Biodégradation des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Approche microbiologique et application au traitement d'un sol pollué PDF Download
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Book Description
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des molécules posant un problème environnemental à cause de leurs propriétes toxiques, cancérigènes, voir tératogènes. Les sites d'anciennes usines à gaz sont souvent pollués par ces produits. Notre travail à été réalisé à partir d'échantillons de sol issus d'un site d'ancienne usine à gaz. Nous avons d'abord étudié la biodégradabilité naturelle des 16 HAP ciblés par l'U.S.E.P.A. à partir d'échantillons de sol prélevé sur le site pour différents paramètres environnementaux : Humidité du sol, pH, aération (par addition ou non de sciure) et température. Une biodégradation naturelle pouvant atteindre 90% pour les HAP de 2 à 4 cycles à été mise en évidence. Les différents paramètres environnementaux influencent la cinétique de dégradation des HAP étudiés, mais pas les teneurs finales des HAP. Nous avons sélectionné en batch des micro-organismes, issus du sol pollué échantillonné, capables d'utiliser des HAP de 3 et 4 cycles comme seule source de carbone. Quatre consortia se sont révélés intéressants pour leur versatilité d'utilisation des HAP et leurs capacités de dégradation. Leur croissance sur les HAP (cristaux) semble limitée par des phénomènes de transfert vers la phase aqueuse. L'addition de surfactant à des effets variés et contradictoires. Des métabolites non identifiés de la dégradation des HAP ont été mis en évidence dans les surnageants de culture. Nous avons enfin étudié la dégradation des 16 HAP cibles dans des microcosmes de sol pollué inoculés avec les consortia sélectionnés. Les premiers essais ont été réalisés sur un sol stérilisé par autoclavage. Seule la dégradation des HAP de 3 et 4 cycles a pu ainsi être mise en évidence. Les essais suivants ont été réalisés dans des microcosmes de sol non stérile (naturel) inoculés avec 2 consortia dans le but d'évaluer leur apport en inoculation d'un sol réel. Ils accélèrent le processus de biodégradation, mais ne réduisent pas les teneurs finales en HAP.
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Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des molécules posant un problème environnemental à cause de leurs propriétes toxiques, cancérigènes, voir tératogènes. Les sites d'anciennes usines à gaz sont souvent pollués par ces produits. Notre travail à été réalisé à partir d'échantillons de sol issus d'un site d'ancienne usine à gaz. Nous avons d'abord étudié la biodégradabilité naturelle des 16 HAP ciblés par l'U.S.E.P.A. à partir d'échantillons de sol prélevé sur le site pour différents paramètres environnementaux : Humidité du sol, pH, aération (par addition ou non de sciure) et température. Une biodégradation naturelle pouvant atteindre 90% pour les HAP de 2 à 4 cycles à été mise en évidence. Les différents paramètres environnementaux influencent la cinétique de dégradation des HAP étudiés, mais pas les teneurs finales des HAP. Nous avons sélectionné en batch des micro-organismes, issus du sol pollué échantillonné, capables d'utiliser des HAP de 3 et 4 cycles comme seule source de carbone. Quatre consortia se sont révélés intéressants pour leur versatilité d'utilisation des HAP et leurs capacités de dégradation. Leur croissance sur les HAP (cristaux) semble limitée par des phénomènes de transfert vers la phase aqueuse. L'addition de surfactant à des effets variés et contradictoires. Des métabolites non identifiés de la dégradation des HAP ont été mis en évidence dans les surnageants de culture. Nous avons enfin étudié la dégradation des 16 HAP cibles dans des microcosmes de sol pollué inoculés avec les consortia sélectionnés. Les premiers essais ont été réalisés sur un sol stérilisé par autoclavage. Seule la dégradation des HAP de 3 et 4 cycles a pu ainsi être mise en évidence. Les essais suivants ont été réalisés dans des microcosmes de sol non stérile (naturel) inoculés avec 2 consortia dans le but d'évaluer leur apport en inoculation d'un sol réel. Ils accélèrent le processus de biodégradation, mais ne réduisent pas les teneurs finales en HAP.
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Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des compos s omnipr sents dans l'environnement et ont des effets d l t res sur les cosyst mes. Le principal m canisme d' limination de ces compos s est la d gradation microbienne. Cet ouvrage explore les cin tiques de d gradation bact rienne a robie des HAP en milieux synth tiques et dans des sols contamin s en bior acteur. Le com tabolisme est un ph nom ne important dans l' limination des compos s complexes. Dans cette tude exp rimentale, on observe que le ph nanthr ne sert de substrat de croissance et le fluor ne, le fluoranth ne et le pyr ne sont com tabolis s en sa pr sence. L'anthrac ne, quant lui, sert de substrat de croissance et a un effet synergique sur la d gradation du ph nanthr ne. Le traitement en bior acteur semi-solide de sols lourdement contamin s a permis l' limination compl te de tous les HAP, except le chrys ne. L'efficacit du traitement est significativement influenc e par le type de sol, par contre la bio-augmentation n'a pas acc l r les cin tiques de d gradation.
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Ce travail porte sur la mise en évidence des potentialités de biodégradation des molécules aromatiques simples dans les sols pollués. Dans un premier temps, quatre souches: deux rhodococcus b et t, et deux pseudomonas putida mx et eb, isolées d'un sol pollué par un mélange d'hydrocarbures, ont été caractérisées. Ces quatre bactéries présentent différentes spécificités de substrats. Néanmoins, elles sont toutes capables de métaboliser le toluène. Au niveau génétique, ces quatre souches possèdent des plasmides de grande taille et celui de la souche mx semble porter les gènes homologues aux gènes xyl de pseudomonas putida mt-2, codant pour les enzymes impliquées dans la dégradation du toluene et des xylenes. Par ailleurs, par amplification in vitro, il a été montré que ces quatre souches possédaient un gène homologue au gène xyle, codant pour une catechol 2,3-dioxygenase. Pour évaluer les potentialités de biodégradation dans les sols a l'aide d'outils moléculaires, le gène xyle a été utilise comme marqueur. Une méthode d'extraction de l'adn du sol par lyse directe des microorganismes in situ a été mise en œuvre. La lyse des microorganismes est réalisée par procédés mécaniques (ultrasonication et chocs thermiques) puis l'adn est purifié par passages successifs sur colonne sephadex g200 et colonne elutip-d afin d'éliminer les substances humiques, inhibitrices de la taq dna polymerase. Le rendement de l'extraction d'adn est de 90% dans des microcosmes inoculés par la souche mx. L'adn extrait sert ensuite de matrice pour l'amplification in vitro d'un fragment de 320 pb du gène xyle. Le seuil de détection de la méthode moléculaire est de 10#2 bactéries par g de sol après hybridation des produits pcr avec une sonde interne au gène xyle. La quantification des produits pcr par densitomètre a montre que la méthode d'extraction d'adn du sol était reproductible. Cependant, cette méthode semi-quantitative ne permettait pas de déterminer précisément le nombre de séquences cibles xyle initialement présentes dans le mélange pcr. Une méthode quantitative par pcr compétitive avec un standard interne, construit par pcr recombinante, a donc été développée et évaluée. L'approche moléculaire a été appliquée a une série de sols, prélevés à différents sites, pollués ou non par le toluene. L'ensemble des résultats montre que le gène xyle semble représentatif des populations capables de dégrader le toluene dans des sols pollués. La pcr compétitive est une méthode rapide et sensible de quantification, bien adaptée à l'évaluation des potentialités biodegradatives dans un sol pollué. Elle peut être appliquée au suivi de populations spécifiques lors d'un procédé de bioremediation.
Author: Andrea Leeson Publisher: ISBN: Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 328
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The symposium included 600 presentations in 50 sessions on bioremediation and supporting technologies used for a wide range of contaminants already in, or poised to invade, soil, groundwater, and sediment. Three hundred and fifty-two papers were selected and organized into ten volumes. Volume two's articles address the use of natural attenuation to remediate sites with a variety of hydrocarbons and chlorinated compounds contaminating porous media and groundwater. Methods of encouraging naturally occurring microbial activity are discussed, along with sampling, assessment, and long-term monitoring techniques and devices. Articles average eight pages and contain abstracts and references. Annotation copyrighted by Book News Inc., Portland, OR.
Author: Carine Saison Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), composés organiques toxiques, sont les polluants majoritaires des sols de friches urbaines et industrielles (ex : friches de cokerie). La dissipation des HAP est l'ensemble des processus qui conduit à une diminution de leur teneur dans les sols, condition préalable à la réhabilitation des sites pollués. Dans ce travail, nous étudions le rôle des métaux, co-polluants présents fréquemment dans ces sols, sur la minéralisation, la disponibilité et le transfert dans les eaux de deux HAP marqués, le 14C-benzo(a)pyrène et le 14C-phénanthrène. Pour cela, nous nous plaçons en conditions contrôlées en enceinte d'incubations et en microlysimètres. Nous simulons également l'atténuation naturelle des HAP dans un sol soumis à une aération ou une végétalisation, en pilotes lysimétriques menés en conditions climatiques naturelles. Nos résultats montrent que la dégradation dans le sol et le transfert dans les eaux du benzo(a)pyrène sont très faibles, soulignant le caractère récalcitrant et la persistance de cette molécule dans les sols. La persistance dans le sol des résidus de phénanthrène est moins longue, 15% du phénanthrène apporté étant transférés dans les eaux en 18 mois et 8% étant minéralisés en 110 jours. Les métaux ne modifient pas les quantités de phénanthrène transférées mais inhibent sa minéralisation lorsqu'ils sont biodisponibles dans les sols. Ils maintiennent en outre les HAP sous forme extractible. Les matières organiques solubles peuvent se lier aux HAP en solution et faciliter leur transport par les eaux circulant dans le sol. L'atténuation naturelle s'accompagne d'un transport négligeable des HAP dans les percolats et la présence de la plante atténue la toxicité du milieu. En conclusion, les métaux altèrent donc l'état des HAP dans le sol ; la dissipation de ces composés est faible et les traitements testés (aération et végétalisation du sol) ont un effet discret sur la diminution de la teneur en HAP dans les terres à cette échelle de temps (2 à 3 ans).
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BIEN QUE LES TECHNIQUES DE TRAITEMENT BIOLOGIQUE IN-SITU SOIENT ATTRAYANTES, LEUR MISE EN UVRE SE HEURTE SOUVENT A LA DIFFICULTE DE PREDIRE CORRECTEMENT LEUR EFFICACITE A PARTIR DES ESSAIS EN LABORATOIRE. LEUR EFFICACITE DEPEND ENTRE AUTRE DES INTERACTIONS ABIOTIQUES ENTRE LES POLLUANTS ORGANIQUES ET LES SOLS. NOTRE TRAVAIL A PORTE UNE ATTENTION PARTICULIERE AUX METHODOLOGIES D'ETUDE PERMETTANT DE DECRIRE LES PHENOMENES D'ADSORPTION DES POLLUANTS ORGANIQUES HYDROPHOBES DANS LES SOLS. TROIS POLLUANTS MODELES (PENTACHLOROPHENOL, NAPHTALENE ET PHENANTHRENE) AINSI QUE PLUSIEURS FRACTIONS DE SOLS ET DES SOLS DE REFERENCE ONT ETE SELECTIONNES POUR NOTRE ETUDE QUI S'EST DEROULEE EN TROIS ETAPES : - ETUDE EN MILIEU DISPERSE D'UNE PART DES EQUILIBRES DE PARTAGE DES POLLUANTS ENTRE LA PHASE LIQUIDE ET LA PHASE SOLIDE ET D'AUTRE PART DES CINETIQUES DE DEPLACEMENT DE CES EQUILIBRES. CE TRAVAIL A ETE COMPLETE PAR L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE LA PRESENCE D'AUTRES POLLUANTS ORGANIQUES SOUS DIFFERENTES FORMES. - CARACTERISATION DE L'ETAT (LOCALISATION) DES COMPOSES ORGANIQUES ADSORBES DANS LES SOLS A L'AIDE DES ESSAIS D'EXTRACTION EN CO2 SUPERCRITIQUE. - ETUDE DE L'ADSORPTION DU NAPHTALENE SUR COLONNES DE SOL SATURE EN EAU ET DE L'INFLUENCE DE LA PRESENCE DE GOUDRON SUR LA RETENTION DU POLLUANT. LES RESULTATS OBTENUS CONFIRMENT QUE L'ADSORPTION DES HYDROPOBES A LIEU ESSENTIELLEMENT SUR LA MATIERE ORGANIQUE DES SOLS. ILS SUGGERENT EGALEMENT LA PRESENCE DANS LE SOL DE DEUX CATEGORIES DE SITES D'ADSORPTION, L'UNE CORRESPONDANT A DES SITES EXTERNES AUX MICRO-AGREGATS DU SOL, SUR LESQUELS L'ADSORPTION EST INSTANTANEE, ET L'AUTRE CORRESPONDANT A DES SITES INTERNES POUR LESQUELS L'ADSORPTION EST CINETIQUEMENT LIMITEE PAR LA DIFFUSION MOLECULAIRE INTRA-AGREGAT. ILS TENDENT DONC A CONFORTER LES MODELES D'ADSORPTION DITS A DOUBLE COMPARTIMENT. LA REPARTITION DES SITES DEPEND DE LA NATURE ET DU DEGRE DE MATURATION (AGE) DE LA MATIERE ORGANIQUE.
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La thèse est une contribution à la méthode à suivre pour le traitement des sols pollués par des Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Les aspects abordés sont la manœuvrabilité des sols, l’analyse pour le suivi de la dépollution, l’étude de traitabilité, la conduite des essais en laboratoire et la modélisation mathématique du traitement. Deux techniques de dépollution ont été étudiées : la désorption thermique et l’extraction par solvant.
Author: Christine Laurette Bidaud
Author: Christine Laurette Bidaud
Author: DEMARCHE-P.
Author: Sylvie Hallier-Soulier
Author: Andrea Leeson
Author: Antoine Fayeulle
Author: Antoine Fayeulle
Author: Marie-Nadège Duval
Author: Carine Saison
Author: REMY.. BAYARD
Author: Belkacem Madi