Impact de la pollution de l'air en milieu industriel sur l'accumulation et le transfert foliaire des métaux dans les végétaux

Impact of air pollution in industrial areas on the foliar accumulation and transfer of metals in plants

• Auteur / Autrice : Vincent Dappe
• Direction : Sophie Sobanska, Benjamin Hanoune, Damien Cuny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique et Lasers, Physico-Chimie, Atmosphère
• Date : Soutenance le 07/12/2015
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Interactions, la Réactivité et l'Environnement (LASIRE) - PhysicoChimie des Processus de Combustion et de l’Atmosphère (PC2A) - Laboratoire de botanique et de cryptogamie de la Faculté de Pharmacie de Lille

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écotoxicologie

Phyllosphère

Effets des métaux lourds

Effets de la pollution atmosphérique

Cultures potagères

Toxicologie génétique

Expression génique

Photosynthèse

Migration

Bioaccumulation

Métaux lourds

Mots clés libres

Transfert foliaire

Résumé

Les sites industriels de production et de recyclage de métaux ferreux et non-ferreux sont à l’origine d’émissions locales dans l’atmosphère de particules riches en métaux et métalloïdes (As, Cd, Fe, Pb, Sb, Zn …) qui peuvent avoir un impact sur l’environnement et la santé humaine. En particulier, lorsque ces industries sont situées près de zones urbaines, ces particules peuvent contaminer les sols et les végétaux lors de leur retombée, induisant ainsi un risque sanitaire pour les populations. La contamination des plantes potagères par les métaux est un sujet de préoccupation des pouvoirs publics et de la communauté scientifique. L’étude de l’accumulation et du transfert des métaux, dans les réseaux trophiques, est donc d’importance majeure pour évaluer les risques sanitaires. Si la contamination des végétaux par le transfert sol-plantes a donné lieu à de nombreuses études, la contamination des plantes potagères par la voie foliaire n’est plus à ignorer, comme le montrent des travaux récents. L’étude de l’accumulation et du transfert des métaux a été effectuée in situ et en conditions contrôlées pour différents végétaux consommables aux caractéristiques morphologiques différentes (laitue, ray-grass, chou commun). L’accumulation des métaux, leur transfert dans les végétaux et l’évaluation des impacts phytotoxiques, caractérisés par des techniques de microscopie et de spectrométrie (MEB-EDX, Raman, EXAFS/XANES, LA-ICP-MS, RPE…) ainsi que par des tests biologiques (activité photosynthétique, génotoxicité, expression génique), ont été discutés en fonction de la concentration en métaux, de leur spéciation et de leur localisation sur/dans les feuilles et du temps d’exposition.

Industrial activities such as production and recycling of ferrous and non-ferrous metals can emit in the atmosphere large quantities of metal(loid)s-rich particles (As, Cd, Fe, Pb, Sb, Zn …) which may have an impact on the environment and human health. Especially when these industries are located near urban areas, particles can contaminate soils and plants when they fallout, thus inducing a health risk for the population. Contamination of vegetables by metals is a topic of concern for public authorities and the scientific community. Studying the accumulation and transfer of metal(loid)s in food webs is therefore of major importance to assess health risks. The plant contamination by the soil-plant transfer has led to numerous studies and the contamination of vegetables by foliar pathway can't be ignored, as shown by recent work. The study of accumulation and transfer of metals (metalloids) has been carried out in situ and under controlled conditions for various consumable plants with different morphological characteristics (lettuce, ryegrass and cabbage). The accumulation and transfer of metals and their phytotoxicity, characterized by microscopy and spectrometric techniques (SEM-EDX, Raman, EXAFS/XANES, LA-ICP-MS, EPR…) and biological tests (photosynthetic activity, genotoxicity, gene expression), have been discussed in terms of metals concentration, metals location and speciation on/into leaves and exposure time.