Photochimie des micropolluants organiques dans la microcouche de surface marine

Photochemistry of microorganic pollutants in the sea surface microlayer

• Auteur / Autrice : Carole Abdel nour
• Direction : Pascal Wong wah chung, Stéphanie Rossignol
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement: Chimie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2019
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LCE - Laboratoire Chimie Environnement

Mots clés

Mots clés libres

Photochimie

Surfactant

Interface

Micropolluant organique

Photochemistry

Surfactant

Interface

Organic Micropolutant

Résumé

La thèse proposée portera sur l'étude du devenir sous rayonnement solaire des micropolluants organiques présents dans la microcouche de surface marine, dans la cadre du projet ANR JCJC PhotoSeaSMiL (2018-2022). La microcouche de surface marine (ou « sea surface microlayer », SSML) comprend l'interface mer-atmosphère ainsi les premières centaines de micromètres sous la surface de l'eau. L'une des spécificités de la SSML est d'accumuler de la matière organique de diverses origines. Par rapport à l'eau sous-jacente, la SSML est notamment enrichie en matières organiques issues du microbiote marin (exopolysaccharides, surfactants biogéniques, protéines, etc) remontant la colonne d'eau par diffusion, turbulence ou adsorbées à la surface de bulles gazeuses ascendantes. Il est également reconnu que la SSML est, toujours par rapport l'eau sous-jacente, enrichie en de nombreux micropolluants organiques, notamment en ceux présentant une faible solubilité dans l'eau ou des propriétés amphiphiles (PCB, DDT, hydrocarbures, ...) Il est intéressant de noter que la SSML est aussi un milieu vivant, accueillant une activité microbienne spécifique et les œufs ou larves de nombreuses espèces marines, potentiellement sensible à la présence de polluants. A partir d'expériences de laboratoire réalisées sous rayonnement solaire simulé et sur des milieux aqueux reconstitués mimant à divers degrés les conditions rencontrées dans la SSML, le travail de thèse aura pour objectifs : (a) D'évaluer dans quelle mesure la polarité/caractère amphiphile des polluants et les différences de composition de la SSML influencent l'enrichissement de la SSML en polluants organiques. Répondre à cette interrogation permettra de définir la gamme de polluants organiques soumis de façon significative à des processus spécifiques à la SSML dans des conditions environnementales données. (b) De déterminer si la SSML, comparée à l'eau sous-jacente : - soit « préserve » les polluants de la photo-dégradation par un effet de piégeage des espèces réactives photo-induites (par ex. radical hydroxyle, oxygène singulet, état excité triplet de la matière organique), amenant à un augmentation de temps de vie des polluants dans le milieu. - soit accélère cette photo-dégradation des polluants par exposition directe au rayonnement solaire à l'interface mer-atmosphère et/ou par accumulation parallèle de la matière organique dissoute chromophore à l'origine de la génération des espèces réactives. (c) De caractériser les voies réactionnelles de photo-dégradation des polluants dans la SSML et de déterminer les conditions rencontrées au sein de celle-ci mènent à la formation de produits de dégradation non attendus dans l'eau sous-jacente (notamment par des recombinaisons radicalaires non observées en milieu dilué). (d) De prendre en compte l'interaction de la SSML avec le milieu atmosphérique en caractérisant également le passage en phase gazeuse des polluants et de leurs produits de dégradation en fonction de la composition de SSML ainsi qu'en étudiant la réactivité à l'interface mer-atmosphère des polluants organiques vis-à-vis des photo-oxydants atmosphériques (radical hydroxyle, ozone). Ce travail permettra d'apporter un éclairage nouveau sur le devenir des polluants organiques dans les eaux de surface marines en prenant en compte leur enrichissement dans la SSML - très significatif pour certains - et les spécificités photochimiques de ce milieu singulier. Dans un contexte plus large, il permettra de compléter nos connaissances sur l'impact éco-toxicologique des polluants organiques dans le milieu marin ainsi sur le fonctionnement de la SSML.

The proposed thesis will focus on the study of the fate under solar radiation of organic micropollutants present in the marine surface microlayer, as part of the ANR JCJC PhotoSeaSMiL project (2018-2022). The marine surface microlayer (or “sea surface microlayer”, SSML) includes the sea-atmosphere interface and the first hundreds of micrometers below the water surface. One of the specificities of SSML is to accumulate organic matter from various origins. Compared to the underlying water, the SSML is notably enriched in organic matter from the marine microbiota (exopolysaccharides, biogenic surfactants, proteins, etc.) rising up the water column by diffusion, turbulence or adsorbed on the surface of gas bubbles. ascending. It is also recognized that SSML is, again in relation to the underlying water, enriched in numerous organic micropollutants, particularly those with low solubility in water or amphiphilic properties (PCB, DDT, hydrocarbons, etc.). .)