Biomonitoring environnemental et sanitaire des sols pollués par les éléments traces métalliques

Dans un contexte où les préoccupations environnement-santé sont croissantes à l’échelle globale. Améliorer la compréhension des mécanismes de biodisponibilité et d’(éco)toxicité des polluants métalliques persistants est un enjeu prioritaire, notamment en raison de leur omniprésence observée dans les écosystèmes en relation avec leur compartimentation et spéciation . Le ver de terre est utilisé pour évaluer la qualité des sols ; de plus cet organisme du sol de par ses activités de bioturbation a une influence sur les cycles biogéochimiques. Des tests d’écotoxicité en conditions contrôlées sur vers de terre ont donc été réalisés avec différents sols et espèces de vers. Puis une étude d’impact sur les communautés de vers a été effectuée sur un site pollué présentant un gradient de concentration. L’influence de la bioturbation du ver sur la phytodisponibilité des polluants a été étudiée grâce à des expériences en mésocosmes. Finalement, des mesures de bioaccessibilité des polluants ont été réalisées in vitro sur des sols et végétaux pollués dans différents contextes : friches industrielles, jardins potagers, terrain de sport. L’objectif étant d’étudier le lien entre biodisponibilité pour l’homme, caractéristiques des sols et contexte de pollution. Deux approches complémentaires ont été développées : recherche scientifique liés aux mécanismes et développement d’outils, de procédures pratiques utilisables par les gestionnaires et évaluateurs de risques. L’écotoxicité des métaux et métalloïdes (notés ETM) sur les vers de terre n’est pas simplement régie par leurs concentrations totales, mais dépend fortement des caractéristiques physico-chimiques des sols. Par ailleurs, l’analyse des communautés de ver de terre présentes sur un site contaminé permet d’évaluer la qualité des sols puisqu’on constate un impact sur les l’abondance, la diversité et le taux de juvénile des vers. De plus, la bioturbation du ver de terre augmente significativement la biodisponibilité des ETM pour les plantes potagères telles que la laitue. Finalement, la bioaccessibilité humaine des ETM est régi par de nombreux facteurs liés en particulier au contexte de pollution. Cette fraction bioaccessible des ETM est directement responsable de leur cytotoxicité sur les cellules intestinales. Ces différents résultats ont été complétés par des études mécanistiques (IR, EXAFS, XANES, µ-XRF)

Biomonitoring environnemental et sanitaire des sols pollués par les éléments traces métalliques

Dans un contexte où les préoccupations environnement-santé sont croissantes à l’échelle globale. Améliorer la compréhension des mécanismes de biodisponibilité et d’(éco)toxicité des polluants métalliques persistants est un enjeu prioritaire, notamment en raison de leur omniprésence observée dans les écosystèmes en relation avec leur compartimentation et spéciation . Le ver de terre est utilisé pour évaluer la qualité des sols ; de plus cet organisme du sol de par ses activités de bioturbation a une influence sur les cycles biogéochimiques. Des tests d’écotoxicité en conditions contrôlées sur vers de terre ont donc été réalisés avec différents sols et espèces de vers. Puis une étude d’impact sur les communautés de vers a été effectuée sur un site pollué présentant un gradient de concentration. L’influence de la bioturbation du ver sur la phytodisponibilité des polluants a été étudiée grâce à des expériences en mésocosmes. Finalement, des mesures de bioaccessibilité des polluants ont été réalisées in vitro sur des sols et végétaux pollués dans différents contextes : friches industrielles, jardins potagers, terrain de sport. L’objectif étant d’étudier le lien entre biodisponibilité pour l’homme, caractéristiques des sols et contexte de pollution. Deux approches complémentaires ont été développées : recherche scientifique liés aux mécanismes et développement d’outils, de procédures pratiques utilisables par les gestionnaires et évaluateurs de risques. L’écotoxicité des métaux et métalloïdes (notés ETM) sur les vers de terre n’est pas simplement régie par leurs concentrations totales, mais dépend fortement des caractéristiques physico-chimiques des sols. Par ailleurs, l’analyse des communautés de ver de terre présentes sur un site contaminé permet d’évaluer la qualité des sols puisqu’on constate un impact sur les l’abondance, la diversité et le taux de juvénile des vers. De plus, la bioturbation du ver de terre augmente significativement la biodisponibilité des ETM pour les plantes potagères telles que la laitue. Finalement, la bioaccessibilité humaine des ETM est régi par de nombreux facteurs liés en particulier au contexte de pollution. Cette fraction bioaccessible des ETM est directement responsable de leur cytotoxicité sur les cellules intestinales. Ces différents résultats ont été complétés par des études mécanistiques (IR, EXAFS, XANES, µ-XRF). ABSTRACT : In a context where environmental health concerns are globally increasing. Improve understanding of the mechanisms and bioavailability (eco) toxicity of persistent metals pollutants is a priority, especially because of their observed omnipresence in ecosystems in relation to their compartmentation and speciation. The earthworm is used to assess soil quality; moreover this soil organism through its bioturbation activities affects biogeochemical cycles. Ecotoxicity tests under controlled circumstances on earthworms have been conducted with different soils and worms’ species. Then an impact study on earthworms’ communities was conducted on a polluted site showing a concentration gradient. The influence of earthworms’ bioturbation on phytoavailability of pollutants was studied through experiments in mesocosms and Rhizotest. Finally, in vitro measures of pollutants bioavailability were performed on polluted soils and plants in different contexts: brownfields, gardens, sports field. The objective is to study the link between bioavailability for humans, soil characteristics, context of pollution and toxicity. Two complementary approaches have been developed: scientific research related to the mechanisms and development of tools, practical procedures which could be used by managers and risk assessors. Ecotoxicity of metals and metalloid (denoted ETM) on earthworms is not simply governed by their total concentrations, but strongly depends on the physico-chemical characteristics of soils. Furthermore, analysis of earthworm communities from a contaminated site can evaluate the quality of soil since seen an impact on the abundance, diversity and rate of juvenile worms. In addition, earthworms’ bioturbation significantly increases the bioavailability of ETM for vegetable plants such as lettuce. Finally, the human bioaccessibility of ETM is governed by many factors, in particular the context of pollution. The bioaccessible fraction of ETM is directly responsible for their cytotoxicity on intestinal cells. These results were complemented by mechanistic studies (IR, EXAFS, XANES, μ-XRF)

DECA: A new model for assessing the foliar uptake of atmospheric lead by vegetation, using Lactuca sativa as an example

In the context of peri-urban atmospheric pollution by industrial lead recycling emissions, metal can transfer to plant shoots. Home gardeners consuming their produce can therefore be exposed to metal pollution. The Human Health Risk Assessment Protocol (HHRAP) model from the United States Environmental Protection Agency (US EPA) classically used in risk assessment provides foliar metal uptake predictions for large farms but is not adapted to cultures in kitchen gardens. Thus, this study developed a new model, entitled “DECA”, which includes individually measured parameters and the washing of vegetables before human consumption. Results given by DECA and HHRAP models were compared with experimental measurements of lettuce. The data calculated by the DECA model were highly correlated with the measured values; the HHRAP model overestimates foliar lead uptake. Moreover, strong influences of factor of washing and time-dependent variations of loss coefficient were highlighted. Finally, the DECA model provided important risk assessment data regarding consumption of vegetables from kitchen gardens

Ecotoxicity tests and ecoscores to improve soil management : case of a secondary lead smelter plant

International audienceriginally located on the outskirts of cities, numerous industrial sites, sometimes abandoned, are now in urban areas and are therefore likely to have environmental and health risks to surrounding populations. Currently, rehabilitation of the sites frequently entails excavation of polluted soils. Excavated soils can thus follow two different ways: landfilling, expensive and energy intensive, or reuse/recycling, integrated to sustainable development. The choice of a specific track mainly depends on total and leachable concentrations of the pollutant in the soil. Among the numerous pollutants observed in urban and peri-urban areas, trace metals are often present in soils; atmosphere emissions by smelters being one of the main anthropogenic source. MTE speciation and compartmentalization in soils can modify their impact on living organisms

Ecotoxicity tests and ecoscores to improve soil management : case of a secondary lead smelter plant

International audienceriginally located on the outskirts of cities, numerous industrial sites, sometimes abandoned, are now in urban areas and are therefore likely to have environmental and health risks to surrounding populations. Currently, rehabilitation of the sites frequently entails excavation of polluted soils. Excavated soils can thus follow two different ways: landfilling, expensive and energy intensive, or reuse/recycling, integrated to sustainable development. The choice of a specific track mainly depends on total and leachable concentrations of the pollutant in the soil. Among the numerous pollutants observed in urban and peri-urban areas, trace metals are often present in soils; atmosphere emissions by smelters being one of the main anthropogenic source. MTE speciation and compartmentalization in soils can modify their impact on living organisms

Use of ecotoxicity test and ecoscores to improve the management of polluted soils: case of a secondary lead smelter plant

International audienceWith the rise of sustainable development, rehabilitation of brownfield sites located in urban areas has become a major concern. Management of contaminated soils in relation with environmental and sanitary risk concerns is therefore a strong aim needing the development of both useful tools for risk assessment and sustainable remediation techniques. For soils polluted by metals and metalloids (MTE), the criteria for landfilling are currently not based on ecotoxicological tests but on total MTE concentrations and leaching tests. In this study, the ecotoxicity of leachates from MTE polluted soils sampled from an industrial site recycling lead-acid batteries were evaluated by using both modified Escherichia coli strains with luminescence modulated by metals and normalized Daphnia magna and Alivibrio fischeri bioassays. The results were clearly related to the type of microorganisms (crustacean, different strains of bacteria) whose sensitivity varied. Ecotoxicity was also different according to sample location on the site, total concentrations and physico-chemical properties of each soil. For comparison, standard leaching tests were also performed. Potentially phytoavailable fraction of MTE in soils and physico-chemical measures were finally performed in order to highlight the mechanisms. The results demonstrated that the use of a panel of microorganisms is suitable for hazard classification of polluted soils. In addition, calculated eco-scores permit to rank the polluted soils according to their potentially of dangerousness. Influence of soil and MTE characteristics on MTE mobility and ecotoxicity was also highlighted

A Systemic Approach with Agent-based Model and Dynamic Graphs to Understand the Organization of a Logistic System

International audienc

Agent-based model and networks : the modelling of the maritime and metropolitan interfaces of the Seine axis

International audienc

Interface maritime et interface métropolitaine : vers la modélisation de l’axe Seine par les réseaux

International audienceThis work is in two parts. The first one describes the Seine axis territory : how do flows of goods start ? How do actors of different natures organize themselves and communicate between them ? What are the logistics buildings and their functions ? What are the paths of these flows of goods ? The answers to these questions allow us to establish a knowledge base which help us to model, in the second part, the environment seen as a complex system. We use the graph theory in order to represent the physical network of the territory and the agent-based model to describe the actors' network. This concept allows a communication between these two representations in order to add retro-actions mechanisms.Ce travail s'articule en deux parties. La première décrit le territoire de l'axe Seine : comment les flux de marchandises sont initiés ? Comment des acteurs de natures hétérogènes s'organisent ensemble et communiquent entre eux ? Quels sont les bâtiments logistiques et leurs fonctions ? Par où transitent ces flux de marchandises ? Les réponses à ces questions nous permettent ainsi de constituer une base de connaissances sur laquelle nous nous appuyons pour modéliser, dans la deuxième partie, cet environnement que nous percevons comme un système complexe. Nous nous servons de la théorie des graphes pour représenter les réseaux physiques du territoire et du modèle agent pour décrire le réseau d'acteurs. Cette conception autorise une communication entre ces deux représentations afin d'intégrer des mécanismes de rétro-action

Nouvelles acquisitions sur le site de <i>Coh-Castel</i> à Belle-Île-en-Mer (Morbihan)

International audienceAs part of a CRP on the diachronic occupations of Belle-Ile-en-Mer, a program run in 2018 was focused on the study of Coh-Castel by adopting aninterdisciplinary approach, crossing different non-intrusive methods (geophysics, remote sensing and photogrammetry). The data obtained at theend of this operation make it possible to propose a renewed reading of this fortified island site whose vestiges seem particularly well-preservedand numerous; from a methodological point of view, this operation also shows the complementarity of the techniques employed.Dans le cadre d’un PCR sur les occupations diachroniques de Belle-Île-en-Mer, un programme conduit en 2018 a permis d’étudier le site deCoh-Castel en adoptant une démarche interdisciplinaire, croisant différentes approches non-intrusives (géophysique, télédétection et photogrammétrie). Les données obtenues à l’issue de cette opération permettent de proposer une lecture renouvelée de ce site fortifié insulaire dontles vestiges semblent particulièrement bien conservés et nombreux ; du point de vue méthodologique, cette opération a également permis dedémontrer la complémentarité des techniques employées