La bioremédiation : une méthode actuelle de dépollution des sols

par Aly Abou Moustafa

Thèse de doctorat en Chimie générale et physique

Sous la direction de Eugène Bytchkov.

Soutenue en 2005

à Littoral , en partenariat avec Laboratoire de physico-chimie de l'atmosphère (Dunkerque, Nord) (laboratoire) .

mots clés

• Biotechnologie appliquée à l'environnement
• Sols -- Teneur en substances radioactives
• Sols -- Pollution par les métaux lourds
• Blé -- Applications industrielles
• Sols -- Décontamination
• Isotopes radioactifs

Résumé

Les méthodes alternatives de traitement du sol ont été initiées au milieu des 80, parmi lesquelles les méthodes biologiques qui utilisent les plantes ou les microorganismes vivants pour dépolluer les sols. Elles sont communément désignées par l'appellation "bioremédiation", sont économiquement intérressantes, et leur application est simple et toujours in situ. Nos recherches ont été orientées dans deux directions principales : la pollution du sol par des radio-isotopes afin de préciser la situation radiologique de la surface du sol, mais aussi leur migration en profondeur suivant le type de sol et la possibilité de bioremédiation, en particulier par le blé. Afin d'éclairer le mécanisme de migration des éléments polluants dans les sols et les plantes, nous nous sommes particulièrement concentrés sur le Césium, le Strontium et l'Iode, car après l'accident de Tchernobyl, de grandes régions en Europe ont été contaminées par ces radioéléments. La mesure de la radioactivité de l'isotope K-40 a été utilisée afin de mieux comprendre l'effet de la radioactivité artificielle et naturelle sur les plantes, et comparer avec les isotopes radioactifs d'origine anthropique tel que le Cs-137. Le Cadmium a également été choisi car il est parmi les métaux lourds qui s'accumulent dans le corps humain. Les études de bioremédiation utilisant le blé nous ont montré que cette méthode est efficace pour décontaminer le sol des radionucléides (Cs-137) et des métaux lourds (Cd, Sr). Le modèle CTSPAC permet de confirmer le rôle important de la diffusion de polluants dans le sol qui dépend à la fois de la nature du sol (sableux, argileux, calcique, etc. ) et de la nature des espèces diffusantes (Cs+ ou Sr2+, par exemple).

Titre traduit

The bioremediation : a current method of soil depollution

Résumé

The alternative methods of soil treatment were initiated in the middle of years 80, among them the biological methods which use the plants or the living micros-organisms to clean up the soils. They are commonly known by the name of "bioremediation", and are economically interesting as their application is simple and always "in situ". Our research was oriented in two principal directions : firstly the mechanism of soil pollution by radioisotopes in order to specify the radiological status of the soil surface and the migration of the active isotope within the soil. This was completed for various soil types and with consideration to the possibility of bioremediation, in particular by wheat. To clarify the mechanism of migration of the polluting elements in the soil and the plants, we particularly concentrated on Caesium, Strontium and Iodine, because after the accident of Chernobyl, these radioactive isotopes contaminated great areas in Europe. The measurement of the radioactivity of the K-40 isotope was used to improve understanding the effect of the artificial and natural radioactivity on the plants, and to compare with the radioactive isotopes of anthropic origin such as Cs-137. Cadmium was also selected because it is among the heavy metals which accumulate in the human body. The studies of bioremediation using wheat showed that this method can effectively decontaminate soil of the radio nuclides (Cs-137) and heavy metals (Cd, Sr). The Model CTSPAC confirms the important role of the diffusion of the polluants in the soil, which depends at the same time on the nature of the soil (sandy, argillaceous, calcareous, etc. ) and the nature of the diffusing species (Cs+ or Sr2+, for example).