Phytotransformation
Définition
La phytotransformation est une phytodégradation avec des plantes qui décomposent et absorbent des contaminants organiques, soit par des processus métaboliques internes, soit par la production de composés comme des enzymes par la plante elle-même. Au cours de ce processus, les contaminants sont convertis en substances plus simples qui s'intègrent aux tissus végétaux, facilitant la croissance tout en assainissant progressivement le site affecté.
Schéma d'une phytotransformation :
Les mécanismes de phytotransformation (phytoremédiation) comprennent une phytodégradation, une rhizoremédiation, une phytostabilisation, une phytoextraction et la phytovolatilisation pour finir. Les sols co-contaminés par des hydrocarbures pétroliers (PH) et des métaux lourds posent des défis importants, tels qu'une biodisponibilité réduite des polluants, des effets toxiques sur les micro-organismes du sol et des interactions chimiques imprévisibles. Ces interactions complexes entravent une remédiation efficace.
Explications
Une phytotransformation efficace repose sur l'absorption directe des contaminants présents dans les milieux environnementaux comme le sol et l'eau, puis sur leur accumulation dans les structures végétales.
Le transfert direct de substances chimiques dans les tissus végétaux via leurs systèmes racinaires dépend de plusieurs facteurs : l'efficacité de l'absorption chimique, le taux de transpiration et la concentration des composés dans l'eau du sol.
L'efficacité de l'absorption varie en fonction de la spéciation chimique, des propriétés physiques et chimiques des contaminants et des caractéristiques de la plante. Les taux de transpiration, quant à eux, sont influencés par des facteurs tels que le type de plante, la surface foliaire, la disponibilité des nutriments, l'humidité du sol, la température ambiante, les conditions de vent et l'humidité relative.
Une fois les composés organiques transportés par les mécanismes internes d'une plante, leur remédiation (transformation) se fait soit par leur stockage dans les tissus lignifiés, soit par leur conversion complète en dioxyde de carbone et en eau.
La phytovolatilisation est une partie de la phytotransformation qui libère des contaminants volatils dans l'atmosphère via la transpiration des plantes. Bien que cette approche ne puisse pas éliminer totalement les contaminants, elle contribue à réduire l'exposition prolongée des sols et à minimiser le risque de pollution des eaux souterraines.
Application et limites
La phytotransformation est employée pour le nettoyage des sites contaminés par des composés organiques. En effet, certaines enzymes produites par les plantes dégradent des substances telles que les solvants chlorés (ex. : le trichloréthylène), les produits chimiques utilisés dans les munitions et les herbicides.
Cette technique s'étend également à la lutte contre la contamination provenant des installations pétrochimiques, des déversements de carburant, des lixiviats de décharges et des déchets agricoles.
Son succès repose fondamentalement sur la garantie que les composés transformés s'accumulant dans les tissus végétaux sont non toxiques, voire nettement moins toxiques que leurs formes d'origine.
Dans certains cas, la phytotransformation peut compléter d'autres techniques de remédiation ou constituer une étape finale de finition dans les efforts de restauration des sites.
La phytotransformation (comme tous les processus de bioremédiation) présente des difficultés et nécessite généralement plusieurs saisons de croissance avant d'obtenir des résultats significatifs. La profondeur du sol ne doit pas dépasser 90 cm, et la nappe phréatique doit être située à moins de 3 mètres de la surface.
De plus, il existe un risque que des contaminants pénètrent dans la chaîne alimentaire par l'intermédiaire d'animaux ou d'insectes se nourrissant de matières végétales. Des mesures supplémentaires, comme des amendements du sol ou des agents chélateurs, peuvent être nécessaires pour rompre les liaisons entre les contaminants et les particules du sol, favorisant ainsi l'absorption par les plantes.
De nombreuses études en laboratoire et sur le terrain ont démontré des niveaux de réussite variables avec la phytotransformation. Par exemple, il a été démontré que les peupliers hybrides transforment le trichloréthylène en trichloroéthanol, acide trichloracétique et acide dichloracétique, avec une minéralisation partielle en dioxyde de carbone observée. Des recherches sur l'atrazine, un pesticide courant, ont révélé sa transformation en amméline sans minéralisation ultérieure en dioxyde de carbone.
Synonymes, antonymes
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