Extraire les mtaux par les plantes hyperaccumulatrices dans

Extraire les métaux par les plantes hyperaccumulatrices dans les potagers bruxellois? Nausicaa NORET & Thomas DROUET LABORATOIRE D’ECOLOGIE VÉGÉTALE ET BIOGÉOCHIMIE

Les plantes hyperaccumulatrices de métaux ? ? ? Alyssum bertolonii Noccaea caerulescens Crepidorhopalon tenuis Arabidopsis halleri

Les plantes hyperaccumulatrices de métaux Concentrations dans les feuilles (µg/g) Cadmium Zinc Nickel Cuivre Manganèse PLANTES HYPERACCUMULATRICES "NORMALES" 0 20 -50 5 -10 1 -5 10 -20 > 10 000 > 1 000 > 300 > 10 000 facteur multiplicatif >100 200 -500 100 -200 60 -300 500 -1000 … Plomb? Taiz & Zeiger 2005, Krämer 2010

La phytoremédiation par les plantes hyperaccumulatrices Petites … mais très concentrées! PLANTES (N. caerulescens) * Concentrations (g/t) Cd Zn 120 - 1 600 5 000 - 11 000 Biomasse annuelle (t/ha) 1 à 4 Masse de métal extraite par an (kg/ha) SOLS : exemple Concentrations (g/t) Normes à atteindre (g/t) - RBC 0, 13 - 1, 4 10 - 40 3, 5 2 360 333 Après 3 ans 2, 3 [1 -3, 3] 331 [320 -345] Après 5 ans 1, 5 [0 -3, 3] 295 [260 -335] * Hammer & Keller 2003, Mc. Grath et al 2000, 2006

Potentiel de phytoextraction par différentes espèces non accumulatrices à haute biomasse (d’après Vangronsveld et al. 2009) Noccaea caerulescens 450 2. 5 Mc. Grath 1. 13 et al 2006

Pollution aux métaux lourds dans les potagers urbains : principales difficultés • Origines très diverses des contaminations en métaux lourds • Disponibilité dans le sol dépend de nombreux facteurs (p. H, m. o. , …) – Teneurs totales ? (normes) – Teneurs extractibles ? (biodisponibles) • Absorption par les légumes: différences entre espèces • Toxicités variables pour l’homme (ex. : Pb, Cd >< Zn, Cu)

Teneurs en métaux lourds dans quelques sols bruxellois • 1 à 6 échantillon(s) par site • Jardins privés et collectifs (+ Moeraske)

Teneurs en métaux lourds dans quelques sols bruxellois PLOMB

Teneurs en métaux lourds dans quelques sols bruxellois ZINC

Teneurs en métaux lourds dans quelques sols bruxellois CADMIUM

Noccaea caerulescens : hyperaccumulatrice de Zn, Cd, Ni • • Crucifère Annuelle - bisannuelle Plutôt xérophyte Accumulation de métaux sur sols peu contaminés: Zinc : 13 000 ppm Cadmium : 120 ppm Nickel : 180 ppm FACTEURS DE BIOCONCENTRATION 220 – 1000 40 – 200 180 Molitor et al. 2005, Mc. Grath et al. 2006

Avantages de Noccaea caerulescens • Cycle de vie court (1 an) : Printemps 1 printemps 2 • Biomasse faible ( peu de déchets); encombrement réduit • Belle floraison la 2 e année • Phytoextraction localisée possible (petites surfaces) si contaminations locales • Extraction sans additifs chimiques et sans perturbation

Lab. d’Ecologie végétale et Biogéochimie EXPERTISES • Analyses physico-chimiques de sol – Texture, m. o. , p. H – Eléments nutritifs et métaux • Analyses des métaux dans les plantes • Cultures de plantes hyperaccumulatrices (Zn/Cd/Ni) • Design expérimental et traitements statistiques

Quels terrains pour des essais en RBC? Quelles démarches? Tout Beaucoup dépend des fonds alloués

Echantillonnages et analyses de sol • 9 échantillons composites parcelle de 100 m 2 • Mesure de la teneur en matière organique et du p. H • Texture • Extractions des formes biodisponibles • Analyse des éléments par ICPOES (Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Ni, P, Pb, Zn) • Cartographie de la contamination des sites

Echantillonnages et analyses de plantes • Dosages des métaux : – dans les légumes (organes consommés) – dans les N. c. après 1 an (évaluation des capacités phytoextractrices dans les conditions locales) • Minéralisation par voie humide • Analyse des éléments par ICP-OES (Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Ni, P, Pb, Zn)