Ex. de Schéma conceptuel

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Michelle Ringuette
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1 Influence des caractéristiques des sourcesde pollution sur les risques de transfertsvers la biosphère. (1) Problématique générale (2) Quelques exemples G. Uzu 1, M. Shahid 1, M. Arshad 1, M. Cecchi 1, E. Ferrand 2, C. Diyab 2 & C. Dumat 1 1- Lab. d Ecologie Fonctionnelle UMR UMR BiomCo, Paris VI

Uzu 1, M. Shahid 1, M. Arshad 1, M. Cecchi 1, E. Ferrand 2, C. Diyab 2 & C.

2 Ex. de Schéma conceptuel Selon la nature des polluants et les caractéristiques des milieux, certains transferts abiotiques et biotiques vont être privilégiés. ( Ademe, 2007)

3 Quelles caractéristiques des sources de pollution vont influencer le transfert des contaminants vers la biosphère? Règlement Européen REACH CE n 1907/2006 (Registration, Evaluation, Authorization of CHemicals). Notion de transfert au cœur des scénarios d exposition (FDS-e), devenir sur tout le cycle de vie de la substance. Quantités (> 1t/an) Nature de la substance propriétés physico-chimiques et toxicologiques intrinsèques (SVHC soumises à procédure d autorisation sans critère de tonnage)

Notion de transfert au cœur des scénarios d exposition (FDS-e), devenir sur tout le cycle de vie de la substance.

4 Caractéristiques de la substance, de la source: Nature organique ou inorganique (radioactive)? biodégradation persistance Origine naturelle ou anthropique? compartimentation stabilisation (aging) Taille (particules fines)? influence sur la réactivité (solubilité, toxicité et écotoxicité) risques d inhalation et bioaccessibilité si la taille (Ruby et al., 1998)

compartimentation stabilisation (aging) Taille (particules fines)?

5 Métaux Nombreuses activités anthropiques (activités industrielles, pratiques agricoles, etc.) [ETM] Configuration électronique variable mobilité variable AIR, EAUX (pluie ou irrigation) et directement sur les SOLS Interception/parties aériennes Lessivage Translocation Ruissellement Eluviation Adsorption, complexation : argiles, oxydes et MOS Absorption racinaire Activité rhizosphérique PERSISTANCE dans les sols * Toxicité potentielle Le transfert sol-plante des ETM est une des voies majeure d exposition et de contamination de l homme via la chaîne alimentaire (Cui et al., 2004 ; Den et al., 2004): ERS. Les végétaux : biotests / pollution de l environnement par les ETM.

Translocation Ruissellement Eluviation Adsorption, complexation : argiles, oxydes et MOS Absorption racinaire Activité rhizosphérique PERSISTANCE dans les sols *

6 Devenir de l ETM : SOURCES Plante Différents compartiments en interactions : (4) Devenir dans la plante - stockage, transferts, toxicité (1) SOURCES ETM Translocation (3) Solution sol Adsorption Absorption (2) Sol (rhizosphérique ou non) SPECIATION au sens strict Distribution des espèces chimiques dans un système (solide, liquide) ( + ) Spéciation au sens large (compartimentation) accessibilité Localisation, association ETM - différents constituants, fractions ( + ) Contexte globale IMPACT: Biodisponibilité Toxicité

$accessibilité Localisation, association ETM - différents constituants, fractions ( + ) Contexte globale IMPACT: Biodisponibilité$

7 Compartimentation influencée par l origine du métal. Cecchi et al., Geoderma 5 [Pb] mg.kg Profondeur (cm) [Pb] ~ FG (Baize, 2002) vers 60 cm de profondeur. Très forte [Pb] en surface et rapide avec la profondeur. [Pb] Eau Régale [Pb] Eau Régale [Pb] Total HF [Pb] Total HF Bonne corrélation (r²= 0.99) Extractions chimiques en fonction de la profondeur : 0-60cm: majorité du Pb / fraction acido-soluble et échangeable (MOS, argiles, etc.) cm: oxydes de Fe. Puis en dessous roche mère carbonatée fraction acido-soluble.

$99) Extractions chimiques en fonction de la profondeur : 0-60cm: majorité du Pb / fraction acido-soluble et échangeable (MOS, argiles, etc.). 60-90cm: oxydes de Fe.$

8 Calcul % Pb anthropique : jusqu à 98% en surface et avec la profondeur. [Pb] mg.kg En surface En profondeur: [Pb] = 9,49(%Fe 2 O 3 ) + 2, Fe 2 O 3 % compartimentation avec l origine du Pb vers 60 cm de profondeur. Signature isotopiques ( 208 Pb/ 206 Pb et 206 Pb/ 207 Pb): - Surface ~ signatures isotopiques d une usine de métallurgie; - Bas du profil ~ δpb naturellement dans les roches carbonatées.

compartimentation avec l origine du Pb vers 60 cm de profondeur.

9 Transfert influencé par la spéciation chimique Ferrand et al., Plant and Soil FT = [métal] plante / [métal] sol FT (gzr/kg MS plante)/ (gzr/kg MS sol) A B Blanc ZrOCl 2 ZrAcetate Sol racines (Cultures en pots, tomate et pois) Effet de la forme chimique apportée sur la phytodisponibilité FT (Tomate) > FT (Petit pois) : influence de la variété de plante Sol Acide / Basique

10 Transfert sol-plante influencé par la taille Uzu et al., Environmental Pollution PM 2.5 : particules sphériques [Pb]shoots (mg.kg -1 dry weight) a b c a ab c S1 + PM10 S1 + PM2.5 S1 S2 + PM10 S2 + PM2.5 S2 spiked soil types

11 Transfert atmosphère-plante influencé par la taille Uzu, 2008

12 Transfert atmosphère-plante influencé par la taille Uzu, 2008 Feuille de laitue observation MEB Exposition Impact Tox. Nécrose due au plomb Stomate

13 Perspectives de recherche et applications Pour la gestion des terres excavées par ex. Réflexion sur la spéciation chimique des métaux et non uniquement concentrations totales. De la même façon pour les composés organiques existence des résidus liés.. Défis à relever - Intégrer de façon globale l ensemble des phénomènes, mécanismes influents sur les transferts vers la biosphère; - Tout en essayant de mettre en œuvre des dispositifs, tests relativement simples et rapides pour caractériser les milieux.. Et en plus il faut aussi tenir compte de l action des organismes vivants sur leur milieu!

De la même façon pour les composés organiques existence des résidus liés.

14 15h30 Atelier : Evaluation et gestion technique des risques liés aux sites 3 types de présentations: Etudes de cas - Missions des institutions Questions recherche Exemples de démarches mises en place au sein d une entreprise en activité pour étudier son impact sur les sols. Les démarches entreprises de fa on globale au niveau de la FEDEM, par Philippe Pradere, STCM Réhabilitation du site de Vendin-le-Vieil (62), Françis Rommlaere, Directeur délégué 17h00 RETIA-Total 14h00 Les outils mis en place pour les évaluations des risques, Sébastien Denys, INERIS 15h00 14h30 17h30 Les missions de l ADEME - Exemple du traitement du site de La Combe du Saut, Le nouveau dispositif d aide financière pour la reconversion des friches urbaines Patrick Jacquemin, Ingénieur Sites et sols pollués. Influence des caractéristiques des sources de pollution sur les risques de transfert vers la biosphère, Camille Dumat, Maître de conférences, ENSAT, Ecolab Les tests de toxicités humaines utilisés pour étudier les substances chimiques, Annie Leszkowicz, Professeur INPT De la discussion globale et pluridisciplinaire: Pr JL. Lacout (INPT, ORDIMIP), F. Purseigle, MCF en sociologie ENSAT, J. Baronnet (assureur), SITA, Ineris, Ademe & C. Dumat (ENSAT-Ecolab).

Les démarches entreprises de fa on globale au niveau de la FEDEM, par Philippe Pradere, STCM Réhabilitation du site de Vendin-le-Vieil (62), Françis Rommlaere, Directeur délégué 17h00 RETIA-Total

15 Nombreux PARTENARIATS l INPT, l EJERIDD, l ICSI, l ORDIMIP, l Ademe. l INERIS, la STCM, la DRIRE, Total, SITA favoriser les échanges entre les différents acteurs du secteur des sites et sols pollués et l émergence de projets innovants.

16 MERCI A TOUS Pour votre présence aujourd hui et votre participation active aux débats.

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