Etude fondamentale de transferts des composés traces organiques aux plantes : cas des systèmes amendés par des boues d'épuration

• Auteur / Autrice : Caroline Sablayrolles
• Direction : Mireille Vignoles-Montrejaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des agroressources
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Boues d'épuration

Analyse du cycle de vie

Résumé

La première phase de ces travaux a été consacrée à l'étude analytique des composés traces organiques contenus dans le sol, les boues d'épuration et les végétaux. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques, polychlorobiphényles, phtalates, nonylphénols éthoxylés et laurylalkylbenzènes sulfonates ont été étudiés. Les protocoles de pré-traitement, d'extraction, de purification et d'analyse des échantillons ont été optimisés pour obtenir, selon le type de matrice ou de composé, le protocole le plus approprié à caractériser de façon fiable les composés traces organiques. L'extraction est réalisée dans un Soxtec, appareil qui permet des extractions rapides, économiques et sécurisées. La purification est menée sur des cartouches spécifiques par la technique d'extraction sur phase solide. L'analyse est réalisée par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie e masse et/ou par chromatographie liquide haute performance couplée à un détecteur fluorimétrique. Ces deux techniques, sensibles et sélectives, permettent d'atteindre de très faibles limites de détection. La seconde phase des travaux a été consacrée à l'étude du transfert des composés traces organiques en vases de végétation. Une étude en hors-sol, où tous les paramètres étaient maîtrisés, a permis de valider les choix analytiques. Lors de l'étude en sol, les composés traces organiques étudiés ont été apportés par l'intermédiaire de boues résiduaires urbaines. Le suivi de la croissance des plantes (carottes et tomates) a montré que l'apport de boue accroît la production végétale. Les teneurs en composés traces organiques initialement contenus dans les vases de végétation ont été suivies dans les plantes. Les pourcentages de transfert des composés traces organiques sont faibles. Enfin, les résultats obtenus ont été intégrés à une analyse de cycle de vie sur les impacts environnementaux de deux filières d'utilisation agronomique des boues depuis la boue déshydratée jusqu'à la production végétale à l'échelle des vases de végétation de l'étude

The first part of this work concerns an anlytical study of the trace organic compounds contained in the soil, sewage sludges and plants. These were : auromatic polycyclic hydrocarbons, polychlorobiphenyls, phthalates, nonylphenol ethoxylates and laurylalkylbenzene sulfonates; The pre-treatment, extraction, purification and analysis of samples has been optimized in order to obtain the most appropriate, reliable protocol to characterize the trace organics for the particular type of matrix or compound. The extraction uses a Soxtec apparatus which is fast, economical and safe. Purification is by solid phase cartridges, specific to the extraction technique. Analysis is by gas chromatography coupled to a mass spectrometer and/or by high performance liquid chromatography coupled to a fluorimetric detector. Both these techniques are sensitive and selective and permit very low limits of detection. The second part of the work concerns a study of the uptake of the organics in containers of plants. An aquiculture study where all the parameters are controlled has enabled validation of the analytical choices. For the in-soil studies the trace organics in question have been introduced via residual urban sludges. Plant growth monitoring (carrots and tomatoes), shows that the addition of sludge increases plant production. The initial levels of trace organics in the plant containers have been compared to those found in the plants; the percentage uptake of trace organics is low. Finally, the results obtained have been incorporated into a life cycle analysis on the environmental impact of two agronomic, sludge use sectors, from the dewatered sludge through to plant production, using plants growing in containers