The impact of salt concentration on the mineral nutrition of Tetragonia tetragonioides

The purpose of the experiment was to study the e ect of salinity (NaCl) on growth, biomass production (total yield), mineral composition (macro- and micronutrient contents in leaves and the soil in which the plant is grown) of Tetragonia tetragonioides during the vegetation period. The experimental work was conducted in the greenhouse at the University of Lille 1, France, from 2 November 2015 to 25 January 2016. Three salinity treatments (T1 (50 mM NaCl), T2 (100 mM NaCl), T3 (200 mM NaCl)) and a control treatment (T0 (0 mM NaCl)) were applied. Analysis of the results showed that the total yield of the crop had low variation between the salinity treatments and the control treatment. The salt concentrations had an e ect on the macro- and micronutrient contents in leaves and soil. In conclusion, T. tetragonioides exhibited good potential for use as a species to remove salt. This is the main important finding of this research.Erasmus Mundus Euro-Asian CEA project for support of the European Joint Doctorate Program; JST CREST Grant Number JPMJCR17O2info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Effects of salinity on the Macro- and Micronutrient contents of a Halophytic Plant Species (Portulaca oleracea L.)

The main purpose of the two consecutive experimental studies presented here was to compare the effect of salinity on nutrients in leaves of the halophytic plant species Portulaca oleracea L. and in soil. The first experiment was conducted to study the effect of salinity on plant growth, biomass accumulation, yield, root layer development, salt accumulation, and the dynamics of changes in mineral substances in plants and soil. In the second experiment, P. oleracea seeds were sown directly into salinized soil (treated immediately before plant growth) to determine the nutrient levels in leaves and soil. Three salinity treatments (saline water solution with NaCl: T1, 5 dS m−1 ; T2, 9.8 dS m−1 ; and T3, 20 dS m−1 ) and a control treatment (T0, 1 dS m−1 ) were used in the first experiment. The soil in the second experiment was used in a previous study (performed immediately before P. oleracea growth) (salinized soil: T1, 7.2 dS m−1 ; T2, 8.8 dS m−1 ; T3, 15.6 dS m−1 ; T0, 1.9 dS m−1 ). The plants were irrigated with tap water at amounts in the range of 0.25–0.50 L/pot. Analysis of the experimental results showed that P. oleracea is resistant to salinity, is able to remove ions (400–500 kg ha−1 NaCl), and can be grown in saline soil. The results indicated that P. oleracea is able to grow in high-salinity soil. This finding was confirmed by the dry matter obtained under high-salinity conditions. Salinity stress affected nutrient uptake in leaves and soil.Erasmus Mundus European Joint Doctorate Programinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Potential risks of metal toxicity in contaminated sediments of Deûle river in Northern France

International audienceThe aim of this paper was to evaluate the potential sediment cumulative damage and toxicity due to metal contamination in a polluted zone of Deûle river (in northern France) from nearby two smelters. Metal-enrichment factors and geoaccumulation indices measured with sediment depth revealed that - compared to background levels either in local reference soils or in world rivers sediments/suspended particulate matter - Cd contributed to the highest pollution levels, followed by Zn, Pb and to a much lesser extent Cu and Ni. A comparison of the vertical distribution of AVS (acid volatile sulfides), SEM (simultaneously extracted metals), TMC (total metal concentrations), TOC (total organic carbon) and interstitial water-metal concentrations in the sediment allowed us to highlight the extent of toxicity caused by Cd, Pb, Zn, Ni and Cu and to raise the possibility of their association with certain geochemical phases. To assess the actual environmental impacts of these metals in Deûle river, numerical sediment quality guidelines were further used in the present work. Sedimentary Pb, Zn, and Cd contents largely exceeded PEC (probable effect concentration) values reported as consensus-based sediment quality guidelines for freshwater ecosystems. As for risks of toxicity from pore waters, metal concentrations reached their maxima at the surficial layers of the sediment (1-3. cm) and IWCTU (Interstitial Water Criteria Toxicity Unit) observed for Pb and to a lesser extent Cd, violated the corresponding water quality data recommended by USEPA

Comportement des elements majeurs et mineurs en milieu soumis a des gradients physico-chimiques marques: estuaire de la Seine

SIGLEINIST T 73485 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Metal Contaminations and Biogeochemical Processes in Anoxic Sediments

International audienc

Étude de la contamination des sédiments par les métaux dans les canaux et rivières du Nord de la France

Ce travail porte sur l'étude de la contamination métallique des sédiments. Il s'inscrit dans le cadre du programme de recherche INTERREG III STARDUST qui s'intéresse au devenir des contaminants métalliques dans les sédiments de la zone transfrontalière Franco-Belge. Des sédiments ont ainsi été prélevés sur les différents sites d'étude situés dans le bassin de l'Escaut. L'étude menée sur les sédiments de la Deùle a notamment permis de mettre en évidence une forte contamination par les métaux (Pb, Zn, Cd .. ) surtout au voisinage de l'ancienne usine Métaleurop. Cependant, ces sédiments ne semblent présenter un caractère toxique que dans la zone située à proximité de Métaleurop, en dehors de cette zone, la majorité des métaux "disponibles" est piégée dans les phases soufrées du sédiment. De plus, les études de remobilisation ont montré que les sédiments contaminés de Métaleurop ne relarguent pas de quantités importantes de métaux dans l'eau du canal. Il est même intéressant de constater que lors du mélange des scories et des sédiments avec l'eau du canal, une quantité importante des métaux relargués par les scories est piégée par les sédiments. Enfin, des techniques d'échantillonnage in situ basées sur la diffusion au travers d'un gel (DET et DGT) ont été utilisées sur les sédiments de l'Escaut et de la Lys afin de réaliser des profils de métaux et d'anions dans les eaux interstitielles à une échelle millimétrique. Ces résultats ont notamment permis de mettre en avant l'association de certains contaminants avec les phases porteuses du sédiment tels que les oxydes de fer et de manganèse permettant une meilleure compréhension des processus se déroulant à l'interface eau-sédiment.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Mise au point de méthodologies analytiques pour l'étude de la spéciation de métaux traces dans les milieux aquatiques naturels (application aux eaux de mer et interstitielles)

La préconcentration et la séparation des métaux traces de leurs milieux naturels est une étape nécessaire avant l'analyse par les méthodes spectroscopiques. Dans ce travail, nous avons développé de nouvelles méthodes analytiques pour le dosage des métaux traces dissous dans des milieux naturels. Pour cela, l'extraction de type solide-liquide en utilisant des résines chélatantes a été utilisée. La complexation des métaux (Fe, Cd, Ni, Mn, V, Zn, Pb et Cu) dans l'eau de mer par la 8-Hydroxyquinoline suivie par l'adsorption sur la colonne C18 permet la détermination des concentrations totales des métaux. Par contre, le passage direct de la même eau sur la colonne C18 permet la détermination des métaux complexés par les matières organiques. Puis par la différence entre la fraction totale et la fraction organique nous pouvons déduire la fraction inorganiques dite labile, qui est responsable de leur toxicité. Plusieurs résines chélatantes (comme la Chelex-100, Chélamine ou la 8-hydroxyquinoline immobilisée sur un gel) ont été testées pour estimer cette fraction. L'analyse des eaux marines a montré que le cadmium et le manganèse se trouvent majoritairement sous forme de complexes inorganiques. Le cuivre, le nickel, le fer, le plomb, le zinc et le vanadium sont aussi présents sous forme de complexes organiques en proportions variées. Enfin, les méthodes optimisées ont été utilisées pour étudier la spéciation et les concentrations totales de certains métaux dans les eaux interstitielles des carottes sédimentaires en trois sites différents de la Seine. Cette étude nous a permis de montrer que les protocoles analytiques mis au point sont bien capables de séparer et préconcentrer certains métaux et d'étudier leur spéciation dans les eaux interstitielles.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Study of the mobility of trace elements at the water-sediment interface in coastal and estuarine areas

In coastal and estuarine environments, trace elements trapped in sediments can be released back into the water column if resuspended during tides or floods. This is how this work is carried out to determine the mobility of trace elements when these phenomena occur on Senegalese coasts subjected to high energy tides. Sequential extraction carried out according to the European Community Bureau of Reference (BCR) was used to determine the mobilizable fraction of trace elements in sediments. Subsequently, laboratory sediment resuspension experiments were conducted to evaluate the ability of sediments to release trace elements into the water in order to better understand the natural effect of resuspension during tidal cycles and water movement on the coast. The release of elements into the water was monitored over a 24 h period along with redox potential (Eh), dissolved oxygen and pH. Bioavailability percentages of Cd, Ni, Pb and Zn showed a strong affinity with the acid soluble fraction, suggesting easy mobility of these elements. The results of the kinetic monitoring tests of the release of trace elements in water show that during the first minutes, desorption is very important with peaks that can reach 90‰ depending on the element that could potentially cause acute effects on aquatic organisms. However, the bioavailability of trace elements in contaminated sediments only influences mobility at the beginning of resuspension. Remobilization tests would therefore provide an indication of the ability of sediments to release trace elements during rapid changes in the physico-chemical conditions of the aquatic environment.Dans les milieux côtiers et estuariens, les éléments traces piégés dans les sédiments peuvent être relargués dans la colonne d'eau en cas de remise en suspension lors de marées ou de crues. C'est ainsi que ce travail est réalisé pour déterminer la mobilité des éléments traces lorsque ces phénomènes se produisent sur les côtes sénégalaises soumises à des marées de forte énergie. L'extraction séquentielle réalisée selon la procédure du Bureau communautaire de référence (BCR) européen a été utilisée pour déterminer la fraction mobilisable des éléments traces dans les sédiments. Ensuite, des expériences en laboratoire de remise en suspension des sédiments ont été réalisées afin d'évaluer leur capacité à libérer des éléments traces dans l'eau dans le but de mieux comprendre l'effet naturel de la remise en suspension pendant les cycles de marée et de mouvement de l'eau sur la côte. La libération d’éléments dans l’eau a été suivie sur une période de 24 h, ainsi que le potentiel redox (Eh), l'oxygène dissous et le pH. Les pourcentages de biodisponibilité du Cd, Ni, Pb et Zn ont montré une forte affinité avec la fraction soluble dans l'acide, suggérant une mobilité facile de ces éléments. Les résultats des tests de suivi cinétique de la libération d’éléments traces dans l'eau montrent que pendant les premières minutes, la désorption est très importante avec des pics qui peuvent atteindre 90 ‰ selon l'élément, ce qui peut potentiellement provoquer des effets aigus sur les organismes aquatiques. Toutefois, la biodisponibilité des éléments traces dans les sédiments contaminés n'influence la mobilité qu'au début de la remise en suspension. Les tests de remobilisation seraient donc une indication de la capacité des sédiments à libérer des éléments traces lors d'un changement rapide des conditions physicochimiques du milieu aquatique

Géochimie des métaux et du soufre dans les sédiments des estuaires de la Seine et de l'Authie

L'étude de la spéciation des métaux et du soufre dans trois carottes sédimentaires de la baie d'Authie et de la vasière nord de l'estuaire de la Seine a été réalisée afin de mieux comprendre le comportement des contaminants métalliques au cours de la diagenèse précoce (qui est considérée par les géochimistes comme l'ensemble des transformations biogéochimiques ayant lieu dans les premiers centimètres de la colonne sédimentaire). Grâce à l'activité bactérienne dans le sédiment, le carbone organique est décomposé et parallèlement, l'oxygène, les nitrates, les oxydes de fer et de manganèse puis les sulfates sont réduits. Pour notre part, nous avons pu mettre en évidence que ces réactions d'oxydoréduction induisent une redistribution des métaux au sein du sédiment par des réactions de complexation et de précipitation/redissolution qui les rendent plus ou moins réactifs. De plus, à travers notre travail concernant le marquage anthropique, nous avons montré que le sédiment peut se comporter comme un réservoir mais également comme un puits pour de nombreux polluants métalliques (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn). Enfin, les résultats d'analyses des eaux interstitielles et ceux issus de la spéciation du soufre dans les phases liquide et solide (au sein de laquelle sont présents des sulfures peu stables comme FeS et des composés plus réfractaires, comme la pyrite) nous ont conduit à réaliser des calculs d'équilibres thermodynamiques. Ces derniers nous ont permis de prédire et en partie de vérifier (par analyses RX, micro-Raman, RPE) la formation de phases discrètes et de solutions solides.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Impact des remises en suspension du sédiment liées au trafic fluvial en rivières canalisées sur l'état des masses d'eau (application au bassin Artois-Picardie)

La canalisation et la création de canaux de liaison, destinées à faciliter le développement industriel et les échanges commerciaux ont entraîné une forte pollution historique ainsi qu une artificialisation de milieux naturels, désormais soumis aux objectifs de bon potentiel. La remise en suspension par le trafic fluvial des sédiments pose la question de son impact sur la qualité des eaux et sur l atteinte des objectifs d état. L étude de la qualité chimique des sédiments et de l eau de trois canaux du Nord de la France, la Deûle, la Sensée (naviguées) et la Scarpe (non naviguée) montre que ceux-ci présentent des concentrations variables en P et en ETM (globalement Deûle ~ Scarpe > Sensée), ces derniers restant globalement bien piégés par les sulfures dans les sédiments. Même si les concentrations en ETM dissous restent relativement faibles par rapport aux concentrations enregistrées dans les sédiments, elles peuvent parfois excéder les normes de qualité environnementales de la DCE. La labilité de ces ETM estimée par les DGT s avère faible y compris pour Pb qui est cependant accumulé de façon importante par les gammares encagés déployés sur les trois sites. La navigation ne semble jouer qu un rôle limité sur l enrichissement de la colonne d eau en métaux et en phosphore dissous, ainsi que sur l oxygénation des eaux de surface. Le phytoplancton apparaît avoir une influence plus importante que la navigation sur l évolution de ces milieux. Finalement, l impact de la navigation sur la qualité chimique de l eau reste limité en raison de la géochimie singulière du bassin Artois-Picardie.Rivers channelization and creation of linking channels to facilitate industrial development and trade have led to a strong historical pollution and artificialization of aquatic environments that are now subjected to good potential status objectives. Sediment resuspension by navigation, its impact on water quality and the achievement of status are the main concern of this thesis. Sediment and water chemical quality of three channels of Northern France have been studied: the Deûle River, the Sensée River (both navigated) and the Scarpe River (not navigated). The rivers have varying concentrations of P and ETM (overall Deûle ~ Scarpe > Sensée), which are generally well trapped with sulfides in sediments. Although the concentrations of dissolved ETM remain relatively low compared to the levels recorded in the sediment, they can sometimes exceed the environmental quality standards of the WFD. Lability of these ETM estimated by DGT is weak, even for Pb which is however significantly accumulated by caged gammarids deployed on the three sites. The navigation seems to play a limited role in the enrichment of the water column in dissolved metals and phosphorus, as well as the oxygenation of surface waters. Phytoplankton appears to have a greater influence on the evolution of these environments. Finally, the impact of navigation on the chemical quality of the water remains limited due to the peculiar geochemistry of the Artois-Picardie basin.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF