation in-situ ont confirmé les conditions qui favorisent la méthylation (eaux anoxiques stratifiées), la déméthylation et la photoréduction (intense lumière UV) du Hg.L’analyse des archives de sédiments a mis en lumière les tendances temporelles des taux d’accumulation du Hg (HgARs), avec une augmentation progressive depuis le 16ème siècle et l’industrialisation, reflétant la production de Hg dans les mines d’Almadén. Les isotopes stables du Hg permettent de tracer certaines sources anthropiques ainsi que les variations climatiques passées.Globalement, les changements environnementaux dans les écosystèmes des lacs, provoqués à la fois par les conditions climatiques (température, intensité lumineuse) et la pression anthropique (apports atmosphériques, eutrophisation, CO2 atmosphérique) sont susceptibles d’entrainer des répercussions importantes parmi le CO2, certains PHTEs et le cycle biogéochimique du Hg dans les écosystèmes montagnards
The management and conservation of Pyrenean high mountain lakes within the current context of climate change and increasing anthropogenic pressure require detailed knowledge of their biogeochemical functioning. In this doctoral thesis, five sampling campaigns were carried out (2017-2019) in more than 20 alpine lakes. The analysis of water samples allowed us to study the occurrence, the depth profiles, the geographical distribution and the seasonal trends of a large array of physico-chemical and biogeochemical parameters. Specifically, the cycle of carbon dioxide (CO2) and the fate of Potentially Harmful Trace Elements (PHTEs) were investigated. The mercury (Hg) was specially studied through the development of an analytical procedure for the measurement of trace concentrations in natural waters and through biogeochemical investigations on the distribution and the fate of Hg species in the water column, as well as in sediment archives.The new and robust procedure developed in this work to measure the total alkalinity (TA) and the dissolved inorganic carbon (DIC) allowed us to determine the other two parameters of the CO2 system, the pH and the fugacity of CO2 (fCO2). The bedrock characteristics of the watershed appear to be the most important parameters influencing the acid status of the studied lakes. Moreover, obtained fCO2 values indicate that lakes are sources of CO2 for the atmosphere.The measurement of various physico-chemical parameters allowed us to discriminate and classify the studied lakes according to their water geochemistry, highlighting the importance of the trophic status of the lakes, the geological background and the atmospheric inputs. The occurrence, sources and behaviour of the PHTEs were investigated with evidence of a contrast between geological and atmospheric inputs. Intensive monitoring revealed some PHTEs to be highly sensitive to environmental changes such as temperature and redox conditions.Monitoring natural concentrations of total Hg in aquatic systems remains a difficult challenge and there is a need for the development of low cost and easy handling analytical methods. The method for analysis of trace Hg concentrations developed and optimized in this work was successfully operational and exhibits a suitable limit of detection and an excellent reproducibility. Hg speciation results in the water column demonstrated the pristine state and the dynamic of the Pyrenean lakes. The homogeneity in the non-gaseous total Hg concentrations in the studied lakes confirmed the absence of local sources and the potential use of these ecosystems as sentinels of regional to global Hg contamination. While inorganic mercury (iHg) did not show seasonal variations, monomethylmercury(MMHg) was significantly higher in autumn 2018 and dissolved gaseous mercury (DGM) varied strongly within and among lakes. In-situ experiments confirmed the conditions that promote Hg methylation (stratified anoxic waters), demethylation and photoreduction (intense UV light).The historical Hg record in sediment archives highlighted temporal trends in Hg accumulation rates (HgARs) with a progressive increase since the 16th Century and the industrialization, mirroring the Hg production in Almadén mines (Southern Spain). Besides, Hg stable isotopes allow the identification of distinct anthropogenic sources as well as past climate variability.Overall, environmental changes in lake ecosystems, induced by either climatic conditions (temperature, light intensity) or anthropogenic pressure (atmospheric inputs, eutrophication, atmospheric CO2) are likely to produce significant impacts among CO2, specific PHTEs and Hg biogeochemical cycles in mountainous ecosystems

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Stupar, Yohana Vanesa. "Trends and rates of mercury and arsenic in sediments accumulated in the last 80 years in the climatic-sensitive Mar Chiquita system, Central Argentina." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00920306.

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Abstract:

In South America and especially in Argentina, the behaviour of mercury (Hg) and arsenic (As) mainly in sediments remains poorly understood. The Mar Chiquita system and more particularly the Laguna del Plata with its associated Suquía River basin is used here as a case study to identify the dynamic of these two trace elements. Their distribution in space and time are studied in relation with the anthropic presence and the hydrological conditions that importantly changed in the last century.The methodology consisted first to study the spatial distribution of mercury and arsenic thanks to the analysis of water and sediments taken all along the Suquía River and Laguna del Plata. Secondly, the sampling and study of a sediment core taken in Laguna del Plata allowed to evaluate variations of Hg and As with time.The implementation of selective extractions allowed to better identify Hg and As bearing phases. The global interpretation of the results and the support of satellites images revealed the important role played by climate changes and hydrological variations in the control of mercury and arsenic behaviour within the Mar Chiquita system. The combination of these different approaches revealed that the dynamic of mercury and arsenic shows contrast behaviour. Hg concentrations are low when the climate conditions are dry and lake-level is low. They are mainly associated to sulphurs carried by the Suquía River. The augmentation in regional precipitations produced higher runoff, rise in the lake-level and an increment in Hg accumulations. In this period Hg is mainly associated to the organic matter. As instead is contributed to the lake in solution and by the influence of winds from the loessic Chaco Pampean Plain in drier periods. As is associated to reactive Fe and Mn oxyhydroxides throughout the core. High concentrations in the bottom of the core are also associated to sulphides while in the middle and upper part As concentrations are as well associated with carbonates.

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Martinez, Duenas William Andrés. "Modèle spatial de la charge de mercure présent dans le biofilm épiphyte du littoral du lac Saint-Pierre, Fleuve Saint-Laurent (Québec)." Mémoire, 2006. http://www.archipel.uqam.ca/2806/1/M9584.pdf.

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Abstract:

Le lac Saint-Pierre (LSP) alimente l'industrie de la pêche commerciale en eau douce la plus importante du fleuve Saint-Laurent. Le lac supporte également une importante activité de pêche non commerciale pratiquée par la population locale. Il apparaît donc important de prendre des mesures qui permettent d'estimer la disponibilité du mercure (Hg) dans l'ensemble de l'écosystème afin d'établir le risque pour la santé humaine qu'implique la consommation de poisson provenant du lac. Nous présentons dans ce mémoire le développement d'un modèle spatial de la charge de mercure total (HgT) dans le biofilm épiphyte (BFE) du LSP. Pour ce faire, nous avons développé un modèle écologique conceptuel à partir duquel nous avons développé un modèle cartographique. Le premier nous a permis de choisir les variables destinées à effectuer les prédictions spatiales; le second constitue la représentation cartographique des prédictions. Une démarche en quatre étapes a été élaborée: 1) la formulation du modèle conceptuel; 2) les regroupements des données; 3) la formulation statistique des modèles ou développement des modèles prédictifs; et 4) le développement du modèle cartographique ou représentation cartographique du modèle prédictif. Le modèle conceptuel développé propose que la variable disponible la plus utile pour estimer la charge du HgT dans le BFE est la biomasse des macrophytes, variable qui représente simultanément plusieurs variables physico-chimiques du milieu. Des modèles cartographiques du BFE ont donc été construits à partir d'une carte de la biomasse des macrophytes, préalablement développée. Ces modèles ont permis à leur tour de produire des modèles cartographiques de la charge de Hg dans le BFE du LSP. Les modèles cartographiques ainsi obtenus indiquent que les plus grandes quantités de HgT sont concentrées dans la rive sud du lac, là où se déversent les rivières Richelieu, Saint-François et Yamaska. Ces rivières possèdent de grands bassins versants et charrient une forte concentration de nutriments responsables de la croissance d'un lit de macrophytes plus important sur la rive sud que sur la rive nord. Cette augmentation de macrophytes a entraîné un accroissement du BFE et, par conséquent, une augmentation de la charge de HgT. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Modèle cartographique, Mercure, Biofilm épiphyte, Lac Saint-Pierre.

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Comte, Irina. "Impacts des usages du sol sur les propriétés physico-chimiques et le mercure du sol en Amazonie brésilienne : étude comparée du brûlis et de la trituration des jachères forestières." Mémoire, 2008. http://www.archipel.uqam.ca/1838/1/M10721.pdf.

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Abstract:

L'utilisation du brûlis comme méthode de déboisement est prédominante en Amazonie, bien que ses impacts sévères sur la qualité des sols soient reconnus depuis longtemps. Des études plus récentes ont également montré le lien entre les activités de coupe et brûlis des forêts primaires et la contamination mercurielle des écosystèmes aquatiques. L'objectif ce mémoire est d'évaluer l'effet de la trituration des jachères, une méthode de défrichement alternative sans usage du feu, sur les propriétés physico-chimiques du sol d'abord, puis sur la rétention du mercure, comparativement au défrichement traditionnel par le brûlis, et ce sur des sols longtemps exploités. Nous avons travaillé à partir du dispositif expérimental de l'EMBRAPA comprenant: 1) une séquence de culture alternative (CT) combinant l'amélioration de la jachère par des légumineuses et l'usage de la trituration, 2) une séquence de culture traditionnelle (CB) établie sur une jachère naturelle brûlée, 3) un pâturage établi sur une jachère naturelle triturée (PT), 4) un pâturage établi sur une jachère naturelle brûlée (PB), 5) une jachère forestière de 40 ans (1), utilisée comme témoin. Les variables physico-chimiques du sol ont été mesurées, auxquelles se sont ajoutées les concentrations en Hgtot. Les parcelles ont été échantillonnées sur trois horizons (0-5cm, 20-25 cm et 50-55 cm), les teneurs en mercure normalisées par rapport à la densité, à la teneur en argile et à la matière organique du sol; et les facteurs d'enrichissement en Hg entre les horizons calculés. Concernant les propriétés physico-chimiques du sol, l'amélioration de la jachère combinée à sa trituration dans la parcelle cultivée CT a permis la conservation d'une bonne structure du sol sans toutefois permettre une augmentation significative de l'humidité du sol en saison sèche. L'effet positif de la technique sur les propriétés chimiques du sol dans CT est manifeste. Dans les pâturages en revanche, l'emploi de la technique de la trituration sur jachère naturelle plutôt que sur jachère plantée avec des légumineuses semble avoir été moins efficace sur ces variables physico-chimiques. Quant au mercure, nous avons mesurés de très faibles teneurs dans les sols étudiés (de 24.83 ± 13.90 à 49.48 ± 30.05 ng.g⁻¹ dans l'horizon 0-5 cm), et nous n'avons pu mettre en évidence d'effet bénéfique de la méthode de la trituration sur la rétention du mercure dans les cultures et les pâturages. Le long historique d'utilisation de ces sols et les épisodes de brûlis antérieurs avaient probablement déjà entamé la fraction la plus labile du réservoir de mercure du sol, masquant les effets bénéfiques potentiels de la pratique de la trituration. Il se pourrait également que certains processus liés à la présence du paillis organique puissent faciliter les pertes de ce métal par le système (compétition cationique et dislocation, mobilisation par la matière organique dissoute). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Agriculture familiale, Amazonie, Culture sur brûlis, Trituration, Mercure, Sol.

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Dissertations / Theses on the topic 'Seiches – Teneur en mercure'

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