Le cadre théorique de la phytoremédiation révèle des méthodes innovantes pour dépolluer les sols contaminés par des métaux lourds. Cette recherche, axée sur la rivière Mura, met en lumière des solutions cruciales pour la réhabilitation environnementale, transformant notre compréhension des impacts des activités anthropiques.
IV.6. Remèdes
La dépollution d’un site est capitale pour la préservation de notre environnement.
Elle se fait par étape comme le montre la figure IV.14.
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Figure IV.14. Étapes d’une dépollution
La revue de littérature renseigne que la plante peut être utilisée à cette fin (fig. IV.15).
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Figure IV.15. Rôle de la plante dans la dépollution du sol (Paul Agnus, 4 août 2014)
Partant des analyses faites au laboratoire sur les éléments en traces métallifères, il nous est paru important de sécuriser le site d’étude par ces quelques techniques :
- La phyto-remédiation
- La phyto-stabilisation
- Phyto-remédiation.
La phytoremédiation repose sur le principe de la combinaison de l’utilisation de plantes et de microorganismes pour réduire les niveaux de ces contaminants. C’est une technologie très coûteuse, mais beaucoup moins destructrice pour le sol que les techniques d’ingénierie. Un taux acceptable de polluants est atteint généralement en moins d’une décennie.
Cependant, cette technique possède des limites : son application est restreinte à des zones où le niveau de pollution n’est pas toxique pour les plantes et contenant les racines des plantes.
La phytoremédiation est une technologie récemment développée permettant une solution de dépollution coûteuse par l’utilisation de plantes en association à des microorganismes dans le but de diminuer les contaminants présents dans l’environnement, ceux-ci représentant une menace pour tous les types d’organismes.
Il existe divers types de phyto-remédiation dont les plus importants sont :
- La phyto-extraction
La phyto-extraction utilise la capacité des plantes à capter et à accumuler les contaminants, les plantes sont ensuite régulièrement récoltées et brûlées, afin de permettre une décontamination en continu du sol. Ce processus s’effectue grâce à l’accumulation graduelle de contaminants, via des plantes dites hyperaccumulatrices pouvant accumuler les métaux sans effet toxique ou grâce à l’usage de produits chimiques augmentant la disponibilité des métaux dans le sol.
On dénombre actuellement plus de 400 espèces de plantes pouvant hyperaccumuler plusieurs métaux et la plupart des plantes peuvent hyperaccumuler un métal spécifique. Une plante hyperaccumulatrice peut accumuler plus de 1% d’un métal dans sa masse sèche, par exemple Berkheya coddi est capable d’accumuler 3,7% de Nickel dans sa masse sèche.
Les mécanismes d’hyperaccumulation reposent sur la surexpression de gènes régulant les transporteurs membranaires, on peut citer les transporteurs de cuivre ou de zinc. L’hyperaccumulation est principalement limitée par une faible croissance et production de biomasse, bien que des plantes hyperaccumulatrices à croissance rapide soient actuellement à l’étude. L’association des plantes à des microorganismes doit également être prise en compte, les mycorhizes à arbuscules permettant une croissance accélérée. Cependant, les rôles de ces mycorhizes dans l’accumulation est métal spécifique et extrêmement variable en fonction des espèces de mycorhizes et de plantes.
- La phyto-volatisation
Ce processus implique la transformation des contaminants en une forme gazeuse et un relâchement de ceux-ci dans l’atmosphère. Ce processus est remédié par l’évapotranspiration de la plante.
Les composés organiques, spécialement les composés volatils sont passivement volatilisés par la plante. On peut citer l’exemple de la volatilisation du trichloréthylène par conversion en chlorure d’acétates et en dioxyde de carbone par des peupliers hybrides.
Les métaux tels que le sélénium (Se) peuvent être volatilisés par transformation en dimethylselenide [Se(CH3)2].
Les capacités de volatiliser des contaminants peuvent également être induites par ingénierie génétique.
- La phyto-dégradation
Les plantes produisent des enzymes qui aident à catalyser la dégradation des molécules de contaminants. La Phyto-dégradation est particulièrement efficace pour des contaminants organiques hydrophobes; par exemple le peuplier est très utilisé pour la dégradation des composés organiques.
- La phyto-stabilisation
Elle a pour but de retenir les contaminants et d’éviter leur dispersion, ceux-ci sont ainsi stabilisés dans les racines ou dans la rhizosphère. Cette technique est relativement courante pour les anciennes mines grâce à des variétés de plantes résistantes aux métaux telles qu’Agrostis tenuis cv. Festuca rubra cv, Goginan cv. Ces résistances souvent augmentées grâce à une symbiose, colonisant les racines comme les mycorhizes à arbuscules via séquestration des métaux dans les hyphes fongiques. Les mycorhizes à arbuscules peuvent également excréter des glycoprotéines, les glomulines via les hyphes, complexant les métaux contenus dans le sol.
Les microorganismes du sol peuvent diminuer les effets toxiques des contaminants. Par exemple, des exsudats peptidiques chez la bactérie Pseudomonas putida diminuent la toxicité de Cadmium pour les plantes. Des processus de conversion en une forme moins toxique peuvent entrer en jeu : par exemple la conversion du Chrome Cr(III) en Chrome Cr(VI) par des acides organiques contenus dans le sol.
On peut également diminuer la disponibilité de ces contaminants notamment via des agents chélateurs excrétés par les racines et complexant les métaux contenus dans la rhizosphère. Un mécanisme équivalent pour les plantes aquatiques consiste en l’excrétion d’oxygène par l’aérenchyme racinaire qui a pour effet de précipiter les ions fer sous forme de plaque métallique, agissant comme réservoir de Fe2+ pour l’exemple du fer.
Les plantes peuvent également excréter des biosurfactants augmentant l’import en contaminants dans la plante, permettant une décontamination plus rapide des sols.
IV.7. Conclusion partielle
Le suivi de l’accumulation en ETM au niveau de sol du site de la rivière Mura a permis de mettre en évidence l’importance de la granulométrie au niveau de sol pour le piégeage de ces éléments. Cela se traduit par une diminution considérable des teneurs en ETM en passant les différentes points des prélèvements et une diminution remarquable des teneurs en ETM en allant de l’amont à l’aval du système, ceci pendant toute la période d’échantillonnage (Novembre 2019 – Janvier 2020).
La phytoremédiation est considérée comme une technologie peu coûteuse, très efficace, respectueuse de l’environnement dans laquelle les capacités des plantes, à absorber et accumuler des polluants tels que les ETM sont exploitées à des fins d’assainissement de l’environnement.
CONCLUSION GENERALE
Le diagnostic de l’état actuel de l’environnement à proximité de la zone d’étude (Mura) a mis en exergue de nombreux problèmes environnementaux. En effet, le dépôt successif sans aménagement des minerais et la quantité énorme des stériles laissés sur le site sans aucune réhabilitation adéquate sont à la base de nombreux phénomènes négatifs ayant un impact environnemental et sociétal négatif sur la zone d’étude.
L’enrichissement par flottation a produit également des quantités importantes de rejets riches en éléments métalliques toxiques.
D’une manière générale, les résultats montrent que les sols de Mura sont contaminés par quelques éléments métalliques en traces (le Cuivre, le Cobalt, le Fer, le plomb et le Zinc) et à forte teneur par rapport à la teneur moyenne admise par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et la théorie de Kloke.
La répartition spatiale des accumulations métalliques dans les sols de la rivière montrent que les teneurs les plus élevées en ETM sont fortement liées à l’emplacement des anciens dépôts de rejets miniers. D’après les résultats d’analyse trouvés, la contamination métallique des sols du site est due à différents types de rejets miniers. Cependant, la toxicité des éléments métalliques dépend principalement de la spéciation de ces éléments, à savoir l’état sous lequel ils se trouvent. Ceci pourrait être déterminé par des études plus approfondies qui se basent sur les spéciations de différentes fractions telles que l’extraction séquentielle.
Après études, notre site d’étude présente des risques d’intoxication pour la population riveraine ou environnante du site et peut être à la base de diverses maladies chez les enfants, les jeunes et surtout chez les femmes.
Sur ce, la prise en compte de la réhabilitation de ce site peut contribuer à l’amélioration de l’environnement grâce à quelques techniques de réhabilitation, entre autres la Phyto-remédiation et la Phyto-stabilisation.
Questions Fréquemment Posées
Qu’est-ce que la phytoremédiation?
La phytoremédiation repose sur le principe de la combinaison de l’utilisation de plantes et de microorganismes pour réduire les niveaux de contaminants.
Quels sont les types de phytoremédiation?
Il existe divers types de phytoremédiation, dont les plus importants sont la phyto-extraction, la phyto-volatilisation et la phyto-dégradation.
Comment fonctionne la phyto-extraction?
La phyto-extraction utilise la capacité des plantes à capter et à accumuler les contaminants, qui sont ensuite récoltés et brûlés pour décontaminer le sol.