doi:10.1016/j.envpol.2007.06.054

Kinetically defined metal fractions mimic mobility aspects of heavy metals. Abstract Kinetic EDTA and citrate extractions were used to mimic metal mobilization in a soil contaminated by metallurgical fallout. Modeling of metal removal rates vs. time distinguished two metal pools: readily labile (Q M1 ) and less labile (Q M2 ). In citrate extractions, total extractability (Q M1 þ Q M2 ) of Zn and Cd was proportionally higher than for Pb and Cu. Proportions of Pb and Cu extracted with EDTA were three times higher than when using citrate. We observed similar Q M1 /Q M2 ratios for Zn and Cu regardless of the extractant, suggesting comparable binding energies to soil constituents. However, for Pb and Cd, more heterogeneous binding energies were hypothesized to explain different kinetic extraction behaviors. Proportions of citrate-labile metals were found consistent with their short-term, in-situ mobility assessed in the studied soil, i.e., metal amount released in the soil solution or extracted by cultivated plants. Kinetic EDTA extractions were hypothesized to be more predictive for long-term metal migration with depth

Benthic Diatom Communities in an Alpine River Impacted by Waste Water Treatment Effluents as Revealed Using DNA Metabarcoding

Freshwater ecosystems are continuously affected by anthropogenic pressure. One of the main sources of contamination comes from wastewater treatment plant (WWTP) effluents that contain wide range of micro- and macropollutants. Chemical composition, toxicity levels and impact of treated effluents (TEs) on the recipient aquatic ecosystems may strongly differ depending on the wastewater origin. Compared to urban TEs, hospital ones may contain more active pharmaceutical substances. Benthic diatoms are relevant ecological indicators because of their high species and ecological diversity and rapid response to human pressure. They are routinely used for water quality monitoring. However, there is a knowledge gap on diatom communities’ development and behavior in treated wastewater in relation to prevailing micro- and macropollutants. In this study, we aim to (1) investigate the response of diatom communities to urban and hospital TEs, and (2) evaluate TEs effect on communities in the recipient river. Environmental biofilms were colonized in TEs and the recipient river up- and downstream from the WWTP output to study benthic diatoms using DNA metabarcoding combined with high-throughput sequencing (HTS). In parallel, concentrations of nutrients, pharmaceuticals and seasonal conditions were recorded. Diatom metabarcoding showed that benthic communities differed strongly in their diversity and structure depending on the habitat. TE sites were generally dominated by few genera with polysaprobic preferences belonging to the motile guild, while river sites favored diverse communities from oligotrophic and oligosaprobic groups. Seasonal changes were visible to lower extent. To categorize parameters important for diatom changes we performed redundancy analysis which suggested that communities within TE sites were associated to higher concentrations of beta-blockers and non-steroidal anti-inflammatory drugs in urban effluents vs. antibiotics and orthophosphate in hospital effluents. Furthermore, indicator species analysis showed that 27% of OTUs detected in river downstream communities were indicator for urban or hospital TE sites and were absent in the river upstream. Finally, biological diatom index (BDI) calculated to evaluate the ecological status of the recipient river suggested water quality decrease linked to the release of TEs. Thus, in-depth assessment of diatom community composition using DNA metabarcoding is proposed as a promising technique to highlight the disturbing effect of pollutants in Alpine rivers

La persistance environnementale de médicaments

National audienceLa présence de résidus de médicaments et de nombreux autres produits en lien avec les activités médicales est toujours régulièrement observée dans les milieux aquatiques ainsi que dans les ressources utilisées pour la production d’eau potable. En ce sens, une vaste réflexion s’est développée autour du traitement spécifique des effluents d’établissements hospitaliers et plus largement des eaux usées urbaines. Une expérience est testée dans le site SIPIBEL, mis en place depuis 2011 dans la vallée de l’Arve (France)

Matière organique naturelle et anthropique (vers une meilleure compréhension de sa réactivité et de sa caractérisation)

Cette étude s est intéressée à caractériser la Matière Organique (MO) d un lixiviat, MO qui joue un rôle majeur dans les processus biogéochimiques et dans la mobilité des polluants au sein des décharges. Des protocoles de fractionnement par résines XAD ont été mis en place afin d étudier et de comparer la répartition des éléments carbonés, azotés et de l oxydabilité de cette MO avec diverses matières organiques de milieux naturels terrestres (sol, tourbe) et aquatiques (eau de surface et eau souterraine). Une identification des éléments de base de la MO du lixiviat (fractions extraites) a été réalisée par pyrolyse CG/SM après dérivation au TMAH. La matière organique la plus hydrophile a en outre fait l objet d une nouvelle procédure de conditionnement à la pyrolyse, basée sur la fixation sur une argile catalytique. Divers protocoles de mesure de la biodégradabilité ont été développés et appliqués sur des fractions extraites permettant une caractérisation originale de la MO au travers de sa réactivité biochimique. Une autre approche de caractérisation a consisté à étudier la réactivité chimique de la MO du lixiviat en utilisant des procédés de traitement que sont la coagulation-floculation et l électrocoagulationLIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Évaluation de la fixation sur quelques sols des dérivés du diuron, de l'atrazine et de la simazine seuls ou en mélange

La contamination des sols et des eaux par les herbicides et leurs dérivés est devenue une situation préoccupante qui nécessite plus que jamais la plus grande attention. Dans l'environnement, le devenir de ces produits est gouverné par de nombreux processus dont les phénomènes de rétention. Le travail entrepris a pour objectif d'étudier la rétention du diuron, de l'atrazine, de la simazine et de leurs dérivés dans les sols à l'aide d'essais cinétiques et d'isothermes de fixation. Les résultats rapportent des observations similaires entre les cinétiques et les isothermes de fixation. Les coefficients d'adsorption obtenus à partir des représentations directes (KD) et suivant le modèle de Freundlich des isothermes révèlent que tous les composés sont mieux retenus sur les sols et les horizons les plus riches en matière organique. L'utilisation du coefficient KCO, permettant de considérer la rétention et intrinsèquement la mobilité comme facteur uniquement du carbone organique du sol, permet de proposer un comportement général des composés sur les sols. Défait, il apparaît que les s-triazines (KCOatrazine = 155L.kg-1 et KCOsimazine = 120 L.kg-l) et surtout leurs dérivés déalkylés (dééthylatrazine, déisopropylatrazine et dédialkylatrazine) sont très peu retenus par les sols, au contraire des dérivés hydroxylés (hydroxyatrazine et ammeline). La fixation d'un mélange laisse entrevoir des compétitions entre l'atrazine - la dééthylatrazine qui favoriseraient une augmentation de leurs mobilités. Le diuron (KCOdiuron = 520 L.kg-1), est moins retenu que ses dérivés (dichlorophénylméthyl-urée, dichlorophényl-urée et 3-4 dichloroaniline), mais ces derniers s'avèrent tout de même mobiles, surtout s'ils se retrouvent dans un mélange. En effet, le diuron et ses dérivés déméthylés apparaissent compétiteurs pour l'adsorption dans les sols alors que la 3-4 dichloroaniline ne souffre d'aucune compétition et verrait même sa rétention facilitée dans des mélanges peu concentrés

Combination of biodegradable organic matter quantification and XAD-fractionation as effective working parameter for the study of biodegradability in environmental and anthropic samples.

International audienceThe present work proposes to couple quantification of biodegradable organic matter (BOM) with XAD-fractionation. Biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) and assimilable organic carbon (AOC) analysis were applied to fractions extracted by XAD resin. An examination of mechanisms during consumption of BOM has been carried out, using comparison of biodegradability between the bulk BOM of samples (landfill leachate and surface water) and the sum of BOM contents obtained for the extracted fractions. Results point out that a cometabolism mechanism seems to be involved during the degradation of the surface water fractions. On the other hand, fractions extracted from the leachate seem to be degraded as primary substratum. The more reactive fractions of the leachate (HPO*) and the water (HPI) have been identified as well the less reactive (HPI* and HPO, respectively). The BDOC contents determined for the bulk leachate and surface water are 10+/-2% and 28+/-2%, respectively. The values of AOC are 107+/-18 microg C acetate L(-1) and 163+/-21 microg C acetate L(-1), respectively

Dissolved organic matter: Precautions for the study of hydrophilic substances using XAD resins

International audienceThis study concerns the possible changes in the repartition and the molecular characteristics of hydrophilic substances (HyS) isolated by XAD resins from the same source of organic matter as a function of the distribution coefficient k′ and the DOM concentration. We tested that on two different sources of organic matter (a surface water and a landfill leachate). Breakthrough curves column experiments highlighted a modification of the repartition between hydrophilic and humic substances according to the k′ value applied. But, we find that the composition of HyS is significantly modified between k′ = 50 and 100. Our observations tend to suggest a higher contribution of humic-like matter (high-molecular weight aromatic compounds) with an increase of the k′ value. This results in a shift of fluorescence bands to longer wavelengths and changing patterns of the SEC profiles and molecular fingerprints performed by flash pyrolysis. Our results show that DOM concentration also influences the composition of HyS while little effect is observed on their quantification at k′ = 50 or 100

La persistance environnementale de médicaments: Effluents hospitaliers et persistance environnementale de médicaments et de bactéries pathogènes

National audienceÉtant donné que les stations d’épuration (STEP) n’éliminent que partiellement les molécules à usage de médicaments ainsi que les micro‐organismes, la non‐prise en compte de la spécificité des effluents hospitaliers constitue un danger de contamination des ressources aquatiques ayant une incidence sur la santé humaine.Afin d’y remédier, une réflexion sur la réglementation des rejets de médicaments a été entreprise. Un Plan national sur les résidus de médicaments (PNRM) dans les eaux a été publié le 30 mai 2011, suite à une étude réalisée par l’Anses qui montrait, en janvier 2011, qu’un quart des échantillons d’eau testés contenaient des traces de médicaments (ex. caféine, antiépileptiques, anxiolytiques).Une des pistes de réponse à ces réglementations pourrait être une meilleure gestion des effluents hospitaliers qui consisterait à éviter de les mélanger aux effluents urbains conventionnels.C’est cette hypothèse qui est testée dans un lieu expérimental, unique en France : le site SIPIBEL mis en place dans la basse vallée de l’Arve (Haute‐Savoie)

Adsorption and transformation of the anthelmintic drug niclosamide by manganese oxide

International audienc

Study of organic matter during coagulation and electrocoagulation processes: Application to a stabilized landfill leachate

International audienceOrganic matter contained in leachates appears to be a relevant indicator of waste evolution. Among the physico-chemical treatments applied to stabilize leachates, coagulation-flocculation is considered a classical process and electrocoagulation can be developed. Electrocoagulation tests were carried out in a laboratory pilot using aluminium plates and compared to classical coagulation-floculation with aluminium ions and to electrolysis alone. The leachate used in this study came from the landfill of Crezin (Limoges, France) and it presented low biodegradability and high concentration of macromolecules. To assess the efficiency of the chemical and electrochemical processes, we specifically studied Organic Matter (OM) by using two protocols: adsorption on XAD resins and fractionation by ultrafiltration. Biodegradable Dissolved Organic Carbon (BDOC) measurements were applied to the fractions extracted by XAD resins and were also used as an indicator of the efficiency of the treatments. Residual organic matter concentration was the same for the two processes but its composition appeared different after electrocoagulation: a higher percentage of small hydrophilic organic molecules which seemed to be less biodegradable than the initial organic matter was observed