Soutenance de thèse de Thibaut LEVEQUE

Biomonitoring environnemental et sanitaire des sols pollués par les éléments traces métalliques


Titre anglais : Sanitary and environmental biomonitoring of polluted soil by metallic trace elements
Ecole Doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace
Spécialité : Surfaces et interfaces continentales, Hydrologie
Etablissement : Institut National Polytechnique de Toulouse
Unité de recherche : UMR 5245 - Laboratoire écologie fonctionnelle et environnement


Cette soutenance a eu lieu vendredi 24 octobre 2014 à 14h00
Adresse de la soutenance : ENSAT Avenue de l’Agrobiopole BP 32607 Auzeville tolosane 31326 Castanet-Tolosan France - salle Amphithéâtre Prunet

devant le jury composé de :
Camille DUMAT   Professeur   INP   Rapporteur
Franck VANDENBULCKE   Professeur   Université Lille1   Rapporteur
Juan Carlos SANCHEZ-HERNANDEZ   professeur   University of Castilla-La Mancha   Rapporteur
Martine KOLF-CLAUW   Professeur   Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse   Rapporteur
Cécile GRAND   Ingénieur   ADEME   Examinateur
Yvan CAPOWIEZ   CR   INRA   Examinateur
Eva SCHRECK   MCF   UPS   Examinateur
Frédéric DEOLA   Ingénieur   STCM   Examinateur


Résumé de la thèse en français :  

Dans un contexte où les préoccupations environnement-santé sont croissantes à l'échelle globale. Améliorer la compréhension des mécanismes de biodisponibilité et d'(éco)toxicité des polluants métalliques persistants est un enjeu prioritaire, notamment en raison de leur omniprésence observée dans les écosystèmes en relation avec leur compartimentation et spéciation . Le ver de terre est utilisé pour évaluer la qualité des sols ; de plus cet organisme du sol de par ses activités de bioturbation a une influence sur les cycles biogéochimiques. Des tests d'écotoxicité en conditions contrôlées sur vers de terre ont donc été réalisés avec différents sols et espèces de vers. Puis une étude d'impact sur les communautés de vers a été effectuée sur un site pollué présentant un gradient de concentration. L'influence de la bioturbation du ver sur la phytodisponibilité des polluants a été étudiée grâce à des expériences en mésocosmes. Finalement, des mesures de bioaccessibilité des polluants ont été réalisées in vitro sur des sols et végétaux pollués dans différents contextes : friches industrielles, jardins potagers, terrain de sport. L'objectif étant d'étudier le lien entre biodisponibilité pour l'homme, caractéristiques des sols et contexte de pollution. Deux approches complémentaires ont été développées : recherche scientifique liés aux mécanismes et développement d'outils, de procédures pratiques utilisables par les gestionnaires et évaluateurs de risques.
L'écotoxicité des métaux et métalloïdes (notés ETM) sur les vers de terre n'est pas simplement régie par leurs concentrations totales, mais dépend fortement des caractéristiques physico-chimiques des sols. Par ailleurs, l'analyse des communautés de ver de terre présentes sur un site contaminé permet d'évaluer la qualité des sols puisqu'on constate un impact sur les l'abondance, la diversité et le taux de juvénile des vers. De plus, la bioturbation du ver de terre augmente significativement la biodisponibilité des ETM pour les plantes potagères telles que la laitue. Finalement, la bioaccessibilité humaine des ETM est régi par de nombreux facteurs liés en particulier au contexte de pollution. Cette fraction bioaccessible des ETM est directement responsable de leur cytotoxicité sur les cellules intestinales. Ces différents résultats ont été complétés par des études mécanistiques (IR, EXAFS, XANES, µ-XRF).

 
Résumé de la thèse en anglais:  

In a context where environmental health concerns are globally increasing. Improve understanding of the mechanisms and bioavailability (eco) toxicity of persistent metals pollutants is a priority, especially because of their observed omnipresence in ecosystems in relation to their compartmentation and speciation. The earthworm is used to assess soil quality; moreover this soil organism through its bioturbation activities affects biogeochemical cycles. Ecotoxicity tests under controlled circumstances on earthworms have been conducted with different soils and worms' species. Then an impact study on earthworms' communities was conducted on a polluted site showing a concentration gradient. The influence of earthworms' bioturbation on phytoavailability of pollutants was studied through experiments in mesocosms and Rhizotest. Finally, in vitro measures of pollutants bioavailability were performed on polluted soils and plants in different contexts: brownfields, gardens, sports field. The objective is to study the link between bioavailability for humans, soil characteristics, context of pollution and toxicity. Two complementary approaches have been developed: scientific research related to the mechanisms and development of tools, practical procedures which could be used by managers and risk assessors.
Ecotoxicity of metals and metalloid (denoted ETM) on earthworms is not simply governed by their total concentrations, but strongly depends on the physico-chemical characteristics of soils. Furthermore, analysis of earthworm communities from a contaminated site can evaluate the quality of soil since seen an impact on the abundance, diversity and rate of juvenile worms. In addition, earthworms' bioturbation significantly increases the bioavailability of ETM for vegetable plants such as lettuce. Finally, the human bioaccessibility of ETM is governed by many factors, in particular the context of pollution. The bioaccessible fraction of ETM is directly responsible for their cytotoxicity on intestinal cells. These results were complemented by mechanistic studies (IR, EXAFS, XANES, µ-XRF).

Mots clés en français :Biodisponibilité,Bioturbation des vers de terre,Ecotoxicité,Sols pollués,Métaux,Evaluation des risques
Mots clés en anglais :   Biodisponibility,Earthworm bioturbation,Ecotoxicity,Polluted soils,Metals,Risk assessment