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Impact anthropique sur les éléments traces métalliques dans les sols agricoles de Midi-Pyrénées.Implications en termes de limites et de charges critiques

Bur, Thomas. Impact anthropique sur les éléments traces métalliques dans les sols agricoles de Midi-Pyrénées.Implications en termes de limites et de charges critiques. PhD, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2008

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Official URL: http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001050/

Abstract

Les concentrations en Eléments Traces Métalliques (ETM) mesurées dans les sols, sont le résultat combiné de l’altération des minéraux primaires, de leur redistribution au sein des profils lors de la pédogenèse et d’apports exogènes souvent liés aux activités anthropiques. La nécessité de protéger les sols contre leur contamination a abouti en France à l’établissement du Réseau de Mesure de la Qualité des Sols (RMQS) qui s’appuie sur un échantillonnage systématique permettant de caractériser les paramètres physico-chimiques et environnementaux des sols agricoles. Dans ce contexte, les concentrations en ETM ont été mesurées dans les sols des 124 sites RMQS de Midi-Pyrénées, ainsi que dans ceux d’un bassin versant expérimental (Auradé, Gers). La dynamique verticale des ETM a été caractérisée dans les profils de sols étudiés. Des différences de comportement des éléments d’origine naturelle en fonction des types de sol ont été mises en évidence notamment par l’étude des enrichissements et anomalies en terres rares (REE), permettant d’identifier les processus pédogénétiques. Les concentrations naturelles théoriques en ETM (fond géochimique) ont été modélisées. La différence entre le fond géochimique et les concentrations mesurées permet de quantifier la proportion d’ETM anomale, qui a été attribuée à une contribution anthropique. Ainsi, surtout en surface 2 à 5% des sites semblent affectés par un enrichissement important en Cd et 5 à 8% en Cu. La distribution des collemboles, utilisés en tant que bioindicateurs de l’influence des ETM sur la pédofaune, paraît principalement affectée par le travail du sol. La bioaccumulation des ETM par ces organismes concerne majoritairement les éléments labiles et est favorisée pour des pH faibles. Cette observation a été confirmée en laboratoire sur le modèle biologique Folsomia Candida exposé à des sols naturels dopés avec Cd et Pb. La toxicité de Cd et Pb présents en solution semble accrue pour des pH élevés. L’influence de ces deux métaux apportés séparément ou conjointement a provoqué une diminution de la reproduction et de la croissance de F. candida. Après avoir caractérisé la sensibilité relative de cette espèce au sein de la pédofaune, la reproduction de F. candida a été utilisée pour établir une concentration critique permettant de préserver à hauteur de 95% la fonction de reproduction de 95% des espèces de la pédofaune. Cette concentration et celle utilisée au niveau européen pour protéger les fonctions des microorganismes ont été employées pour calculer le flux maximum acceptable par les écosystèmes des sols agricoles pour ne pas observer d’effet néfaste irrémédiable (charge critique). Les charges critiques en Cd et Pb dépendent fortement du type d’agriculture. Le flux critique est dépassé par le flux actuel pour 34% (Cd) et 80% (Pb) des sites RMQS

Item Type:PhD Thesis
Uncontrolled Keywords:
Institution: Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT
Laboratory name:
Research Director:
Probst, Anne and Probst, Jean-Luc
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