Intégration de la biodisponibilité dans l’évaluation du transfert sol/plante des hydrocarbures aromatiques polycycliques

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Submitted on 2 Jun 2020

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Intégration de la biodisponibilité dans l’évaluation du transfert sol/plante des hydrocarbures aromatiques

polycycliques

Joan Dupuy, S. Ouvrard, Pierre Leglize, Thibault Sterckeman

To cite this version:

Joan Dupuy, S. Ouvrard, Pierre Leglize, Thibault Sterckeman. Intégration de la biodisponibilité dans l’évaluation du transfert sol/plante des hydrocarbures aromatiques polycycliques. 3. Rencontres Nationales de la Recherche sur les Sites et Sols Pollués, Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME). FRA., Nov 2014, Paris, France. �hal-02738504�

Intégra(on de la biodisponibilité

dans l'évalua(on du transfert sol/plante des hydrocarbures aroma(ques polycycliques

Joan Dupuy, Stéphanie Ouvrard, Pierre Leglize, Thibault Sterckeman

18 novembre 2014

Atelier 1 – Devenir des polluants, compréhension des mécanismes

TITEL IBRACS

Integrating Bioavailability in Risk Assessment of Contaminated Soils:

opportunities and feasibilities

DAN BERGGREN KLEJA (coordinator)

Swedish Geotechnical Institute (SGI) / (IVL on subcontract) JURATE KUMPIENE, Luleå University of Technology (LTU)

GERARD CORNELISSEN, Stockholm University (SU) / (NGI on subcontract) ERIK SMOLDERS, Katholieke Universiteit Leuven (KUL)

PHILIPPE SONNET, Université Catholique de Louvain (UCL)

THIBAULT STERKEMAN, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)

WP1. Project management WP3. Comparison of

existing risk assessment models for soil with

focus on bioavailability

WP4.

Ecotoxicity and bioavailability testing

WP5. Uptake of pollutants by plant and bioavailability

WP2. Dissemination and Exploitation WP6. Application of unified

risk assessment framework on some contaminated sites – cost benefit analysis

WP6. Incorporating soil chemical tests in a unified risk assessment framework

Project structure IBRACS

PAH metals, PAH Zn, Cu, Ni, PAH

SGI SGI

SGI KUL

LTU

INRA

Modélisa(on du prélèvement

Mécanisme principal considéré : prélèvement via la solu;on du sol

Prélèvement racinaire

(Briggs et al., 1982)

1

1

2

Transloca<on vers les par<es aériennes

(Briggs et al., 1983)

2

concentra;on racinaire = C_pw RCF Log (RCF – 0,82) = 0,77 Log K_ow – 1,52

(0.95 Log K_ow – 2.05)

SCF = [10 + 0.82]

0.784 e ^{-[(Log Kow – 1.78)2 / 2.44]}

concentra;on dans par;es aériennes = C_pw SCF

Probléma(que

o   Validité des modèles u(lisés pour les HAP ? o   Impact de l’es(ma(on de C

?

•  Per;nence d’u;liser les mesures de biodiponibilité ?

Approche expérimentale (1)

o   14 sols industriels de France, Suède et Belgique o   Ac(vités passées : cokerie, usine à gaz

o   Gradient de contamina(on en HAP :

0,2 -> 1900 mg kg

Approche expérimentale (2)

o   Expérience de culture

•  5 semaines, 4 répé;;ons, 16 h photopériode,

23 °C jour et 18 °C nuit, 70% d’humidité,

•  1,3 kg sol/pot

+ 1 plant de maïs/pot, 80 % CRE

•  Analyse des HAP

dans par;es aériennes et racines

Concentra(on dans l’eau porale

o  Mesure « directe » : méthode POM

•  5 g sol + 100 mg de membrane de polyoxymethylene (POM) + 30 mL solu;on (0,01 CaCl₂, 150 mg L^-1 NaN₃)

•  agita;on 28 jours dans l’obscurité à 20 °C

•  Extrac;on des HAP par 80:20 heptane:acétone et analyse en GC-MS

•  C_pw = C_POM / K_POM

o  Calcul à par(r de la teneur totale ou extrac(ble par résine Tenax

•  C_pw = Ctotal or Tenax / ( f_OC K_OC)

Log K_OC = 1.14 Log K_ow – 1.02 (Nguyen et al., 2005)

ou

K_OC= (S_L^* MW_OC)^-1 (Arp et al., 2009 ; modèle “coal tar”)

Es(ma(on de C _pw

•  Meilleur es;ma;on à par;r

–  des extraits Tenax couplés à l’équa;on de partage

–  de la teneur totale couplée au modèle « coal tar »

•  Teneurs totales

+ équa;on de partage

–  sur-es;ma;on de près

de deux ordres de grandeurs (facteur 86)

Prédic(on du prélèvement racinaire

•  A par;r de C

du prélèvement racinaire

•  A par;r des teneurs totales

–  prédic;on correcte fortuite liée à la sur-es;ma;on du C_pw

•  Forte variabilité indépendante

de la molécule ou du sol

Prédic(on du transfert aérien

•  A par;r de C

du transfert aérien

•  A par;r des teneurs totales

–  prédic;on correcte fortuite liée à la sur-es;ma;on du C_pw

•  Forte variabilité indépendante

de la molécule ou du sol

Conclusions

o  Bonne es(ma(on de C_pw avec :

•  Quan;té extrac;ble au Tenax + loi de partage

•  Teneur totale + modèle « coal tar »

o  Les modèles de prélèvements à par(r de la solu(on du sol sous-es(ment fortement les quan(tés mesurées dans les racines et par(es aériennes

⇒ Revoir le modèle pour les HAP

⇒ D’autres voies de transfert seraient à prendre en compte

⇒ Possibilité de transfert direct sol/racine ?

Groupement d’Intérêt Scien(fique

sur les Friches Industrielles