Les effets d’amendements sur la fonctionnalité des sols de potagers contaminés par les éléments métalliques et sur la réduction des dangers environnementaux et sanitaires

Effects of soil amendments on the functionality of urban vegetable garden soils contaminated with metallic elements and on the reduction of environmental and health hazards

• Auteur / Autrice : Ashley Schnackenberg
• Direction : Aurélie Pelfrêne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie de l'environnement, des organismes, des populations, écologie
• Date : Soutenance le 07/11/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement
• Jury : Président / Présidente : Damien Cuny
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anissa Lounès-Hadj Sahraoui, Thierry Lebeau, Géraldine Bidar, Franck Marot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eva Schreck, Thibault Sterckeman

Mots clés

Mots clés contrôlés

Risques pour la santé

Biodisponibilité

Polluants inorganiques

Engrais et amendements

Jardins en milieu urbain

Biorestauration in situ

Sols -- Pollution par les métaux lourds

Mots clés libres

Polluants métalliques

Exposition des populations à la pollution

Soil

Metallic pollutants

Amendments

Human exposure

Résumé

Le besoin de nature en ville, l'engouement pour le « manger sain » et le contexte socio-économique difficile contribuent au développement du jardinage en milieu (péri)-urbain. Les collectivités sont régulièrement sollicitées pour la création de jardins collectifs. Or, de par leurs contextes environnementaux et historiques, les sols de potagers sont des milieux complexes, encore peu connus ; leurs fonctionnements peuvent être fortement perturbés par des dégradations physiques, chimiques et biologiques. Leur contamination peut même présenter un danger sanitaire notamment, en lien avec l'ingestion de particules de terre ou de légumes. Parmi les techniques pouvant améliorer le fonctionnement des sols et influer sur le comportement des polluants, notamment métalliques, l'ajout d'amendements tels que le compost de déchets verts, les produits phosphatés et carbonatés, les zéolites naturelles ou synthétiques, ou les sous-produits industriels (boues rouges, grenailles de fer, oxy-hydroxydes de fer) sont cités comme pouvant réduire la mobilité et la biodisponibilité des éléments métalliques. Se posent néanmoins les questions de l'efficacité de ces amendements et sa pérennité. La gestion des amendements, qu'ils soient organiques ou minéraux, pose toutefois question puisque ces derniers peuvent présenter des contaminants métalliques et/ou organiques. Or, le recours aux amendements comme méthode de gestion des sols de potagers et les risques sanitaires sur sols amendés restent encore assez peu étudiés.Le sujet de la thèse vise à étudier l'intérêt d'amendements organique et minéraux, pour gérer des sols de potagers urbains présentant des contaminations anthropiques modérées. Il s'agit d'évaluer le potentiel de ces amendements (utilisés seuls ou en mélange) pour réduire de façon durable la phytodisponibilité des polluants métalliques ainsi que l'exposition des jardiniers et de leur famille. Des expérimentations in situ seront réalisées dans différents contextes environnementaux et urbains et s'appuieront en amont sur des expérimentations ex situ visant à sélectionner le choix des amendements étudiés.

The need for nature in the city, the craze for "healthy eating" and difficult socio-economic contexts contribute to the development of gardening in (peri-)urban areas. Communities are regularly solicited for the creation of collective gardens. However, due to their environmental and historical contexts, the soils of vegetable gardens are complex environments, still little known; their functioning can be strongly disturbed by physical, chemical and biological degradation. Their contamination can even present health hazards, particularly in connection with the ingestion of soil particles or vegetables. Among the techniques that can improve the functioning of soils and influence the behavior of pollutants, especially metallic ones, the addition of amendments such as green waste compost, phosphate and carbonate products, natural or synthetic zeolites, or industrial by-products (red mud, iron shot, iron oxy-hydroxides) are cited as being able to reduce the mobility and bioavailability of metallic elements. However, the effectiveness of these amendments and their durability are still in question. The management of amendments, whether organic or mineral, raises questions since they may contain metallic and/or organic contaminants. However, the use of soil amendments as a method of managing vegetable garden soils and the health risks on amended soils are still relatively unstudied.The subject of this thesis is to study the interest of organic and mineral amendments to manage urban vegetable garden soils with moderate anthropogenic contamination. The aim is to evaluate the potential of these amendments (used alone or in mixtures) to reduce in a sustainable way the phyto-availability of metallic pollutants as well as the exposure of gardeners and their families. In situ experiments will be carried out in different environmental and urban contexts and will be based on ex situ experiments aimed at selecting the choice of the studied amendments.