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[cea-02632508] En direct de l’essai patrimonial des 42 parcelles d’INRAE à Versailles : impacts de fertilisations centenaires en profondeur du NEOLUVISOL de lœss
Après l’étude d’évolutions pédologiques et géochimiques dans l’horizon de surface (van Oort et al., 2016, 2017a), ce nouveau volet du projet de valorisation du dispositif des 42 parcelles de l’Inra de Versailles présente les effets d’apports continus de matières fertilisantes à l’échelle du solum, pour une dizaine de traitements : ammoniacaux, engrais-Na et/ou K, phosphatés, CaCO$_3$, fumier et témoins. Pour chaque traitement, les profils de teneur en éléments (0-120 cm) ont été comparés avec le bilan 1929-2014 en surface (0-25 cm), afin de raisonner la pertinence d’études des impacts d’activités anthropiques, restreintes à l’horizon de surface. En l’absence de végétation, 85 ans de traitements ont profondément marqué les sols : l’engrais ammoniacal provoque une forte baisse du pH, la décalcification et une forte aluminisation, parfois jusqu’à 1 m. Sous traitements alcalinisants, le pH est ≥ 8 et la CEC est quasi-saturée en Ca sur toute la profondeur. L’apport d’engrais sodiques et/ou potassiques peut affecter le complexe d’échange jusque dans le matériau parental ; les allures des profils de teneurs en argile évoluent de valeurs minimales en surface pour devenir maximales dans l’horizon BT, traduisant ainsi l’effet d’amplification du lessivage d’argile par les engrais Na/K.Quant aux éléments en trace métalliques (ETM), leurs profils de concentration corroborent en général les hypothèses de transfert en profondeur, formulées à partir des bilans géochimiques établis en surface (van Oort et al., 2017a) : i) accumulations distinctes de Cd, Mn et Co sous engrais ammoniacaux, et de Mo sous apport de CaCO$_3$, ii) allures analogues de profils de concentration en Fe, Sc et Tl et celle des teneurs en argile sous apport d’engrais Na et K, iii) allures de profils de concentration évoluant rapidement de valeurs minimales à maximales entre la surface et l’horizon BT pour Mg et Ni dans les traitements ‘acides’ et ‘monovalents’, confirmant leur mobilisation à la fois sous l’effet du pH et par lessivage. Cependant, sous apport de fumier, le profil de concentration de Mo témoigne de sa forte accumulation en profondeur, non-visible par le bilan Mo en surface ; sous scories, malgré un bilan positif de Mo en surface, l’ampleur de son accumulation en profondeur surprend. Quant au Cd, les apports par les scories ou le superphosphate restent confinés en surface. Par contre, sous apport de (NH$_4$)$_2$HPO$_4$, environ 2,6 kg/ha de Cd sont transférés en profondeur. Une telle quantité équivaut à la totalité de Cd apporté par l’engrais en 85 ans. Dans le traitement (NH$_4$)$_2$SO$_4$, la quasi-totalité du fond pédogéochimique local en Cd a été exportée des 50 premiers cm du sol et transférée entre 70 et 100 cm.Ce travail atteste des aspects originaux et spectaculaires d’impacts cumulés au cours de la fertilisation prolongée sur la composition des sols, sous l’horizon de bêchage. Il souligne l’intérêt de considérer le solum pour une évaluation optimale des risques liés aux activités anthropiques. Dès lors, nos résultats appellent à d’avantage d’expertise en pédologie dans les programmes de recherches environnementales, qui se limitent aujourd’hui trop souvent à des approches analytiques sur des échantillons collectés en surface des sols.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Folkert van Oort) 27 May 2020
https://cea.hal.science/cea-02632508v1
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[hal-01688916] Subcellular partitioning of metals in Aporrectodea caliginosa along a gradient of metal exposure in 31 field-contaminated soils
Subcellular fractionation of metals in organisms was proposed as a better way to characterize metal bioaccumulation. Here we report the impact of a laboratory exposure to a wide range of field-metal contaminated soils on the subcellular partitioning of metals in the earthworm Aporrectodea caliginosa. Soils moderately contaminated were chosen to create a gradient of soil metal availability; covering ranges of both soil metal contents and of several soil parameters. Following exposure, Cd, Pb and Zn concentrations were determined both in total earthworm body and in three subcellular compartments: cytosolic, granular and debris fractions. Three distinct proxies of soil metal availability were investigated: CaCl2-extractable content dissolved content predicted by a semi-mechanistic model and free ion concentration predicted by a geochemical speciation model. Subcellular partitionings of Cd and Pb were modified along the gradient of metal exposure, while stable Zn partitioning reflected regulation processes. Cd subcellular distribution responded more strongly to increasing soil Cd concentration than the total internal content, when Pb subcellular distribution and total internal content were similarly affected. Free ion concentrations were better descriptors of Cd and Pb subcellular distribution than CaCl2 extractable and dissolved metal concentrations. However, free ion concentrations and soil total metal contents were equivalent descriptors of the subcellular partitioning of Cd and Pb because they were highly correlated. Considering lowly contaminated soils, our results raise the question of the added value of three proxies of metal availability compared to soil total metal content in the assessment of metal bioavailability to earthworm.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Léa Beaumelle) 19 Jan 2018
https://hal.science/hal-01688916v1
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[hal-00829418] Assessing the in situ bioavailability of trace elements to snails using accumulation kinetics.
In this study, the accumulation kinetics of cadmium (Cd), lead (Pb), arsenic (As) and antimony(Sb) were determined for 3 industrially impacted sites to assess the bioavailability of these contaminantsto the garden snail (Cantareus aspersus). Mono and multivariate regressions allowed the identificationof cation exchange capacity (CEC), silts and organic carbon content as the soil parameters modulatingthe in situ bioavailability of Cd and Pb. For all elements, the total concentrations in the soils were notgood predictor (not significant correlation) of the bioavailability to snails. The Cd, As and Sb assimilationfluxes were correlated with the calcium chloride (CaCl2) extract concentrations, but this correlationwas not observed with Pb. The total soil concentration coupled with soil properties best explained thevariation in Pb assimilation, whereas their influences on Cd bioavailability were lower, signifying thatother parameters such as contamination sources may modulate Cd bioavailability. Here, the As and Sbin situ accumulation kinetics are described for the first time and highlighted a slight bioavailability tosnails at the studied sites. The absence of a correlation between the As or Sb assimilation fluxes andtotal metals in the soil coupled with the absence of influence of soil properties on their bioavailabilitymay result from the speciation of these metalloids, which are known to modulate their mobility in soils.This study highlights the need to consider both physico-chemical and biological aspects of metal andmetalloid bioavailability to assess the risk of metal transfer from soil to organisms.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Benjamin Pauget) 03 Jun 2013
https://hal.science/hal-00829418v1
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[hal-04736442] Loiret, Meung-sur-Loire, ZAC Synergie Val-de-Loire, les Bouillants et la Maison Neuve : De l'établissement aristocratique laténien à l'exploitation rurale antique : rapport de fouille
L’opération de fouille préventive de Meung-sur-Loire (Loiret) est liée à l’implantation d’une plateforme logistique au sein de la Zac Synergie Val-de-Loire aux lieux-dits La Maison Neuve et Les Bouillants. Le projet s’étend sur deux zones distinctes. Au nord la Zone A au lieu-dit La Maison Neuve. Au sud la Zone B au lieu-dit Les Bouillants . Le secteur avait été largement diagnostiqué (12,6%) en 2015 par le Service d’Archéologie Préventive du Conseil Départemental du Loiret. La fouille est la quatrième effectuée sur cette zone auxquelles s’ajoutent sept opérations de diagnostic, offrant ainsi la possibilité de mieux caractériser la nature et l’étendue des différents vestiges mis au jour, ainsi que leurs éventuels rapports chronologiques.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Jean-Philippe Gay) 15 Oct 2024
https://hal.science/hal-04736442v1
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[hal-01602785] Prediction of total silicon concentrations in French soils using pedotransferfunctions from mid-infrared spectrum and pedological attributes
The biogeochemical cycle of Si has become a subject of increasing interest in recent years because of its interconnection with the C cycle and global change. Recent studies have suggested that land use and particularly agriculture can modify the Si cycle. However, the consequences of such a modification for the global Si cycle and for the growth of crops which are Si accumulators (most of the cereals) are still not well constrained. The bioavailable Si fraction is govern by several factors, among which the amount in total Si (Si-tot) that represent the long term weatherable pool. This amount has thus to be quantified at the territory scale. However, its determination is time consuming and costly. It is performed by ICP-AES after mineralization by sodium peroxide and sodium carbonate fusion. We thus propose an alternative estimation of the Si-tot at the French territory scale, within the project BIOSISOL (ANR-14-CE01-002), based on the samples of the French soil monitoring network (RMQS). This network consist in 2130 sites sampled in a regular 16 × 16-km grid. We measured topsoil Si-tot at 630 sites of the RMQS network consisting in one point out of four from this network (that is 450 points) and a set of 150 points selected randomly among the remaining sites. Mid-infrared reflectance and a large set of soil properties were measured at all sites of the RMQS. These soil properties are particle-size distribution, pH water, organic carbon, Total N, soluble and total P contents, calcareous, CEC and exchangeable cations (K, Ca, Mg, Na), Bo and 8 trace elements (Cd, Cr, Cu, Co, Ni, Pb, Tl, Zn). The dataset was then divided in 3 sets: Calibration, validation and test sets. The two formers were defined using a repeated folding step within the 650 sites and the latest corresponded to the 1500 remaining sites. Using a regression rule algorithm called CUBIST, we found that Si-tot was very well predicted by the mid-infrared spectroscopy (validation R ~ 0.98 and test R ~ 0.97) and by conventional pedotransfer functions using soil properties (validation R ~ 0.98). This last model was used to evaluate the MIR model. Based on the MIR predictions, we then mapped the concentration of Sitot across France using digital soil mapping techniques.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Amélia Landré) 19 Sep 2019
https://hal.science/hal-01602785v1
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[hal-02760421] Essai longue durée : Dispositif expérimental d'étude des effets du recyclage de produits résiduaires organiques en polyculture sur les paramètres agronomiques et les flux de micro-polluants dans les différents compartiments de l'écosystème cultivé
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Leclercq) 04 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02760421v1
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[hal-02697535] Effect of carbon source supply and its location on competition between inoculated and established bacterial strains in sterile soil microcosm
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Philippe Duquenne) 01 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02697535v1
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[hal-02647624] Prediction of soil organic and inorganic carbon contents at a national scale (France) using mid-infrared reflectance spectroscopy (MIRS)
This work aimed to evaluate the potential of mid-infrared reflectance spectroscopy (MIRS) to predict soil organic and inorganic carbon contents with a 2086-sample set representative of French topsoils (0-30 cm). Ground air-dried samples collected regularly using a 16 x 16-km grid were analysed for total (dry combustion) and inorganic (calcimeter) carbon; organic carbon was calculated by difference. Calibrations of MIR spectra with partial least square regressions were developed with 10-80% of the set and five random selections of samples. Comparisons between samples with contrasting organic or inorganic carbon content and regression coefficients of calibration equations both showed that organic carbon was firstly associated with a wide spectral region around 2500-3500 cm-1 (which was a reflection of its complex nature), and inorganic carbon with narrow spectral bands, especially around 2520 cm-1. Optimal calibrations for both organic and inorganic carbon were achieved by using 20% of the total set: predictions were not improved much by including more of the set and were less stable, probably because of atypical samples. At the 20% rate, organic carbon predictions over the validation set (80% of the total) yielded mean R², standard error of prediction (SEP) and RPD (ratio of standard deviation to SEP) of 0.89, 6.7 g kg-1 and 3.0, respectively; inorganic carbon predictions yielded 0.97, 2.8 g kg-1 and 5.6, respectively. This seemed appropriate for large-scale soil inventories and mapping studies but not for accurate carbon monitoring, possibly because carbonate soils were included. More work is needed on organic carbon calibrations for large-scale soil libraries.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Clovis Grinand) 22 Jun 2023
https://hal.inrae.fr/hal-02647624v1
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[hal-03641108] Assessment of an NDL-PCBs Sequestration Strategy in Soil Using Contrasted Carbonaceous Materials through In Vitro and Cucurbita pepo Assays
Featured Application A sequestration-based remediation strategy using several types of carbonaceous amendments and its potential to reduce transfer to plants. The present study aims to assess the respective efficiency of Biochars (BCs) and activated carbons (ACs) to limit PCB 101, 138, 153 and 180 transfer to plants. A set of 6 high carbon materials comprising 3 BCs and 3 ACs was tested and used to amend a soil at 2% rate. Then, the two most efficient carbonaceous materials were used as an amendment of an historically contaminated soil sampled in the St Cyprien vicinity (Loire, France). An environmental availability assessment was performed using the ISO/DIS 16751 Part A assay (n = 3). For the in vivo part, Cucurbita pepo were grown for 12 weeks. Significant decreases of transfer were found for both assays notably for powdered ACs (up to 98%). By contrast, significantly lower levels of transfer reduction were observed when BCs amendments were performed, ranging from 27 to 80% for environmental availability assessment and 0 to 36% for C. pepo. Reduction factors above 90% for the 2 selected materials were found from amended historically contaminated soils. Present results led to consider such a sequestering strategy as valuable to ensure plant production on non-dioxin-like polychlorobiphenyls (NDL-PCBs) contaminated soils.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Séverine Piutti) 14 Apr 2022
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-03641108v1
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[hal-03556753] Rôle du silicium dans la culture du blé en France : biodisponibilité, bioaccumulation et effet sur les rendements
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Jean-Dominique Meunier) 04 Feb 2022
https://hal.science/hal-03556753v1
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[hal-02833352] Dérogations relatives à la réglementation sur l'épandage des boues de stations d'épuration. Comment formuler une demande pour les sols à teneurs naturelles élevées en éléments traces métalliques ?
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Baize) 07 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02833352v1
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[hal-01486241] Trace element distributions in soils developed in loess deposits from northern France
A pedo-geochemical survey was carried out in the Nord-Pas de Calais region (France) on soils developed in loess deposits. Total concentrations of Al, Fe and 18 trace elements, as well as common soil characteristics, were determined in samples from 52 surface and 97 deep horizons developed in these loess deposits. The Pb isotopic composition was determined in two sola. The composition of deep horizons, compared with that of the upper continental crust, with that of horizons developed from 21 other sedimentary rocks from the region and with that of loess from various parts of the world, confirms that loess from the Nord-Pas de Calais region derives from multi-recycled and well-mixed ancient sedimentary rocks. Correlation analysis shows that least mobile (i.e. ionic potential (Z/r) is between 3 and 7) geogenic elements (Bi, Co, Cr, Cu, In, Ni, Pb, Sn, Tl, V, Zn) are associated with the fraction <2 µm (which we define as 'lutum'). More mobile elements (As, Cd, Hg, Mn, Mo, Sb, Se) are less associated with this fraction. Cadmium is particularly linked to Mn. The distribution of [trace element]/([Al] or [Fe]) in the French loess gives the background content for soils developed from most sedimentary materials in northwestern Europe. Topsoils are enriched with all the trace elements examined, except Co, Cr and Ni. Enrichments with Cd, Cu, Mn and Zn are greater in cultivated soils than in forest soils. Enrichments with Pb and with Cu, Hg, Mo, Sb, Se and Sn are mainly due to human contamination through atmospheric fallout. Organic matter seems to act as a sink for all the exogenous trace elements.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thibault Sterckeman) 09 Mar 2017
https://hal.science/hal-01486241v1
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[hal-04236772] Comment développer un suivi de la biodiversité des sols français en s’appuyant sur le Réseau de Mesures de la Qualité des Sols (RMQS) ?
Pour répondre au besoin de connaissances sur la biodiversité des sols, nous explorons la possibilité d’adosser un suivi de la biodiversité des sols au Réseau de Mesures de la Qualité des Sols (RMQS). Ce couplage a pour objectif de bénéficier du caractère opérationnel du RMQS et de croiser les informations sur la biodiversité avec les données déjà disponibles sur les sols. Des mesures de biodiversité sont d’ailleurs déjà effectuées sur les sites du RMQS. Un groupe de travail incluant des experts nationaux a conçu un questionnaire pour évaluer la compatibilité du plan d’échantillonnage du RMQS avec la surveillance de la biodiversité des sols et définir les caractéristiques de ce nouveau suivi (taxons et fonctions à suivre, protocoles, besoins matériels, humains et financiers). Ces mêmes experts ont ensuite répondu au questionnaire et les informations collectées ont été complétées lors d’entretiens individuels. Les avancées du projet ont été validées en réunions plénières. Au sortir de ces réflexions, il a été conclu que le plan d’échantillonnage du RMQS (maille de 16 km x 16 km, site d’étude de 400 m2, ré-échantillonnage de chaque site tous les 15 ans) convenait à un suivi de la biodiversité des sols. Cependant, les experts écologues ont mis en avant la nécessité d’effectuer l’échantillonnage de la mésofaune et de la macrofaune au printemps. Ils recommandent cinq protocoles qui permettent de suivre les micro-organismes, la microfaune, la mésofaune et la macrofaune du sol. Une mesure de la flore a aussi été intégrée avec le suivi de la banque de graines. Trois fonctions (macroporosité du sol due à l’activité des vers de terre, activités enzymatiques et dégradation de la matière organique) seraient également mesurées. Si le RMQS-Biodiversité est mis en place de manière pérenne et déployé sur les 2240 sites métropolitains, il devrait permettre de documenter de manière robuste la biogéographie des organismes du sol, de décrypter leurs liens avec les pratiques agricoles et possiblement la découverte de nouvelles espèces. Une réflexion complémentaire devra être engagée pour les sites ultra-marins.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Camille Imbert) 11 Oct 2023
https://hal.inrae.fr/hal-04236772v2
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[hal-01173741] L'état des sols de France
Ce livre met à la disposition d’un large public le premier état des lieux sur la qualité des sols de France métropolitaine et des Outre-mer. Il repose sur un important travail d’acquisition et d’exploitation de données réalisé par le Groupement d’Intérêt Scientifique Sol depuis 10 ans. Après avoir décrit les différentes fonctions des sols dans nos sociétés puis leur diversité, le cœur de l’ouvrage examine et synthétise les données acquises sur l’état chimique, biologique et physique des sols. Bien que subsistent encore de fortes incertitudes, cet état des lieux souligne les principales inquiétudes relatives à l’évolution de la qualité des sols mais met aussi en évidence certains points positifs. En effet, les sols sont le support des activités agricoles et sylvicoles et les garants de notre sécurité alimentaire. En interagissant avec les autres milieux, ils assurent des services essentiels à l’Homme et à l’environnement. Pourtant, ils restent encore largement méconnus, car leur présence est le plus souvent occultée par la végétation, les habitations ou les infrastructures qui les recouvrent. Or, les sols constituent une ressource naturelle dont la destruction est difficilement réversible et la réhabilitation très coûteuse. Leurs usages et leur devenir représentent un enjeu collectif majeur pour le développement durable. La connaissance de leur état et de son évolution est donc primordiale tant pour le maintien des activités humaines que pour la préservation de la qualité de notre environnement. Considérant « le sol » comme un enjeu insuffisamment connu, le Groupement d’Intérêt Scientifique sur les sols, le Gis Sol, a été créé en 2001 par plusieurs acteurs publics. Il contribue aujourd’hui par cette première synthèse nationale à l’amélioration des connaissances sur les sols et à leur plus large appropriation par les citoyens, les décideurs ou les aménageurs.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Véronique Antoni) 13 Dec 2021
https://hal.science/hal-01173741v1
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[hal-02720446] Spatial variability of heavy metals in soil on a one hectare scale.
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (M.C. Wopereis) 02 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02720446v1
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[hal-02785832] Mise au point de modèles chimiométriques pour la caractérisation de sols à partir de mesures spectrales PIR effectuées au laboratoire et au champ
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Bernard Barthès) 05 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02785832v1
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[hal-01461150] Réseau PRO : Création d'un réseau d'essais au champ et d'un outil de mutualisation des données pour l'étude de la valeur agronomique et des impacts environnementaux des Produits Résiduaires Organiques recyclés en agriculture
Le projet « Réseau PRO » (2011-2014) a permis la constitution d’un réseau national d’essais étudiant les effets des épandages agricoles de produits résiduaires organiques (PRO) dans des situations agropédo-climatiques très différentes et pour une grande diversité de PRO épandus. Ce réseau visait d’une part, à harmoniser les méthodes d’étude et de suivi des effets des PRO épandus au champ, et d’autre part à mutualiser les données acquises sur une grande diversité d’essais au champ. Ont ainsi été élaborés : un inventaire de 437 essais étudiant les PRO en France, un guide méthodologique opérationnel de conduite d’essai de plein champ sur les PRO, une méthode de référencement des PRO et une première ébauche de nomenclature, et un système d’information commun au Réseau PRO et au SOERE PRO. Par ailleurs, les données recueillies ont permis d’améliorer le paramétrage des outils développés au sein du RMT Fertilisation &amp; Environnement (outils de diagnostic environnemental et de gestion de la fertilisation et du statut organique des sols). Enfin, l’analyse critique des jeux de données mutualisés a donné lieu à des recommandations pour les futurs essais.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (M. Heurtaux) 27 May 2020
https://hal.science/hal-01461150v1
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[hal-02790229] Inter-calibration de spectromètres NIRS pour la prédiction du Carbone et de l’Azote dans les sols
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Bernard Barthès) 05 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02790229v1
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[hal-02790190] Mise au point de modèles chimiométriques pour la caractérisation de sols à partir de mesures spectrales PIR effectuées au laboratoire et au champ
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Bernard Barthès) 05 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02790190v1
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[hal-01173771] The state of the soils in France in 2011 - A synthesis
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Véronique Antoni) 06 Jun 2020
https://hal.science/hal-01173771v1
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[hal-02855218] Spatial variability of heavy metals in soil on a one hectare scale.
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (M.C. Wopereis) 08 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02855218v1
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[hal-02684598] Intérêt de différents réactifs d'extraction chimique pour l'évaluation de la biodisponibilité des métaux en traces du sol
L’évaluation de la biodisponibilité des métaux en traces du sol intéresse deux grands domaines d’application : d’une part, le diagnostic de fertilité chimique basé sur l’établissement de seuils de carence, employé depuis plusieurs décennies dans différents pays ; d’autre part, l’estimation du risque de phytotoxicité ou de contamination de la chaîne alimentaire qu’entraîne la pollution du sol par les éléments en traces. Dans ce cas, très peu de pays sont allés jusqu’à l’élaboration de références de diagnostic. Afin de guider le choix d’une méthode d’extraction chimique pour permettre l’ébauche de telles références en France, une synthèse bibliographique a été entreprise. Elle reprend les principaux résultats obtenus depuis les vingt dernières années concernant l’évaluation de la biodisponibilité de Cd, Cu, Zn, Pb, Cr et Ni. De cette étude, il ressort que les solutions salines non tamponnées semblent les mieux adaptées à l’estimation rapide du transfert des éléments du sol aux végétaux et à la mise au point de valeurs guides permettant de statuer quant aux risques de toxicité susceptibles d’être engendrés par des sites pollués.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Annie Lebourg) 01 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02684598v1
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[hal-02653739] Méthode d'approche globale de l'estimation des incertitudes de mesure
Afin de répondre aux besoins des chercheurs ainsi qu’aux exigences de la norme ISO 17025, à l’Inra, le LAS, unité de service accréditée par le COFRAC (comité français d’accréditation), a développé une méthode originale d’estimation des incertitudes de mesures. Cette méthode, basée sur le traitement des données issues de cartes de contrôle et de résultats d’essais sur des sols d’un circuit d’essais d’aptitude, permet d’établir une relation simple entre un résultat (concentration en un élément) et l’incertitude associée, pour l’ensemble des analyses proposées.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Annie Guérin) 18 Sep 2024
https://hal.inrae.fr/hal-02653739v1
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[halshs-02955803] La collection historique d’échantillons de sols de l’essai patrimonial des ‘42 parcelles’ (INRAE, Versailles) : une machine à remonter le temps...
A la suite de travaux précédents sur les états pédogéochimiques, les bilans géochimiques et les impacts de la fertilisation dans les horizons profonds du NEOLUVISOL de lœss du dispositif des 42 parcelles d’INRAE (van Oort et al., 2016, 2017, 2020), nous examinons ici des aspects chronologiques d’évolutions intervenues en surface des sols depuis 1928. Pour cela, des séries d’une quinzaine d’échantillons de la collection historique ont été analysées pour une dizaine de traitements représentatifs : engrais à effet acidifiant (sulfate et phosphate d’ammonium), engrais à effet dispersant (nitrate de sodium, sylvinite, chlorure de potassium), superphosphate, amendements à effet alcalinisant (scories de déphosphoration, carbonate de calcium), fumier de cheval, ainsi que deux parcelles témoins’, sans apport. Nous abordons l’évolution temporelle i) des paramètres édaphiques : teneur en carbone organique et en argile, pH, CEC et garniture cationique ; ii) des teneurs totales en éléments majeurs et en trace ; iii), de la composition minéralogique de fractions argileuses et limoneuses, notamment dans le cas des traitements acidifiants. Les résultats, nombreux et souvent originaux, permettent d’apprécier l’ampleur des évolutions durant les 9 décennies d’expérimentation. Par rapport aux résultats antérieurs sur les impacts en profondeur, ces données contribuent à retracer des parties complémentaires d’une même histoire d’évolution, contrainte par les différents traitements de fertilisation. Vu sous un angle pédologique, le dispositif des 42 parcelles œuvre comme un « pédotron » en conditions réelles, mettant en évidence une accélération des processus d’évolution du sol limoneux selon différentes voies de la pédogenèse, en fonction de la nature des matières fertilisantes apportées.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Folkert van Oort) 03 Jan 2024
https://shs.hal.science/halshs-02955803v1
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[hal-01604178] Platinaae : plateforme d’ingénieurie en chimie analytique au service de vos recherches
Les recherches en écotoxicologie nécessitent aujourd’hui une détermination juste et précise des contaminants chimiques présents à l’état de traces dans des échantillons environnementaux, qu’ils soient physico-chimiques ou biologiques. Dans ce but, les laboratoires d’analyse sont sollicités pour produire des mesures de qualité sur des matrices variées (eaux, sols, plantes, organismes, produits résiduaires organiques…). PLATINAAE est la plateforme d’analyses chimiques de référence de l’INRA pour les sols, les plantes et plus généralement l’environnement. Cette plateforme est constituée de deux laboratoires : Le Laboratoire d’Analyses des Sols (LAS) situé à Arras et l’Unité de Service en Analyses Végétales et Environnementales (USRAVE) située à Bordeaux. Ces deux unités disposent d’un parc instrumental de haut niveau et sont accréditées par le COFRAC selon la norme ISO 17025. PLATINAAE analyse les éléments toxiques ou potentiellement toxiques (par exemple As, Cd, Hg, Pb…) dans les matrices environnementales et biologiques, ainsi que les polluants organiques (pesticides, herbicides, dioxines, PCB, HAP…) essentiellement dans les sols. La plateforme dispose également d’une offre concernant les paramètres pédo-agronomiques (pH, matière organique, éléments majeurs, granulométrie…). PLATINAAE travaille comme partenaire dans différents programmes de recherches nationaux et internationaux dont les thèmes sont liés à la contamination de l’environnement, le cycle biogéochimique des éléments, la qualité des sols ou la sécurité alimentaire. Parmi ces programmes de recherches figurent les projets européens ICOS et Biosoil, les observatoires de l’environnement nationaux tels que les SOEREs, le Réseau de Mesure de la Qualité des Sols ou le réseau RENECOFOR de surveillance des forêts. PLATINAAE développe des méthodes de chimie analytique innovantes en fonctions des besoins de ses partenaires (analyse de très petits échantillons, éléments en ultra traces, cartographie d’organes végétaux…). Ainsi, la plateforme s’est impliquée dans l’analyse de 9 ETM (Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Tl et Zn) et de 8 éléments majeurs (Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na et P) dans 650 échantillons de fractions subcellulaires de vers de terre Aporrectodea caliginosa. Les vers avaient été exposés aux ETM dans 31 sols agricoles présentant un gradient naturel de contamination et des caractéristiques pédogéochimiques contrastées. La méthode développée visait des analytes en faible concentration (de l’ordre du µg/l) dans les matrices biologiques. Les résultats ont permis d’étudier la relation entre disponibilité environnementale des ETM et compartimentation dans les vers, puis entre les concentrations en ETM dans les fractions subcellulaires des vers et l’expression des biomarqueurs enzymatiques. Ils ont conduit à une meilleure compréhension de la biodisponibilité des éléments traces pour les vers de terre et de l'impact en retour de leur activité sur la disponibilité des polluants dans les sols agricoles.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Annie Guérin) 03 Jun 2020
https://hal.science/hal-01604178v1
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[hal-02656294] Influence du pH des sols sur les fractions d’éléments traces extraites (par une solution de CaCl2) ou diffusées (en présence de gels DGT (Diffusive Gradient in Thin films))
Les quantités d`éléments traces extraites dans les sols par des réactifs chimiques non tamponnés sont fortement influencées par le pH. Cette propriété est mise à profit dans ce travail pour comparer les quantités extraites par une solution de chlorure de calcium aux quantités diffusées au contact de gels DGT (Diffusive Gradient in Thin Films). Pour cela on utilise des sols pollués et non pollués, acides ou proches de la neutralité, ayant subi des apports croissants de carbonate de calcium. Les variations induites par le pH présentent de fortes similitudes pour les deux méthodes et peuvent se décrire à l`aide de relations de même nature. Pour l`ensemble des éléments traces étudiés (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) ainsi que pour le manganèse, on a pu améliorer les relations entre les quantités extraites et les quantités diffusées par la prise en compte du pH et de la teneur en carbone organique des sols considérés.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Henri H. Ciesielski) 30 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02656294v1
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[hal-02503457] Do climate and land use affect the pool of total silicon concentration? A digital soil mapping approach of French topsoils
Silicon (Si) is the second most abundant element in the Earth’s crust after O. Its concentration in soils is highly variable from <1% to greater than 45%. Parent material is well known to be a major parameter for explaining this variability. In this study, we proposed to analyze the impact of climate and land use on the total Si concentration in soils and to explore the link between total Si and plant available Si (PAS). To do so, we based our analysis on the French soil monitoring network considering the upper soil horizon that was thought to be the most impacted by both the effect of land use and climate and was also the most important horizon in terms of plant availability. In order to extract the impact of climate and land use and for digital mapping purposes, we stratified the database by parent material and soil-types. This stratification was based on the classification used in the 1:100,000 French soil map and 1:100,000 French soil parent material map. For non carbonated soils, we showed that Si concentrations was decreasing with annual rainfall, evidencing a climatic effect on the total Si concentration of French topsoils. No significant effect of the land used could be identified. At last, we showed that PAS (by the CaCl2 method) is negatively weakly correlated to total Si concentration. This relationship is however variable among soil classes.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Amélia Landré) 10 Mar 2020
https://hal.science/hal-02503457v1
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[hal-01601417] Analyse multi-élémentaire de vers de terre
Le rôle des vers de terre dans l’évolution de la biodisponibilité des éléments en traces métalliques (ETM) présents dans les sols est encore peu connu. Afin d’alimenter les connaiss ances dans ce domaine en vue de la modélisation des processus en interaction, une étude est actuellement menée conjointement par l’unité INRA PESSAC de Versailles et le LAS dans le cadre d’un pari scientifique du département EA. La partie expérimentale de ce pari scientifique comporte 3 étapes : (1) mise en contact des vers de terre avec différents sols contaminés en ETM, (2) préparation des vers de terre en vue de l’extraction des éléments minéraux qu’ils renferment dans 4 fractions subcellulaires et (3) m inéralisation et analyse des extraits de vers de terre. La 3 ème étape, confiée à l’équipe Spectrométrie du LAS, est l’objet de ce travail. L’étude a consisté en la mise au point de méthodes en vue de l’analyse de 9 ETM (Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Tl et Zn ) et de 8 éléments majeurs (Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na et P) dans 650 échantillons de fractions subcellulaires de vers de terre. Les principales difficultés à maitriser ont été les niveaux de concentration particulièrement faibles des analytes (de l’ordre d u μg/l) et la nature des matrices, le fractionnement subcellulaire étant réalisé à l’aide de 4 réactifs chargés en sels dissous. Afin de limiter le temps et les coûts d’analyse, les dosages multi - élémentaires ont été privilégiés. En croisant différentes ap proches (ajouts dosés, dilution d’échantillons, comparaison de méthodes) et en analysant 2 échantillons de tissus biologique dont les teneurs totales en Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mo, Mn, Ni, Pb et Zn sont certifiées, nous avons validé les conditions d’analyse ch oisies. Ainsi, les 9 ETM et Mn sont analysés simultanément par ICP - MS après dilution des échantillons et ajout d’un étalon interne. Pour 2 matrices sur les 4 étudiées, la cellule de collision - réaction est utilisée afin de réduire les interférences poly - ato miques. Dans ces conditions, les limites de quantification sont comprises entre 0.02 μg/l et 2.0 μg/l. Les éléments majeurs Al, Ca, Fe, Mg et P sont analysés simultanément par ICP - AES et les alcalins K et Na sont dosés séquentiellement par F - AES, après dil ution. Pour ces éléments, les limites de quantification obtenues sont comprises entre 0.05 et 5.0 mg/l
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Mireille Catoire) 03 Jun 2020
https://hal.science/hal-01601417v1
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[hal-01192000] Evaluation in situ de l'impact du recyclage de composts d'origine urbaine en agriculture sur la mobilité de contaminants métalliques et organiques
absent
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Philippe Cambier) 02 Sep 2015
https://hal.science/hal-01192000v1
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[hal-04792231] Validation des méthodes d’analyse quantitative par le profil d’exactitude
Pour celle ou celui qui a entre les mains ce numéro spécial du Cahier des Techniques de l’Inra, deux questions peuvent se poser : - Pourquoi devrais-je valider les méthodes d’analyse que j’utilise ? - Si je me décide, comment dois-je m’y prendre ?
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Max Feinberg) 20 Nov 2024
https://hal.inrae.fr/hal-04792231v1
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[hal-04062785] Can long-term fertilization accelerate pedogenesis? Depicting soil processes boosted by annual NPK-inputs since 1928 on bare loess Luvisol (INRAE-Versailles)
Human activities worldwide menace beneficial soil ecosystem services, but long-term anthropogenic impacts on soil properties and processes are often difficult to assess in field conditions. Here we exploited INRAE's patrimonial '42-plots' bare-fallow experiment, an unique long term experiment in the world created in 1928 in Versailles (France), to emphasize long-term impacts of annual inputs of NPK fertilizers (ammonium, phosphate, potassium salts) and basic amendments (lime, basic slag) on loess Luvisols. We selected plots receiving monovalent (Na+, K+), acid (NH4+), basic (Ca2+) and non-amended (reference) plots, thus embracing the today widely diverging physicochemical surface soils conditions. Temporal changes of soil characteristics were studied on historical archived topsoil samples, whereas soil-depth impacts were studied on samples from subsurface horizons collected in 2015 until 120-cm depth. Bare-fallow management caused a rapid organic matter (OM) decay, soil acidification, CEC reduction and lixiviation of cations. With reduced OM-buffering capacities, specific fertilizer-induced physicochemical conditions enhanced the development of several soil-forming processes. NH(4)fertilizers amplified soil acidification (pH < 4), lixiviation (i.e. 1.5 kg m 2 of Ca), aluminization of the exchange complex, and weathering of ferromagnesian minerals and plagioclase feldspars. Under (NH4)(2)HPO4 fertilization, a quasi-total dissolution of chlorite and hornblende occurred, pointing to an acidocomplexolysis process in which the PO43- anion likely plays the role of complexing organic acids in Podzols. Ammonium fertilizers also affected E, B and C horizons. In reference plots, similar but lower effects remained restricted to the surface horizon. Na/Kfertilizers favoured substantial clay translocation (i.e. 10-15 kg m(-2)) from the Ap to underlying E and E/Bt horizons. Liming amendments counteracted acidifying effects of OM-depletion, and raised the pH to 8-8.5 and exchangeable Ca to >95%. It may be clear that the initial design specifications do not allow a direct comparison with current conditions of agricultural soils. However, in the view of global climate change, foreseeing a lowering of organic carbon contents in soils, the 42-plots trial acts like an "alert launcher", forecasting risks of soil degradation with respect to mineral soil phases, parameters and processes, generally buffered and masked by the presence of organic matter. The 42-plots experiment forms a high-valued playing field for experimental research, offering a unique centennial time-span of differing physicochemical properties in a soil context with close initial pedogenetic connexion.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Folkert van Oort) 22 Jul 2024
https://hal.inrae.fr/hal-04062785v1
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[hal-02685515] Trace metal speciation in three unbuffered salt solutions used to assess their bioavailability in soil
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Annie Lebourg) 01 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02685515v1
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[hal-02691374] Estimation of soil trace metal bioavailability using unbuffered salt solutions : degree of saturation of polluted soil extracts
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Annie Lebourg) 01 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02691374v1
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[hal-04314240] In vitro exposure to triazoles used as fungicides impairs human granulosa cells steroidogenesis
Triazoles are the main components of fungicides used in conventional agriculture. Some data suggests that they may be endocrine disruptors. Here, we found five triazoles, prothioconazole, metconazole, difenoconazole, tetraconazole, and cyproconazole, in soil or water from the Centre-Val de Loire region of France. We then studied their effects from 0.001 µM to 1000 µM for 48 h on the steroidogenesis and cytotoxicity of ovarian cells from patients in this region and the human granulosa line KGN. In addition, the expression of the aryl hydrocarbon receptor (AHR) nuclear receptor in KGN cells was studied. Overall, all triazoles reduced the secretion of progesterone, estradiol, or both at doses that were non-cytotoxic but higher than those found in the environment. This was mainly associated, depending on the triazole, with a decrease in the expression of CYP51, STAR, CYP11A1, CYP19A1, or HSD3B proteins, or a combination thereof, in hGCs and KGN cells and an increase in AHR in KGN cells.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Loïse Serra) 29 Nov 2023
https://brgm.hal.science/hal-04314240v1
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[hal-02651109] Detecting, correcting and interpreting the biases of measured soil profile data: A case study in the Cap Bon Region (Tunisia)
The spatial sets of soil profiles that have been collected for these past 70 years over the world constitute a major source of soil information that are indispensable for operational applications of Digital Soil Mapping. However, significant biases between soil profile datasets issued from different soil surveys could occur because of differences in survey methods (field data collection, laboratory analysis, etc.) or in sampling dates. A pre-processing is therefore needed to detect and remove these biases and then obtain adequate inputs for digital soil-mapping models. Such a pre-processing of legacy soil profile datasets is proposed in this study. The procedure is applied to different sets of geo-referenced legacy soil profiles available in the Cap Bon Region (Northern Tunisia) and use a "reference" spatial sampling of soil surface data that fits with modern standards of soil analysis and was recently collected. The general approach includes three steps: i) define the comparison area (i.e. the intersection of the spatial samplings), ii) compare the distributions of soil profiles properties with the references using a conditional stochastic simulation algorithm and decide whether they are different iii) if needed, apply a correction algorithm to remove the detected biases. Various implementations of this approach were undertaken and tested on theoretical and real soil sampling.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Rossano Ciampalini) 29 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02651109v1
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[hal-01192117] Rôle des matières organiques particulaires de composts d'origine urbaine et de sols amendés par ces produits dans la rétention de contaminants
absent
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Philippe Cambier) 02 Sep 2015
https://hal.science/hal-01192117v1
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[hal-01192429] Evaluation in situ de l’impact de composts d’origine urbaine sur la mobilité de contaminants métalliques et organiques en agriculture
absent
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Philippe Cambier) 02 Sep 2015
https://hal.science/hal-01192429v1
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[hal-02760030] Clear-cutting effects on soil organic matter content and quality in a temperate maritime pine forest a spatial and temporal assessment
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (C. Jolivet) 04 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02760030v1
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[hal-02771559] Constitution d'un référentiel pédo-géochimique en région Nord - Pas de Calais
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thibault Sterckeman) 04 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02771559v1
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[hal-02827241] Épandages de boues d'épurations urbaines sur des terres agricoles : impact sur la composition en éléments traces des sols et des grains de blé
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Baize) 07 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02827241v1
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[hal-02666811] Consequences of aggregation for the trace element distribution in the subsoil of a Planosol naturally rich in trace-metal
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Sophie S. Cornu) 31 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02666811v1
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[hal-01019435] Dealing with below quantification limit data in geostatistical analyses
absent
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thomas Orton) 07 Jul 2014
https://hal.science/hal-01019435v1
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[hal-01192305] Analyse spatiale de la teneur en PCB-187 des sols du RMQS en utilisant les données inférieures au seuil de quantification
absent
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thomas Orton) 03 Jun 2020
https://hal.science/hal-01192305v1
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[hal-02654027] Les éléments en traces dans les sols agricoles du Nord-Pas-de-Calais : I. Étude et cartographie des teneurs des horizons de surface
La base de données utilisée pour la présente étude rassemble des populations d’analyses de sols provenant de cinq sources correspondant chacune à une stratégie d’échantillonnage différente et à un objectif distinct. Au total, 3 929 analyses réalisées entre 1990 et 2007 ont été collectées : elles provenaient presque exclusivement d’horizons de surface de sols agricoles. Outre les concentrations en ETM, les principales caractéristiques agro-pédologiques et les coordonnées géographiques, la base de données contient également des informations sur l’occupation du sol et sur la nature du matériau parental. Dans le Nord -Pas-de-Calais affleurent des roches sédimentaires variées, souvent recouvertes par des dépôts éoliens limoneux, mais tous ces matériaux montrent des teneurs naturelles faibles en ETM. Les différentes stratégies d’échantillonnage se sont assez bien complétées et ont permis une bonne couverture du territoire régional et des diverses causes de contaminations anthropiques : aussi bien les sources diffuses que celles très ponctuelles. Ont été réalisés divers traitements tels que : statistiques régionales descriptives ; examen de la localisation des valeurs anomaliques ; cartographies mono-élémentaires par krigeage ; vision multi-élémentaire grâce à un indice numérique additif très simple. Un fort contraste apparaît entre des secteurs fortement influencés par des contaminations voire des pollutions multimétalliques (zones riveraines de l’agglomération lilloise, environs immédiats de grands sites industriels) et les zones rurales qui ne montrent pas de contaminations nettes à l’exception du cadmium apporté par la fertilisation phosphatée. Outre une vision spatiale des teneurs pour les 8 principaux éléments traces, les traitements ont permis d’avoir une bonne connaissance statistique des teneurs usuelles en stratifiant par matériaux parentaux et par petites régions naturelles. Ces « teneurs agricoles habituelles » (TAH) ainsi stratifiées peuvent être correctement estimées en considérant toutes les valeurs comprises entre le percentile 10 et le percentile 90. Ces TAH peuvent être utilisées comme valeurs de référence plus appropriées que de simples statistiques calculées à l’échelon régional ou départemental, tout particulièrement dans le cadre de l’interprétation de l’état des milieux ou pour proposer aux services santé-environnement des Agences Régionales de Santé des valeurs seuils de sélection pour prendre en compte tel ou tel élément trace dans une évaluation des risques sanitaires.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Baize) 29 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02654027v1
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[hal-02645432] Mapping black carbon content in topsoils of central France
Black Carbon (BC) is an important carbon pool due to its relative stability in soil. Thus, it is essential to determine the amount of BC in soil to have a better understanding of the global carbon cycle. The spatial distribution of BC was determined in the central region of France in relation to the main controlling factors. BC was measured for topsoil at 158 sites in the French soil monitoring network on a regular 16 × 16-km grid. A linear mixed model (LMM) which included fixed effects (linear relationships between BC content and covariates) and spatially correlated random effects was used for mapping BC to aid explanation. Covariates were selected from a set of factors linked to the BC cycle using the Akaike Information Criterion (AIC). The results show high variability in BC content with a minimum of 0.9%, a maximum of 32% and an average of 5.3% for total organic carbon. The fine-earth fraction and clay content gave the best statistical explanation for the spatial distribution of BC. Data on these covariates were not available in total for the whole study area, and therefore we reselected covariates using the fine-earth amount and density of fires from burning crop residues.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Jean-Baptiste J.-B. Paroissien) 29 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02645432v1
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[hal-02659029] Mapping of anthropogenic trace elements inputs in agricultural topsoil from Northern France using enrichment factors
Anthropogenic trace element contamination of soils in the densely populated and industrialized Nord-Pas de Calais region (France) was quantified using enrichment factors (EFs). Total concentrations of Al and 18 trace elements (As, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, In, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Tl, V, and Zn) were determined in 252 sampling sites both in topsoil and deep horizons of soils developed from sedimentary materials. Thus, at each sampling site an enrichment factor was computed for each of the 18 trace elements as the ratio between total concentrations of the trace element in topsoil and deep horizons in the same soil pit, normalized by concentrations of Al measured in the same horizons and the same pit. To estimate EF values at unsampled locations and then to assess the spatial magnitude of anthropogenic trace element contamination over the whole study area (12400 km(2)), variography analysis was used to quantify the spatial structure of each EF. Results have shown that values of 8 EFs are spatially correlated. These EFs were thus mapped using the sequential Gaussian simulation technique. One hundred horizon samples from 50 supplementary sites were analysed for the structured trace elements and Al contents and used for the mapping validation. Results of the validation based on the accuracy plots and goodness statistics (G and D) allowed us to conclude that EF maps exhibited high certainty in regard to the validation data set. In addition, results have shown that E-type estimates were accurate when they are used to estimate the measured EF value of the validation data set. Accordingly, these maps were used to discuss the origin of patches of surface horizon enrichment displaying an exogenous input of the trace elements investigated. The whole study area under discussion is strongly enriched with cadmium, originating from both industrial and agricultural activities. Surface horizons also exhibit locally high levels of Pb and Zn enrichment, mainly around well-known former or current industrial sites. However. Pb and Zn enriched surface horizons are far less widespread than those enriched in Cd. Higher Cu, Bi and Sn EF values were observed in the northern part of the region studied than in the southern part. The dissimilarity underlined a rather diffuse contamination from the urbanized zone in the north to the rural zone in the south of the region. The enrichment of surface horizons by In and Tl seems insignificant. Some unstructured EFs were attributes to point-source enrichments.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Hocine Bourennane) 30 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02659029v1
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[hal-02840031] Constitution of a pedogeochemical system of reference in the Nord-Pas de Calais (France). Methodology and first results
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thibault Sterckeman) 07 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02840031v1
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[hal-02648758] Black carbon estimation in French calcareous soils using Chemo-Thermal Oxidation method
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Giovanni G. Caria) 29 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02648758v1
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[hal-01000031] Les éléments en traces dans les sols agricoles du Nord - Pas de Calais- II. Cartographie des enrichissements dans les horizons de surface
La région Nord - Pas de Calais est une région très densément peuplée qui a été profondément affectée par des industries lourdes, l'exploitation minière du charbon dans le passé et une agriculture intensive, toujours active. Un jeu de données a été constitué en rassemblant des teneurs en éléments en traces mesurées dans le cadre de différentes études menées sur les sols agricoles de la région. Des facteurs d'enrichissements (FE) ont été calculés en chaque site pour 18 éléments en traces et 250 solums en utilisant l'aluminium comme élément géochimique de référence et un horizon profond ou le matériau parental supposé non contaminé par les activités humaines. L'analyse variographique a révélé que seulement huit métaux traces (Bi, Cd, Cu, In, Pb, Sn, Tl, Zn) sont spatialement corrélés, ce qui a permis d'utiliser la simulation séquentielle gaussienne pour la spatialisation de leurs FE. Le Cd montre un net enrichissement (FE le plus souvent compris entre 3 et 10, parfois plus) sur la quasi-totalité du territoire régional tandis que le Zn et le Pb montrent de forts enrichissements localement (FE de 3 à 30) à proximité immédiate d'usines de production de ces métaux (Auby, Noyelles-Godault, Mortagne-du-Nord) ou de grandes agglomérations (Dunkerque, Lille, Valenciennes, Est du bassin minier). Le Bi, le Cu et le Sn montrent des enrichissements modérés (de 1,5 à 3) sur la moitié du territoire régional, principalement autour des plus grandes villes et des usines de production de Pb et Zn. L'indium et le Tl présentent des FE de 1 à 1,5 sur l'ensemble du territoire avec des valeurs plus élevées en certaines zones urbanisées ou industrialisées. Les cartes de spatialisation des FE, rapprochées de celle de l'occupation du territoire par les activités humaines, montrent les origines principalement industrielle, urbaine et routière des enrichissements en Pb et Zn, de même que ceux, nettement plus faibles en Bi, In et Tl. Les enrichissements en Cu, Sn et Cd comporteraient quant à eux une origine agricole plus importante que ceux des précédents éléments. Certains éléments non spatialement corrélés présentent des FE nettement supérieurs à 1 en moyenne. C'est le cas de Hg, Mn, Mo, Sb et Se. Ces enrichissements ont probablement en partie une origine humaine mais l'impossibilité de modéliser leur distribution spatiale n'a pas permis de les relier aux activités anthropiques. Enfin, As, Co, Cr, Ni et V ne semblent pas avoir été apportés dans les sols par les activités humaines, puisqu'ils présentent des FE proches de 1 et, de plus, non reliés à l'occupation du territoire. Pour certains éléments, les quantités apportées par les activités humaines et stockées dans l'horizon de surface ont été estimées. Les plus importantes sont celles du Pb et du Zn, de l'ordre de 60 000 T. Viennent ensuite le Cu, avec environ 15 000 t, le Sn (environ 2 000 t) et le Cd (environ 1 100 t).
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thibault Sterckeman) 29 May 2020
https://hal.science/hal-01000031v1
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[hal-01687885] Dernières nouvelles de 42 vieilles parcelles. Indicateurs d’évolutions pédologiques infra-centenaires en Néoluvisol de lœss nu, sous contrainte d’applications continues
Ce travail présente un bilan des impacts de 85 ans d’apports d’engrais chimiques N, P, K, d’amendements basiques et organiques sur la composition et les propriétés d’un Néoluvisol de loess, en comparaison à des situations témoins sans apport. Cette expérimentation de longue durée est menée depuis 1928 en sol nu dans le dispositif des 42 parcelles à l’Inra de Versailles. Le bilan repose sur les résultats analytiques d’échantillons collectés en 2014 dans l’ensemble des horizons de surface. Les résultats sont confrontés à des données disponibles du sol initial de 1928. L’objectif est de préciser la nature et l’ampleur des évolutions physicochimiques, induites en moins d’un siècle, et d’identifier les processus pédologiques qui en sont à l’origine. En absence d’entrée de matières organiques (MO), de forts contrastes s’observent en fonction de la nature des apports minéraux, mais aussi dans les parcelles témoins : en 2014, d’une parcelle à une autre, l’écart maximal de pH est de 5,3 unités (3,5-8,8) et la CEC varie de 5,2 à 14,4 cmol+/kg. La garniture cationique varie de plus de 98 % de Ca échangeable dans les sols chaulés, à plus de 96 % d’Al échangeable dans les sols acides. Le carbone organique a perdu 50 à 75 % de la valeur initiale en 1928, et les teneurs en argile s’étendent entre 13 et 20 %. Des teneurs significatives de Mnéch s’observent dans les sols denses, alors que Feéch est détectable prioritairement dans les sols acides. Par contre, sous amendement de fumier, l’ambiance physicochimique est très différente, notamment par l’abondance de C organique (43-50 g/kg) et une forte valeur de la CEC, supérieure à 22 cmol+/kg. La nature, l’ampleur et la diversité des propriétés physicochimiques enregistrés dans les horizons de surface des sols des 42 parcelles en 2014 témoignent de différents processus pédologiques en jeu, actuels ou dans le passé. Dans les sols témoins, sous la seule contrainte de la minéralisation progressive des MO et des conditions atmosphériques, les propriétés et la composition ont considérablement changé : une acidification de 1-1,5 unités de pH, la lixiviation d’une proportion notable de cations bivalents et l’apparition de quantités significatives d’Al échangeable sur le complexe d’échange, une baisse de la CEC et une perte d’argile de 2 à 3 %. La migration d’argile, l’argilluviation, processus caractéristique dans les luvisols, apparaît amplifiée sous traitements ‘monovalents’, notamment sous apport de Na où la perte d’argile par lessivage peut atteindre jusqu’à 5 à 6 %. Sous apport de K, la perte d’argile est moindre, liée à un processus d’illitisation des particules de smectite par rétrogradation du K. De plus, les apports de phosphate naturel ou de superphosphate semblent également favoriser la migration d’argile, alors que les amendements basiques et de fumier limitent, voire stoppent le processus. Dans les traitements ‘acides’, sous apports d’engrais ammoniacaux ou de sang desséché, les cations échangeables initiaux (Ca, Mg, K, Na) ont été quasi-totalement lixiviés, et remplacés par l’Al. La forte aluminisation du milieu implique un processus de dissolution minérale, affectant en premier lieu les argiles fines (smectites). Les faibles valeurs de la CEC illustrent la perte notable de charges fixes liée à la dissolution partielle des smectites. Néanmoins, l’impact de l’altération en milieu acide sur la granulométrie apparait négligeable, car la teneur en argile dans les sols acides reste inchangée par rapport à 1929. Deux pistes sont envisagées pour expliquer ce constat : un processus de microdivision par l’altération de minéraux phyllosilicatés de taille limoneuse fine et leur transformation en particules argileuses, ou alors un processus de néoformation de phases secondaires à partir de Si, Al et/ou Fe libérés par dissolution d’argiles fines en milieu acide. Enfin, un processus d’agrégation à l’échelle des particules d’argile par le développement de liaisons fortes entre les particules d’argile et des phosphates-Al (ou –Fe) formés en milieu très acide est suspecté dans les sols sous phosphate d’ammoniaque conduisant à la sous-estimation de la fraction < 2 μm lors d’analyses granulométriques courantes. La palette très étendue de propriétés physicochimiques des horizons de surface dans les 42 parcelles souligne un laps de temps court en pédologie pour leurs changements, d’ordre infra-centenaire. Pour assimiler ces changements opérés en surface au développement de processus pédologiques, il est nécessaire à la fois de suivre l’ampleur et la chronologie des évolutions par l’analyse d’échantillons de la collection historique et d’étendre l’étude des impacts aux horizons E, BT, et C profonds. Ces travaux sont actuellement en cours.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Folkert van Oort) 18 Jan 2018
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