La phytoremédiation assistée par les champignons mycorhiziens pour dépolluer les sols contaminés par les dioxines

Transcription

1 25 & 26 septembre 2014 Cité scientifique - Villeneuve d Ascq Gestion et requalification durable des sites et sols pollués: Expériences en Nord - Pas de Calais PROJET «DIOXINES: CONTAMINATION ET BIODÉGRADATION» SITE D HALLUIN La phytoremédiation assistée par les champignons mycorhiziens pour dépolluer les sols contaminés par les dioxines Anissa Lounès-Hadj Sahraoui J. Fontaine, H. Meglouli, F. Laruelle, A. Richard, G. Caria Unité de Chimie environnementale et Interactions sur le vivant (UCEIV) - Calais Université du Littoral Côte d Opale (ULCO)

2 Quelques dates clés Découverte de taux élevés de dioxines dans le lait de vaches pâturant à proximité de l incinérateur d Halluin en activité depuis 30 ans. Identification de l ancien incinérateur comme source de pollution Décisions de LMCU: Arrêt de l ancien incinérateur et construction du CVE Antarès en 2001 Arrêt de l élevage bovin sur la zone contaminée d Halluin. Indémnisation des agriculteurs. Rachat des terrains contaminés par Triselec Lille Création de l association Halluin 3R (Recherche, Réseau, Requalification) suite à la mobilisation d acteurs locaux (Ville D Halluin, Association Environnement Développement Alternatif) Montage du projet «Dioxines: contamination et biodégradation» par H3R Début des expérimentations du projet «Dioxines: contamination et biodégradation» : Phase 1 Suite des expérimentations projet «Dioxines: contamination et biodégradation» : Phase 2 (en cours) 2

3 Projet «Dioxines : contamination et biodégradation» Objectifs 1. Répondre aux interrogations légitimes de la population locale 2. Approfondir les connaissances sur la dégradation des dioxines dans les sols 3. Développer une technique de dépollution «douce» des sols contaminés par les dioxines et restaurer la ressource sol 4. Diffuser les résultats auprès du grand public par une communication adaptée 5. Valoriser les résultats de la recherche auprès de la communauté scientifique 3

4 Projet «Dioxines : contamination et biodégradation» Enjeux 1. Retrouver des espaces de nature et/ou une agriculture de qualité 2. Envisager de produire en circuit court (maraîchage, élevage, ) sur Halluin 3. Pouvoir transposer la technique de dépollution à d autres sites contaminés 4

5 Partenaires Scientifiques et Financiers du projet «Dioxines» 5

6 Projet «Dioxines : contamination et biodégradation» Démarche 1. Utilisation du potentiel dégradant de la flore microbienne du sol, en particulier, de la biodiversité fongique autochtone 2. Accès à un site atelier de m 2 de terrain contaminé par les dioxines/furanes 6

7 Localisation du site atelier : Halluin 7

8 Site atelier du site d Halluin : ferme du Noir Pot 8

9 Caractérisation de la zone atelier du Noir Pot : Phase 1 72 échantillons Analyse des dioxines et de paramètres pédologiques Analyse statistique INRA (LAS et infosol) 9

10 Sous-Projet 1 Contamination Coin de terre halluinois Un projet comportant trois sous-projets Sous-Projet 2 Biodégradation Champignons saprotrophes ULCO-UCEIV Dunkerque Analyse des dioxines/furanes : LAS INRA Sous-Projet 3 Biodégradation Mycorhizes ULCO-UCEIV Calais Champignons saprotrophes isolés du sol du Noir Pot Exemple de plantes cultivées par le Coin de terre halluinois Ray Grass, trèfle, luzerne Oxydation biologique et/ou chimique Molécule de dioxine Sol pollué du Noir Pot 10 Plante mycorhizée

11 Sous - Projet 3 Phytoremédiation assistée par les champignons mycorhiziens Inoculum mycorhizien Avantages des champignons mycorhiziens: Volume de sol exploré plus important Meilleure nutrition hydrique et minérale de la plante Meilleure tolérance aux stress biotiques et abiotiques 11

12 Les mycorhizes améliorent la dissipation des polluants organiques Modification des propriétés physico-chimiques de la rhizosphère Stimulation de la microflore dégradante Pollutants organiques HAP Plantes mycorhizées Taux de Dégradation Durée de l expérience (semaines) Références Trèfle, Raygras % 16 Joner et al., 2001 Luzerne % 13 Liu et al., 2004 Poireu % 12 Liu and Dalpé, 2004 Trèfle, Raygras % 4 Chiapusio et al., 2007 Luzerne % 10 Gao et al., 2011 PCB Luzerne 12 % 16 Teng et al., 2010 Dioxines/Furanes Aucune étude publiée 12

13 % µg/g Premiers résultats I. Etat de mycorhization des sols contaminés par les dioxines du site du Noir Pot Mycorhization des plantes autochtones du site Total colonization Arbuscules Vesicules Contamination level - Contamination level + 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Marqueurs lipidiques fongiques C 16:1w5 C 18:2w6,9 Ergosterol Isolement et identification des champignons mycorhiziens natifs Contamination level - Contamination level + Glomus constrictum Glomus geosporum Funneliformis mosseae Total/g sol Contamination Contamination (collaboration with Dr Y. Dalpé, CRECO, Ottawa)

14 % Premiers résultats II. Impact d un mélange de dioxines/furanes sur la germination des spores d un champignon mycorhizien Rhizophagus irregularis Control 50 ng/l ng/l 5000 ng/l Time (days) 14

15 Premiers résultats III. Capacité de dissipation des dioxines/furanes par les mycorhizes Luzerne Trèfle Ray grass Cultures en mésocosmes sur sol prélevé du site du Noir Pot Avec ou sans addition d un inoculum mycorhizien (Solrize ) Durée de la culture : 6 semaines 15

16 Premiers résultats Colonization (%) Taux de mycorhization Total colonization 40 Arbuscules 30 a'* a'* a' a' Vesicle a a 0 b' b' a a n.d. Non-inoculated Inoculated Non-inoculated Inoculated Non-inoculated Inoculated Clover Alfalfa Ryegrass 16

17 Premiers résultats Shoot dry weight (mg/plant) Root dry weight (mg/plant Effet de l inoculation mycorhizienne sur la croissance des plantes a' Non-inoculated plant Inoculated plant a * b a'b' * a b' Clover Alfalfa Ryegrass 0 Clover Alfalfa Ryegrass a a * a a' a' a' 17

18 Premiers résultats Teneurs résiduelles en dioxines/furanes après 6 semaines de culture (LAS, Arras) 18

19 Conclusion & perspectives Présence, survie et développement des champignons mycorhiziens dans les sols contaminés par les dioxines/furanes Installation positive de l inoculum mycorhizien exogène et amélioration de la croissance des plantes testées Durée de culture (6 semaines) trop courte pour observer une dissipation significative Prolonger la durée de culture (en cours) Tester d autres espèces végétales (en cours) Combiner l amendement mycorhizien avec des biosurfactants pour augmenter la biodisponibilité des dioxines/furanes Tester d autres inocula mycorhiziens plus adaptés aux milieux pollués 19

20 Merci

21 Evaluation de la teneur éventuelle en dioxines de légumes cultivés sur des terres contaminées Liste des légumes cultivés Oignon, var. Stutgarden Chou rouge, var. Tête noire Haricot vert, var. Contender Petits pois, var. Express Epinard, var Bleu de Solaize Courgette, var. Diamant Concombre, var. Tanja Echalotte, var. Longor Betterave, var. Noire d'egypte Salade, var. Pain de Sucre Laitue frisée, var. Casabella Pomme de terre, var. Charlotte Laitue, var. Apia Pomme de terre, var. Mona Lisa Celeri rave, var. Boule de marbre Chou rouge, var. Tête noire Chou vert, var. Milan de pontoise Tomate, var. Ananas Carotte, var. Colmar Navet ; var. Collet violet Navet, var. Blanc d'hiver Potiron, var. Rouge d'etampes Potiron, var. Vert de Provence Aménagement et suivi du jardin potager expérimental 21

22 DIOXINS AND FURANS Dioxins 75 congeneres Furans: 135 congeneres Lipophilic, semi-volatile, Recalcitrant to biodegradation Half-life time : years High toxicity : Cancer, neurological and immunological effects, 22-5-