Bibliographie & annexes
Présentation
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Auteur(s)
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Guillaume LOSFELD : Élève-Ingénieur à l'école polytechnique, Paris
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Vincent ESCANDE : Étudiant de master 2 à l'Université de la méditerranée, Marseille
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Thierry MATHIEU : Responsable du terrain d'expériences au Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive
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Claude GRISON : Professeur à l'Université de Montpellier 2 - Chercheur au Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive – Labex CeMEB
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Les activités anthropiques sont à l'origine de la dispersion de polluants redoutables. Les biocides, tels que le parathion, et les métaux lourds, tels que le cuivre, sont des exemples très démonstratifs. Le parathion et ses dérivés sont de puissants insecticides et fongicides. En revanche, ils s'avèrent extrêmement toxiques pour toute forme de vie animale, et cela à cause de leur nature chimique ; ce sont des thiophosphates. Les sels de cuivre, sont des polluants persistants, très répandus, qui, à fortes concentrations, sont nocifs pour les mammifères et très toxiques pour les organismes marins. Pour la première fois, il est proposé de coupler deux stratégies innovantes et durables de dépollution minérale et organique. Des plantes aquatiques hyperaccumulatrices de cuivre sont utilisées pour phytoextraire des sels de Cu(II) dans des bassins mimant des zones aquatiques contaminées. La biomasse chargée en sels métalliques est ensuite transformée en catalyseur d'hydrolyse du parathion. Une étude par RMN 31P montre sans ambiguïté que les sels de cuivre d'origine végétale accélèrent la dégradation du parathion de façon univoque.
Human activities are the cause of dispersion of dangerous pollutants. Biocides, such as parathion, and heavy metals such as copper, are very demonstrative examples. Parathion and its derivatives are potent insecticides and fungicides. However, they are extremely toxic to all forms of animal life, and this because of their chemical nature, they are phosphorothioates. Copper salts are persistent and widespread polluants, which in high concentrations are harmful to mammals and highly toxic to marine organisms. For the first time, it is proposed to combine two innovative and sustainable strategies to remediate mineral and organic pollution. Aquatic hyperaccumulators of copper are used to phytoextract salts of Cu(II) in pools mimicking contaminated areas. Biomass loaded with metal salts is then transformed into a catalyst for hydrolysis of parathion. A 31P NMR study clearly shows that copper salts derived from vegetables accelerate the degradation of parathion unequivocally.
pollution, pesticide, phytoextraction, métaux lourds, chimie écologique, RMN 31P
phytoextraction, pollution, pesticide, heavy metals, ecological chemistry, 31P NMR
Domaine : Chimie écologique
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Phytoextraction, catalyse chimique
Domaines d'application : Environnement, dépollution naturelle
Principaux acteurs français :
Centres de compétence : Centre d'Écologie Fonctionnelle et Évolutive de Montpellier, UMR CNRS 5175 ; Institut Européen des Membranes UMR 5635 ; Hydro Sciences Montpellier UMR 5569 ; Université d'Avignon et des Pays du Vaucluse ; INERIS (Institut National de l'Environnement et des Risques Industriels) ; Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique de Grenoble 2
Industriels : Phytorestore, de nombreuses agences de l'eau travaillent dans le domaine de l'épuration de l'eau par phytoremédiation ; Rhodia, catalyse chimique
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Phytoextraction : une opportunité pour la chimie verte catalytique
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1. Polluants organiques et minéraux
La protection de l'environnement est devenue une préoccupation majeure. Les effets non maîtrisés des multiples activités humaines affectent aujourd'hui la dynamique biologique et les équilibres biogéochimiques. Des indicateurs forts tels que changement climatique, érosion de la biodiversité, pollution des sols, des cours d'eau et des nappes phréatiques témoignent de la nécessité de l'élaboration de nouvelles stratégies de protection de la biosphère. Les déchets domestiques, industriels et agricoles contribuent largement à l'étendue des pollutions et à une atteinte de l'environnement.
Chacun d'entre nous est confronté à des exemples qui témoignent de la nécessité d'élaborer des stratégies de protection de la biosphère. Ainsi par exemple, les biocides (insecticides, raticides, fongicides, algicides, acaricides ou herbicides) sont des composés chimiques dotés de propriétés toxicologiques, destinés à lutter contre la propagation d'animaux nuisibles (insectes ou rongeurs), d'algues, de plantes invasives (mauvaises herbes), ou de champignons phytopathogènes. Leur utilisation intensive pose un double problème :
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leur toxicité n'est pas spécifique de l'espèce à neutraliser, et ils présentent de nombreux effets secondaires ;
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leurs mauvaises utilisations entraînent leur dispersion dans l'air, leur absorption par les plantes ou leur pénétration dans les sols où ils sont ensuite entraînés dans les milieux aquatiques par les eaux de pluie, allant contaminer cours d'eau, eaux souterraines et zones littorales.
Parmi les polluants organiques, les pesticides phosphorés font partie des plus redoutables.
1.1 Polluants organiques : exemple des pesticides phosphorés
C'est Lassaigne en 1820 qui a le premier synthétisé des phosphates (figure 1) dont la structure générale est la suivante .
C'était le premier pas vers la synthèse d'esters phosphoriques, mais c'est seulement plus d'un siècle plus tard, en 1932, que Lang et Kreuger ont découvert les effets toxiques de certains composés...
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Polluants organiques et minéraux
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GALLO (M.A.), LAWRYK (N.J.) - Organic phosphorous pesticides. - Handbook of pesticide toxicology, vol. 2, Chapter 16. Hayes Wayland and Laws Edward, Eds. San Diego, Academic Press, United States (1991).
-
(2) - Organisation sur l'interdiction des armes chimiques - Convention sur l'interdiction de la mise au point, de la fabrication, du stockage et de l'emploi des armes chimiques et sur leur destruction. - Organisation sur l'interdiction des armes chimiques, Paris (1993).
-
(3) - ALEXANDER (W.D.) - Systemic side effects with eye drop. - Quality Safety in Health Care, vol. 281, no 6273, p. 1359 (1981).
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(4) - DAVISON (A.N.) - The conversion of schradan (OMPA) and parathion into inhibitors of cholinesterase by mammalian liver. - Biochemical Journal, vol. 61, p. 203-209 (1955).
-
(5) - GAGE (J.C.) - A cholinesterase inhibitor derived from O,O diethyl O-p-nitrophenylthiophosphate in vivo. - Biochemical Journal, vol. 54, p. 426-430 (1953).
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...
EU pesticide database http://ec.europa.eu/sanco_pesticides/public/index.cfm
Rotterdam Convention – Share Responsibility (fév. 2011) [Online] http://www.pic.int/home_fr.php?type=t=86=50=86
US Department of Health and Human Services. (fév. 2011) Agency for Toxic Substances and Disease Registry [Online] http://www.atsdr.cdc.gov/
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Council Directive 91/414/EEC concerning the placing of plant protection products on the market lays down rules and procedures for approval of the active substances at EU-level and for the authorisation at Member State level of plant protection products (PPP) containing these substances
Salon Pollutec 2010 Lyon, 23e édition http://www.pollutec.com/
HAUT DE PAGE
Utilisation de plantes accumulatrices de métaux lourds pour la mise en œuvre de réactions chimiques, Brevet international CNRS déposé le 26 novembre 2009, no PCT/FR2009/052312 ;...
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