Extraire les métaux par les plantes
hyperaccumulatrices dans les potagers bruxellois?
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 Crepidorhopalon tenuis
Noccaea caerulescens Arabidopsis halleri
Concentrations dans les feuilles (µg/g)
PLANTES "NORMALES"
HYPERACCUMULATRICES facteur multiplicatif
Cadmium 0 > 100 >100 Zinc 20-50 > 10 000 200-500 Nickel 5-10 > 1 000 100-200 Cuivre 1-5 > 300 60-300 Manganèse 10-20 > 10 000 500-1000 …
Les plantes hyperaccumulatrices de métaux
Taiz & Zeiger 2005, Krämer 2010
Plomb?
PLANTES (N. caerulescens) * Cd ZnConcentrations (g/t) 120 - 1 600 5 000 - 11 000Biomasse annuelle (t/ha) 1 à 4Masse de métal extraite par an (kg/ha)
0,13 - 1,4 10 - 40
SOLS : exemple Concentrations (g/t) 3,5 360Normes à atteindre (g/t) - RBC 2 333
Après 3 ans 2,3 [1-3,3] 331 [320-345]Après 5 ans 1,5 [0-3,3] 295 [260-335]
La phytoremédiation par les plantes hyperaccumulatrices
Petites … mais très concentrées!
* Hammer & Keller 2003, McGrath 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 1.13McGrath 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 (pH, 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 ppmCadmium : 120 ppmNickel : 180 ppm
FACTEURS DE BIOCONCENTRATION220 – 1000 40 – 200180
Molitor et al. 2005, McGrath 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 2e
année•Phytoextraction localisée possible (petites surfaces) si
contaminations locales•Extraction sans additifs chimiques et sans perturbation
Lab. d’Ecologie végétale et Biogéochimie
EXPERTISESEXPERTISES
• Analyses physico-chimiques de sol– Texture, m.o., pH – 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?
Tâchesjan - mars
avril - juin
juillet - sept.
oct. - déc.
jan - mars
avril - juin
juillet - sept.
oct. - déc.
2013 2014
Prélèvements d’échantillons de sol et de plantes (légumes) x x x x x
Essais avec N.c. (surfaces d’ 1m2) x x x x x
Analyses des plantes et sols / cartographie des contaminations x
Récolte et analyses des essais avec N.c. (plantes et sols) x x x
Production de graines de N.c. x x x x
En réseauPrésentation des résultats, coordina-tion et planifications des expériences x x
• 9 échantillons composites par parcelle de 100 m2
• Mesure de la teneur en matière organique et du pH
• Texture
• Extractions des formes biodisponibles
• Analyse des éléments par ICP-OES (Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Ni, P, Pb, Zn)
• Cartographie de la contamination des sites
Echantillonnages et analyses de sol
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)