Les plantes et les milieux riches en métaux lourds

Les plantes et les milieux riches en métaux lourds

Pour leur croissance et leur survie, les plantes exigent un nombre faible d’éléments. Ces éléments sont retrouvés à l’état de traces dans les tissus végétaux du fait de la sélectivité des cellules racinaires. Parmi ces éléments, tels que le métaux lourds, certains sont toxiques pour la plante tels que le plomb, l’arsénique, le Cadmium. Certains sont essentiels pour la plante mais deviennent toxique à forte concentration comme le cuivre, le nickel, le zinc.

Dans certaines régions, il y a naturellement l’accumulation de métaux lourds dans le sol appelé gisement minier. Certaines roches sont très riches en métaux lourds comme la serpentinite (roche que l’on trouve dans les Alpes). La plupart des sols riches en métaux lourds proviennent des activités humaines surtout les activités industrielles telles que les activités minières, les industries métallurgiques, les boues résiduelles (=boues des stations d’épuration, des canaux, des déchetteries). Ces boues sont rependues sur les champs. La chasse pollue à cause des plombs. Cette pollution des sols aux métaux lourds est important.

I) importance et provenance des métaux lourds

Les métaux lourds sont des métaux de densités supérieure à 5g/cm3. Tous ces métaux lourds sont toxiques pour les êtres vivants à fortes concentration. On peut les trouver dans le sol, l’eau et l’air.

A) classification des métaux lourds

Ces métaux lourds sont classés en 2 catégories :

• Essentiels : ils sont indispensables pour le fonctionnement des cellules mais à faible concentration
• Non nécessaire : pas de fonction biologique connue. Ils sont toxiques même à de très faibles concentrations.

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B) la toxicité

La toxicité dépend de la concentration dans le sol et de la biodisponibilité c’est-à-dire l’aptitude à être transféré d’un compartiment du sol vers un être vivant.

Ces métaux lourds en excès provoquent une modification des composantes physico-chimiques du sol. Il y a donc d’un environnement défavorable pour la plante. Les métaux lourds entrent en compétition avec l’absorption des éléments essentiels au niveau racinaire. La compétition la plus forte se fait avec le calcium, le magnésium et le fer. Ce qui implique pour la plante une carence en ces éléments. Le magnésium entre dans la composition de la chlorophylle, donc si elle ne peut pas absorbée du magnésium, la plante meurt. L’intoxication de la plante, lorsque les métaux lourds sont présents en grande quantité, elle conduit à une inhibition de la photosynthèse.

        C) les métaux lourds dans l’environnement

Comme tous les éléments chimiques de notre environnement, les métaux lourds participent à des cycles. Ces sont des cycles géochimiques, c’est-à-dire la circulation des éléments chimiques entre les différents réservoirs de la biosphère (= partie de la planète occupé par les êtres vivants). Le premier réservoir est le réservoir atmosphère. Le deuxième est le réservoir lithosphère et le troisième est l’hydrosphère. Ces métaux lourds peuvent avoir une origine volcanique naturelle.

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Ces métaux lourds lorsqu’ils sont émis, peuvent s’accumuler dans les sols. Ils peuvent êtres ramenés par la pluie.

Les métaux lourds peuvent avoir 2 origines :

• Soit naturelle (les mines, les roches)
• Soit enthropiques (dû à l’homme)

Pour comparer ces 2 types d’émissions, on utilisent le facteur d’interférence atmosphérique appelé IF.

[pic 5] X 100 pour l’avoir en pourcentage.

Si ce rapport est inferieur à 100%, les émission naturelles dominent c’est le cas de l’aluminium, le fer, le cobalt. Lorsque ce rapport est supérieur à 100%, les émissions entropiques domines tel que le plomb.

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Le transfert des métaux lourds des sols aux plantes s’évalue à l’aide du facteur de transfert noté F.

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La composition du sol détermine la quantité de métaux lourds retenue. 2 choses dans un sol retiennent les métaux lourds :

• Les argiles
• Les composés humiques

Les particules argileuses et les composés humiques sont chargés négativement. Or les métaux lourds pour la plupart sont chargés positivement. Ces métaux lourds s’accumulent sur ces composés et rester dans le sol. Des sols très argileux vont retenir beaucoup de métaux lourds. Les sols qui concentrent le moins les métaux lourds sont les sols légers, ce sont les sols sableux. La valeur de Ph du sol influence la quantité de métaux lourds que l’on retrouve dans le sol.

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