Phytoremédiation

Question 1

Microbiome rhizospérique

Answer 1

• L’ensemble des microorganismes associés présent dans la rhizosphère et interagissant avec la plante
• On considère qu’il est le second génome de la plante
• Les microorganismes et notamment les mycorhizes contribuent à accroître le réseau de prospection racinaire

Question 2

Phytoremédiation

Answer 2

• Utilisation des végétaux et des microorganismes qui leur sont associés pour éliminer, contenir ou rendre moins toxiques les contaminants environnementaux principalement dans les sols ou dans l’eau.

Question 3

Phytoextraction

Answer 3

• Contaminants (principalement inorganiques) sont absorbés par la plante et transloqués vers les parties aériennes

Question 4

Phytostabilisation

Answer 4

• Contaminants sont absorbés mais demeurent mobilisés dans les racines, ou bien adsorbés sur les surfaces racinaires

Question 5

Phytodégradation

Answer 5

• Ça concerne les contaminants organiques
• La dégradation se fait par l’action des plantes (dans la plante ou à l’extérieur de celle-ci)

Question 6

Rhizodégradation

Answer 6

• Ça concerne les contaminants organiques
• Dégradation dans la rhizosphère suivant l’activité microbienne

Question 7

Facteurs déterminants pour la phytoextraction

Answer 7

• biodisponibilité des contaminants
• translocation des contaminants vers les parties aériennes

Question 8

Biodisponibilité

Answer 8

• L’adsorption des contaminants aux particules du sol peut limiter considérablement le potentiel de phytoextraction des métaux
• De même si les métaux sont précipités sous forme de carbonates, d’hydroxydes ou de phosphates
• Peut-être améliorée par les exsudats racinaires telles que les phytochélatines (PC), les acides organiques, les acides aminés et les enzymes
• Les microorganismes du sol peuvent aussi améliorer la biodisponibilité en relarguant des composés organiques

Question 9

Biodisponibilité affectée différemment par la présence de végétaux

Answer 9

• Différentes espèces entrainent des changements dans la biodisponibilité de certains éléments (Cu, Ni)
• Corrélation positive et significative entre COD et la biodisponibilité

Question 10

Translocation

Answer 10

• Pour pouvoir faire de la phytoextraction, il faut que ce qui est absorbé par les racines migre vers les parties récoltables (feuilles, tiges)
• Tout ce qui est absorbé n’est pas nécessairement transloqué
• Pour être transloqués, les composés, métaux, etc. doivent atteindre les éléments conducteurs (xylème)

Question 11

Voies apoplasmiques et symplasmiques

Answer 11

• Le continuum apoplastique est facilement perméable aux solutés.
• La paroi cellulaire de l’endoderme agit comme une barrière, les solutés doivent alors passer dans le symplasme (franchir la membrane cellulaire) pour entrer dans le xylème.
• Le passage des ions au travers la membrane cellulaire pour gagner la voie symplastique se fait par des transporteurs membranaires.
• Cette absorption sélective via des transporteurs membranaires varie selon les espèces.
• Les molécules hydrophobes et les petites molécules polaires peuvent diffuser plus facilement à travers la membrane.

Question 12

Absorption des éléments traces (ET)

Answer 12

• Les végétaux peuvent assimiler des ET non essentiels (ex. Cd) en raison de la ressemblance avec des nutriments essentiels comme le Fe, Ca, etc.
• Plusieurs ET n’ont pas de transporteurs spécifiques mais peuvent entrer dans la cellule par un co-transporteur comme analogue d’un élément essentiel. Par ex. le sélénate se comporte comme un analogue de sulfate et l’arséniate comme analogue de phosphate

Question 13

Mécanismes de tolérance et de détoxication

Answer 13

• Dégradation par procédés enzymatiques;
• Chélation et séquestration dans les vacuoles ou la paroi cellulaire;
• Différents chélateurs: glutathione, métallothionéine, nicotianamine, phytochélatine.

Question 14

Les saules

Answer 14

• Facilité d’implantation
• Faibles exigences (sols lourds, peu
  fertiles…)
• Rapidité de croissance
• Production de rejets après la taille
• Grande production de racines
• Résistants à l’inondation
• Grande diversité d’sp (> 375 sp.)
• 76 sp au Canada sur 200 sp ligneuses
• Parmi les espèces avec la plus longue saison de croissance

Question 15

Principales conclusions

Answer 15

• En général, la concentration en métal est plus élevée dans les racines que dans les parties aériennes;
• Souvent les mêmes éléments qui sont absorbés quelque soit l’espèce végétale;
• Très forte corrélation entre la biomasse produite et le potentiel de phytoextraction;
• La production élevée de biomasse peut compenser le faible facteur de bioconcentration

Question 16

Assemblages

Answer 16

• Les meilleurs assemblages: F, F+S and F+M+S
• Saules en monoculture le moins efficace

Question 17

Essais en pots

Answer 17

• Les essais en pot ne sont pas représentatifs des conditions de terrain
• Le système racinaire des plantes cultivées dans de telles conditions est contraint et forcé de se développer en présence de polluants

Question 18

Excavation et transport

Answer 18

• L’excavation et le transport (dig and dump) représente plus de 75% des approches de réhabilitation des sols;
• Cher et moins respectueux de l’environnement et des principes de développement durable;
• Cela entraîne un risque de propagation de la contamination;
• Ne résout pas le problème, ne fait que le déplacer ailleurs.

Question 19

Efficacité de la phytoextraction

Answer 19

• Suivant trois saisons, la présence de saules a induit un changement significatif dans les teneurs édaphiques du Cd, Ni et Zn (∿ - 20% diminution).
• Pour le Cd et le Zn la phytoremédiaiton peut se faire en respect d’un délai raisonnable (1- 10 ans).

Question 20

Projet de banc

Answer 20

• Plus grand projet de phytoremédiation de friches industrielles au Canada
  Identifier les variétés végétales les mieux adaptées et les plus efficaces
• Développer des approches qui conduisent aux meilleurs résultats
• Mesurer les rendements de croissance, la capture des métaux lourds et la dégradation des hydrocarbures
• Gérer la biomasse
• Assurer l’acceptabilité sociale

Question 21

Phytoremédiation permet de ….

Answer 21

• Réhabiliter progressivement les sols pollués;
• Éliminer des ilots de chaleur et des sites de propagation de plantes envahissantes;
• Transformer un passif environnemental en une zone productive;
• Améliorer le paysage;
• Accroitre la biodiversité dans des zones souvent très anthropisées.

Question 22

Changements climatiques dans le Nord : amplification arctique

Answer 22

• Intensification du cycle hydrologique
• Intensification du cycle du carbone
• Diminution de la glace de mer et de la période d’enneigement
• Changement de végétation, de faune, et de saison de croissance
• Accroissement des feux
• Conversion de systèmes terrestres à aquatiques
• Acidification des océans

Question 23

Comment les contaminants peuvent se retourner dans le Nord

Answer 23

• Transport atmosphérique
• Courants marins
• Communautés nordiques
• Industries nordiques
• Fonte du pergélisol

Question 24

Distillation planétaire : effet sauterelle

Answer 24

• Les polluants persistants et volatiles (POPs, certains métaux) voyagent des régions chaudes jusqu’en régions froids suivant les cycles saisonniers de la température.
• Le mouvement vers les hautes latitudes se produit de façon épisodique, en sautant, donc c’est l’effet sauterelle.

Question 25

Effets des changements climatiques sur la distribution des contaminants

Answer 25

• Les hausses de temperature augmentent la photodegradation et la biodégradation des contaminants dans l’air, l’eau et les sols
• Les hausses de temperature augmentent la volatilité dans l’air, l’eau et les sols
• La hausse des precipitations et la fonte des glaciers augmentent les dépôts atmosphériques et la mobilité des contaminants

Question 26

Fonte du pergélisol relâchera son contenu

Answer 26

• contaminants vont sortir du pergélisol (rejet contaminant)
• beaucoup plus Hg que dans n’importe qu’elle autre compartiment
• produits radioactifs entreposés
• problèmes liés à la bactériologie et pathogénèse

Question 27

Bioaccumulation et toxicité dans les réseaux marins

Answer 27

• Principaux facteurs : Acidification, Température
• Principales cibles : Organismes déjà perturbés par la température ou la pollution
• Principaux mécanismes :Changements écophysiologiques et Changement de distribution et de phénologie

Question 28

Effets sur la faune en Arctique

Answer 28

• Très hautes concentrations de BPC et de Hg dans plusieurs mammifères marins et oiseaux
• Les effets combinés des changements climatiques et l’exposition aux contaminants pourraient mettre trois populations d’animaux à risque:
• grands prédateurs aquatiques : Phoque, baleine, ours polaire
• espèces migratoires : Poissons, baleines, oiseaux
• espèces adaptées aux conditions de glace : Phoques, ours polaires

Question 29

Écotoxicologie et changements climatiques

Answer 29

• La hausse de température va amplifier la distribution et la toxicité des contaminants
• Mais les taux de dégradation chimique des contaminants vont également augmenter !
• Les mammifères utilisant les ressources marines sont particulièrement à risque