Axe 3 : État de pollution des sols des bassins versants proches

Gilles Montavon  Pays de la Loire

Action 3.3 Remédiation Thierry Lebeau
sous-action 3.3.1 Etude en laboratoire des sols viticols et des modèles Thierry Lebeau

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Plusieurs protocoles de préparation des extraits de sol ont été comparés. Les extraits à chaud permettent une plus forte croissance bactérienne que les extraits à froid et leur composition en éléments minéraux est assez proche de celle mobilisable dans le sol. La teneur en cuivre, ajustée à 0,5 mM, correspond à la fraction mobile et mobilisable du cuivre du sol.

 

La présence de cuivre réduit globalement la production de sidérophores par ces souches mais certaines voient leur production stimulée par l'ajout de 0,5 mM de Cu (Fig. 1). Le même effet est observé pour la dissolution de phosphates qui diminue lorsque la source des phosphates est le phosphate de cuivre. L'utilisation de phosphates métalliques en lien avec la pollution à traiter permet de se rapprocher des conditions réelles de production d'acides organiques dissolvant les phosphates par les microorganismes dans un sol contaminé (Fig. 2).



Fig. 1 Production spécifique de siderophores par les 181 souches en absence ou présence de Cu à 0,5 mM.



Fig. 2 Phosphate inorganique relargué à partir de formes insolubles de phosphate de calcium et phosphate de cuivre à 5g P/L

 

Les différents test biochimiques miniaturisés ont été mis au point de façon à se rapprocher des conditions réelles de dépollution in situ, notamment en utilisant des extraits de sols et en adaptant des tests existants en incluant le métal à tester, ici le cuivre. Ces différents tests microbiologiques ont permis de sélectionner 17 souches potentiellement intéressantes qui pourraient permettre d'augmenter la mobilité du cuivre dans le sol et in fine le rendement de phytoextraction par la plante. La souche bactérienne la plus prometteuse a été identifiée. Il s'agit de Pseudomonas putida.

Des microcosmes de sol ont été bioaugmentés avec ces souches sélectionnées et incubés pendant 3 semaines. Aucune augmentation de la fraction mobile du cuivre n'a été observée (extrait au CaCl2), contrairement à d'autres métaux (ex : Zn) et, dans pour le cuivre cette fraction a même diminué.Les hypothèses suivantes ont été avancées : 1/ les souches n'ont pas survécu dans le sol en raison de conditions inadaptées (disponibilité en nutriments, pH, etc) ou parce qu'elles ne sont pas compétitives vis-à-vis des bactéries indigènes du sol, mais dans ce cas, aucun effet sur la mobilité des métaux aurait été observé, 2/ les souches ont pu agir sur la mobilité du Cu mais l'effet a été de courte durée - moins de 3 semaines - et suivi d'une resorption du Cu sur les différentes phases du sol (argile, matière organique, etc). Cette hypothèse est la plus probable, les souches sélectionnées étant issues de sédiments viticoles, elles sont a priori adaptées au sol viticole testé. Dans la suite de ce travail, un suivi cinétique de la mobilisation du cuivre, une fois le sol bioaugmenté, permettra de mieux quantifier l'effet des bactéries inoculées et la rémanence de leur effet.

Dans le cadre des appels d'offres internes de l'OSUNA, un suivi de la signature isotopique du cuivre [d65Cu () = (65Cu/63Cu échantillon / 65Cu/63Cu référence) x 1000) avec référence = NIST 976] a été réalisé à partir de sol viticole naturellement contaminé en Cu et bioaugmenté avec P. putida. Comparé au témoin non bioaugmenté, la signature isotopique a changé, ce qui révèle un effet de la bioaugmentation.

Valorisation des travaux


Braud A., Hubert M., Gaudin P., Lebeau T., 2014, A quick rhizobacterial selection tool to be used in phytoextraction-assisted bioaugmentation of metal contaminated soils, soumis à Journal of Applied Microbiology.

 

Les résultats de sélection ont également été présentés à deux congrès :

Braud A., Gaudin P., Hubert M., Lebeau T., 2014, Rhizo-phytoextraction of metal contaminated soils : new selection tool for rhizobacteria, 20th WCSS, Jeju, Corée du Sud, 9-13 juin 2014

Braud A., Gaudin P., Hubert M., Lebeau T., 2014, Sélection de bactéries mobilisatrices de métaux en milieux contaminés : développement de tests en microplaques, 39 èmes Journées Scientifiques du GFHN, Angers, 25-26 Novembre 2014