Letteratura scientifica selezionata sul tema "Métaux lourds – Environnement"

Le sous-sol des villes est structuré par plusieurs millénaires d’interactions société-environnement, qui ont créé les strates et sols urbains dont la puissance sédimentaire peut aujourd’hui dépasser une dizaine de mètres. Depuis une trentaine d’années, le développement de la géoarchéologie des environnements artificialisés, et l’application des géosciences à ces formations anthropogènes, a permis de caractériser les processus pédo-sédimentaires et les systèmes d’activités qui en sont à l’origine. Ainsi, il est possible de constater que les strates des Ve–XIe siècles sont majoritairement caractérisées par des couches de terre sombre, d’apparence homogène, épaisses de plusieurs dizaines de centimètres, voire de plusieurs mètres, qui se rencontrent dans tous les espaces urbains anciens d’Europe, depuis Moscou jusqu’à Séville. Cet article présente une synthèse des résultats obtenus par l’étude systématique de ces terres noires, à l’échelle de l’Europe. Les résultats ont été acquis en associant une approche géo-archéologique à des fouilles archéologiques détaillées, et l’application des méthodes de l’archéo-pédologie, de la sédimentologie, de la micromorphologie, de la géochimie (métaux lourds, matières organiques) sur les stratifications archéologiques. Sur plus d’une centaine de sites étudiés en Grande-Bretagne, en Belgique, en France, en Italie, il a été possible de constater que les processus conduisant à la formation de terres noires sont très nombreux, tous liés à une occupation humaine des lieux. La bioturbation joue un rôle important dans la structuration de ces dépôts, conduisant à l’effacement partiel des anciennes interfaces sédimentaires. Les terres noires sont très riches en matières organiques, en déchets issus d’activités humaines domestiques, artisanales, en excréments, ainsi qu’en matériaux architecturaux dégradés. Les terres noires présentent des teneurs en carbone organique très élevées par rapport aux autres formations urbaines anciennes, comprises entre 9 et 35,9 mg/kg. Elles sont polluées au phosphore (jusqu’à 20,34 g/kg) et aux métaux lourds. Les concentrations en plomb atteignent 1830 mg/kg. Ces données permettent de mieux comprendre le comportement urbain des sociétés du début du Moyen Âge, dans leur gestion des déchets, leur rapport à la matérialité des surfaces sur lesquelles elles circulent et comment s’organisent les activités dans les villes.

Un enjeu majeur en élevage : la réduction des impacts sur l’environnement Le maintien, voire le développement, des productions animales sur notre territoire passe d’abord par la résolution des problèmes environnementaux en particulier dans les zones à fortes concentrations animales. Dans ces régions d’élevage intensif, l’impact de cette activité sur l’environnement est une préoccupation majeure, qui répond à une demande sociale forte. A cet égard dans l’esprit du public, plus encore que les autres productions animales intensives, la production porcine est considérée comme emblématique de pollution, en grande partie du fait des nuisances olfactives qui lui sont associées. Mais d’autres impacts environnementaux ont également attiré très tôt l’attention du public et du législateur sur la qualité des eaux, notamment les teneurs excessives en nitrates des ressources aquifères, et la réglementation actuelle sur les installations d’élevage est encore très largement basée sur cette seule dimension. Plus récemment, une prise de conscience des menaces que peuvent représenter les changements climatiques qui résultent et résulteront de l’accumulation de gaz à effets de serre dans l’atmosphère a pris corps, et il est clair qu’une attention particulière devra être accordée à la fertilité des sols qui pourrait être affectée à l’avenir par une accumulation excessive de métaux lourds. On le voit, les préoccupations sur les impacts environnementaux de l’élevage sont fondées et le monde de l’élevage doit résolument s’engager sur la problématique du développement durable en faisant évoluer «les manières de produire» ; en d’autres termes, il s’agit de relever le défi majeur de produire à des coûts compatibles avec les marchés mondiaux tout en réduisant ses impacts à des niveaux permettant de transmettre aux générations suivantes un environnement non dégradé. Porcherie verte : un programme précurseur en multi-partenariat Lancé en 2001 à l’initiative de l’INRA, le programme «Porcherie verte» a ouvert la voie dans ce domaine de recherche. C’est un programme interdisciplinaire conduit en multi-partenariat qui s’est donné précisément pour objectif de «concevoir et de promouvoir des systèmes durables de production porcine», diversifiés, compétitifs et répondant à un haut niveau d’exigences quant à la gestion de l’environnement. Les organisations partenaires (Adaeso, Ademe, Afssa, Agrocampus Ouest, Arvalis, Cemagref, Crab, Eaux et Rivières de Bretagne, FNP, Inra, Inzo, Ifip, MAP, MEDAD, Office de l’Elevage, RAD), ont voulu notamment contribuer à la réalisation de travaux de recherches concertés visant à mieux connaître et à mieux maîtriser les impacts environnementaux liés à l’activité de production porcine. Au-delà des nombreuses publications issues des ces travaux, et afin d’assurer une valorisation complète et un transfert des résultats les plus innovants, le programme «Porcherie verte» s’est conclu en novembre 2005 par un séminaire de réflexion et s’est traduit en 2007 par l’édition de fiches opérationnelles présentant les résultats-clé et leur impact scientifique et appliqué pour la filière porcine. Pour compléter cette diffusion et permettre une appropriation par un maximum d’acteurs et de porteurs d’enjeux, les coordonnateurs de «Porcherie verte» et les responsables d’INRA Productions animales ont décidé conjointement de consacrer un numéro complet de la revue à ce programme en s’appuyant cette fois sur une sélection de faits saillants sans vouloir être exhaustif. Ce document de synthèse apporte une touche finale à ce programme dont la réussite mérite d’être soulignée. Il est publié dans un contexte nouveau où, en prolongement du Grenelle de l’environnement et présence d’exigences renforcées vis-à-vis de l’environnement et du développement durable des territoires, l’INRA souhaite reproduire ce genre d’initiative avec d’autres filières. Bonne lecture !Patrick HERPIN et Jean-Marc PEREZ

La station d’épuration par boues activées de Nador génère de grandes quantités de boues qui posent un sérieux problème environnemental. Ces boues sont stockées à côté de la lagune de Nador, sans aucune mesure assurant leur innocuité à l’environnement. Pendant la période pluvieuse, les eaux de pluies s’infiltrent à l’intérieur des déchets en se chargeant de leurs composés minéraux et organiques générant ainsi un lixiviat. Notre étude vise à caractériser le lixiviat des stocks de boues et à approcher expérimentalement via un test de percolation le risque du transfert possible des contaminants issus de ces stocks vers les ressources d’eau. Les analyses physico-chimiques des lixiviats des stocks de boue ont montré qu’ils sont riches en azote Kjeldhal (NTK max = 1 436 mg•L-1), en nitrates (NO3 max = 88,6 mg•L-1), en PT (PT max = 88,79 mg•L-1) et en PO4 (PO4 max = 20,87 mg•L-1). En outre, ces lixiviats présentent des teneurs assez élevées en SO4, Cl, Ca, Mg, Na et K. Ces lixiviats contiennent également des métaux lourds, principalement le Cu et le Zn. Le test de percolation réalisé a permis de mettre en évidence un lessivage important d’azote et de phosphore à partir des boues en comparaison avec le témoin (le sol). En effet, les quantités de NO3, NH4, NTK, PO4 et PT exportées par lessivage à travers les boues sont respectivement 8 fois, 21 fois, 35 fois, 3 fois et 18 fois plus élevées en comparaison avec les valeurs témoins. Par ailleurs, la charge lessivée des boues en métaux lourds (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) représente 0,07 % de la charge initiale, ce qui est approximativement le double de la charge lessivée à partir du sol.

La ville de Métlaoui constitue le noyau urbain central du bassin minier de Gafsa (BMG) au sud-ouest de la Tunisie. À l’instar des autres villes du bassin, Métlaoui est traditionnellement caractérisée par la mono-activité industrielle d’enrichissement de phosphate ; elle observe par ailleurs une dichotomie spatiale entre « le village européen » relativement favorisé qui constitue le cœur de la ville et les cités périphériques ouvrières très déshéritées. Cette dichotomie ne semble pas faiblir aujourd’hui ; bien au contraire, la recherche montre aujourd’hui les prémices d’une accentuation des ségrégations socio-spatiales héritées de la période coloniale et postcoloniale, les vicissitudes environnementales accumulées confirmant ces prédispositions d’iniquité territoriale. La méthodologie de travail a utilisé, côté socio-spatial une documentation hétérogène et open source : photos aériennes et images Landsat multidates (1952, 1976, 1991 et 2019) et du PAU (1978, 1992 et 2008) et recensements, analyses diachroniques de l’occupation du sol, durant les dernières décades. Côté environnemental, nous avons procédé à des analyses chimiques effectuées sur la composition du sol urbain des différentes entités spatiales de Métlaoui choisies judicieusement, notamment en termes de contenance de métaux lourds et évaluation des risques encourus par ces entités en termes de distances aux principales sources de pollution et de gravité réelle selon les standards internationaux et leur distance par rapport aux différentes unités urbaines. Les objectifs de la recherche sont donc d’examiner l’occupation du sol urbain et son évolution récente par le biais d’un SIG-minier, d’une part ; d’étudier ensuite par le biais d’une analyse multicritères (AMC) utilisant la méthode « ordered weighted average » (OWA) certains aspects de la question environnementale, d’autre part. Le tout est intégré dans un SIG-AMC. Les résultats cartographiés à partir du SIG et de l’AMC fournissent un diagnostic territorialisé sur les inégalités territoriales et sur les risques sévères encourus par la ville. Les produits cartographiques peuvent aider les décideurs à prendre des solutions viables en termes de protection et remédier aux dangers encourus.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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