Développement de capteurs passifs pour le diagnostic et la gestion environnementale du cuivre en zone viticole

par Magali Perez

Thèse de doctorat en Chimie Analytique et Environnement

Sous la direction de Dirk Schaumloffel.


  • Résumé

    L’utilisation répétée de la bouillie bordelaise pour la lutte contre le mildiou a entrainé une accumulation de cuivre dans les sols viticoles. Afin d’évaluer l’impact de cette pollution, les capteurs passifs sont fréquemment utilisés pour renseigner sur la biodisponibilité du cuivre et donc sur sa toxicité. Toutefois, au vu de l’ensemble des principes de diffusion qui régissent l’échantillonnage par capteur passif, plusieurs modifications, notamment sur la géométrie, ont pu être apportées et constituent l’objet de cette étude au travers du développement de nouveaux capteurs passifs : les DMG (Diffusive MilliGel). Leur synthèse par un système millifluidique leur confère une géométrie unique, constituée de billes ellipsoïdales de dimension millimétrique. Leurs paramètres physico-chimiques ont été caractérisés. Différents paramètres tels que le temps d’exposition et les méthodes d’analyses ont été optimisés. Les DMG ont été testés au cours d’applications environnementales et leur aptitude à échantillonner la fraction labile du cuivre a été mise en évidence. Une première étude dans des eaux douces a permis de mettre en évidence l’influence de la matière organique sur la fraction retenue par DMG, ainsi que l’aptitude de ce capteur à évaluer la toxicité du cuivre. Pour cela, un organisme modèle, Ceriodaphnia dubia, a été exposé dans les mêmes conditions au cours d’une étude écotoxicologique. La comparaison entre les DMG, les DGT et une méthode par colonne de chelex a mis en évidence les avantages qu’offre ce capteur par rapport aux autres techniques. Enfin, une série d’expériences sur les sols viticoles a révélé les aptitudes des DMG à échantillonner du cuivre dans cette matrice complexe.

  • Titre traduit

    Development of a new passive sampler for the assessment of copper in vineyard soils


  • Résumé

    Repeated use of copper in Bordeaux mixture to fight against mildew has led to an accumulation of this metal in the vineyard soils. To assess the impact of this pollution, the quantification of this element in the soil is essential and more precisely the quantification of the bioavailable fraction which give an indication of the copper toxicity. For that, the passive samplers appear as reliable and efficient tools. However, due to diffusion principles which control the uptake by passive samplers, an optimization of the geometry seems to be necessary and induced this study through the development of a new passive sampler: the DMG (Diffusive MilliGels). The synthesis by millifluidic process confers a unique geometry; DMG are composed of ellipsoidal beads of around 1 mm diameter. First of all, their physico-chemical parameters were characterized and analytical methods and the exposure time were optimized as well. DMG were then tested for an environmental application and their ability to sample the labile fraction of copper was thus demonstrated. Namely, analysis of freshwater by DMG allowed highlighting the influence of organic matter on the fraction retained by this passive sampler and their ability to evaluate the copper toxicity was confirmed. For that, a living organisms Ceriodaphnia dubia was exposed in the same condition during a comparative ecotoxicological study. Moreover, the comparison between DMG, DGT and a Chelex column method showed the advantages of our developed method particularly for in situ application. Finally, a series of experiments on vineyard soils was performed to reveal the abilities of DMG in copper sampling in this complex matrix.


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