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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-04719699] Technical note: A validated correction method to quantify organic and inorganic carbon in soils using Rock-Eval® thermal analysis
Soils contain large amounts of carbon stored as organic carbon and carbonates. These carbon pools can contribute to climate regulation and are of primary importance in ensuring proper soil functioning. However, their accurate quantification remains a complex task. Rock-Eval ® thermal analysis has emerged as an alternative to classic dry combustion and wet methods due to its ability to simultaneously provide organic and inorganic carbon measurements on the same subsample. However, it has been observed that Rock-Eval ® systematically underestimates the soil organic carbon (SOC) while overestimating the soil inorganic carbon (SIC). In this technical note, we propose a validated correction of both SOC and SIC based on a machine-learning model and using a diverse dataset of 240 soil samples. We show that the proposed correction significantly increases the accuracy of the Rock-Eval ® method when compared to reference SOC and SIC values and applied to the dataset used for training and testing and that it can be successfully applied to data originating from different Rock-Eval ® machines without changing the routine analytical protocol. The transferability of the model allows for its future implementation in the Geoworks software so that Rock-Eval ® machines can routinely provide accurate SIC and SOC measurements.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Marija Stojanova) 03 Oct 2024
https://hal.science/hal-04719699v1
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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-01655127] Radial metal concentration profiles in trees growing on highly contaminated soils
The soil around Metaleurop, a big smelter, is heavily contaminated by Zn, Pb, Cd and Cu. In order to compare the impact of different soil amendments on the metal availability to trees, the polluted soil section was divided in a reference parcel and two others with either sulfo-calcic or silico-aluminous ash amendments. Five different tree species were planted on the parcels and the uptake of heavy metals in these trees was studied. Total and labile metal fractions were assessed in each of the 3 parcels. The mobility and assimilation of the metals was highest in the non-amended, reference soil parcel which had the lowest pH, organic matter and carbonate content. In all soils, pH decreased while organic matter content and mobility of the metals increased over time. Highest bulk concentrations of trace metals were found in white willow trees (Salix alba L). Laser ablation-ICPMS was used to study changes in metal accumulation over a period of 10 years after planting the trees. The radial metal profiles in the trunk core samples varied between elements and tree species, however, in all willow trees the radial Cd and Zn profiles were significantly correlated. Radial pollutant concentration patterns are discussed in terms. of seasonal effects, health status, tree species and metal mobility in the soil. For Cd and Zn, the profiles were influenced by their mobility in the soils. In general, periodical patterns were observed for Pb. Cu concentration profiles were decreasing over time, with the strongest decrease in the initial growth period.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Pierre-Jean Superville) 04 Dec 2017
https://hal.science/hal-01655127v1
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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-03818090] PIEGEAge des Composés Halogénés Lipophiles Organiques Rémanents (PIEGEACHLOR)
Le projet Piegeachlor s'est donné pour objectif de réduire la disponibilité des plusieurs familles de contaminants organochlorés retrouvés dans les sols. Les contaminants étudiés sont les polychlorobiphényles, les polychloro-dibenzodioxines et furanes, ainsi que la chlordécone. L'hypothèse initiale du projet était que des matrices carbonées issues de pyrolyse de ligneux telles que des biochars pouvaient jouer un rôle de séquestration. Les propriétés de séquestration ont été testées en mobilisant plusieurs méthodologies. La première est basée sur une approche in vitro, qualifiant la disponibilité environnementale. Elle simule la capacité d'un milieu aqueux à désorber les polluants. Les autres utilisaient un biote cible (ver, radis, courgette, poule) pour déterminer la biodisponibilité relative de chacun des contaminants en fonction de la matrice carbonée utilisée. Ces approches ont été appliquées d'abord sur des sols artificiels de type OCDE avec de la tourbe comme matière organique endogène. Après une sélection des matrices carbonées les plus performantes en termes de séquestration, une partie des tests précédemment décrits a été appliquée sur des sols naturels prélevés en métropole (Saint-Cyprien) et en Martinique (Morne-Rouge, Trinité), respectivement contaminé en PCB+PCDD/F et en CLD. Des essais d'innocuité de l'amendement ont également été menés.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Giovanni Caria) 17 Oct 2022
https://hal.science/hal-03818090v1
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[hal-04311197] Liquid chromatography - high-resolution quadrupole time-of-flight mass spectrometry analysis of pesticides in French agricultural soils
Agricultural soils are not controlled in France for the massive use of pesticides. The quadrupole mass spectrometer is used for targeted analysis of a few dozen pesticides, while the high-resolution time-offlight quadrupole mass spectrometer (QTOF-MS) allows both targeted and non-targeted analysis of hundreds of pesticides. In this study, a targeted method was developed in soils using pressurised-liquid extraction (PLE) and liquid chromatography (LC) coupled with a QTOFMS. This method development was necessary to carry out next suspect and non-target screening in soils and has been validated for triazines, phenylureas and emerging pesticides in soils. The internal calibration of pesticides was validated for low levels (0.5 to 12.5 μg L−1) and high levels (12.5 to 400 μg L−1) using labelled internal standards. The determination coefficient (R2) of calibration curve of each pesticide was greater than 0.99. Excepted DCPU and IPPU, the mean recoveries of pesticides in five reference soils spiked at 40 μg kg−1 and 10 μg kg−1 were greater than 93.5% and 106.2%, and the variation coefficients lower than 14.7% and 22.5%, respectively. So, multiplier factors were applied to the quantification results of DCPU and IPPU, respectively, 2.5 and 1.7 for correction. This validated method has been applied to a selection of 40 French soils of Centre-Val de Loire region. The limit of quantification (LOQ) of pesticides varied between 0.005 and 0.175 μg kg−1 in soils. Seven pesticides were the most detected in soils. Seventeen pesticides were detected between 10 and 50% of cases and very low detection frequencies (<10%) were found for 10 pesticides in soils. The mean concentrations were 0.730 μg kg−1 dw for triazines, 1.367 μg kg−1 dw for phenylureas and 7.638 μg kg−1 dw for emerging pesticides. DCPMU and epoxiconazole were detected in all the 40 soils.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Giovanni Caria) 28 Nov 2023
https://hal.science/hal-04311197v1
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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-01651297] Arsenic et vieilles parcelles
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Folkert van Oort) 28 Nov 2017
https://hal.science/hal-01651297v1
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[hal-01771810] Centennial Fertilization-Induced Soil Processes Control Trace Metal Dynamics. Lessons from a Long-Term Bare Fallow Experiment
Long-term bare fallow (LTBF) experiments with historical sample archives offer unique opportunities to study long-term impacts of anthropogenic activities on mineral soil fractions. In natural agro- and ecosystems, such impacts are often masked by organic matter due to its buffering action and rapid turnover. The 42-plot LTBF trial of INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) started in Versailles (France) in 1928 to assess the impacts of prolonged application of fertilizers and amendments on the composition and properties of loamy soils. Here, we established geochemical budgets of major and trace elements on surface samples from 1929 and 2014 for four groups of treatments relevant for developed soil processes. We considered accompanying effects of soil compaction or decompaction due to changing physicochemical conditions over 85 years. Element losses from the surface horizon were quantified via fertilization-induced or -amplified soil processes: clay leaching favored by Na- or K-based fertilization, and lixiviation of major and trace elements in acidic or alkaline soil conditions. Enhanced mineral weathering was shown for acidified and nonamended plots. Conclusions on trace metal migration were confirmed by selected analyses on subsurface horizons. Additional information was provided on specific element inputs via fertilizers and/or diffuse inputs via atmospheric deposition.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Folkert van Oort) 19 Apr 2018
https://hal.science/hal-01771810v1
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[hal-04608181] Centennial fertilization‐induced soil processes control contemporary soil geochemistry. Lessons from a long‐term bare fallow experiment
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Folkert van Oort) 11 Jun 2024
https://hal.inrae.fr/hal-04608181v1
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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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[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-00755525] Earthworm indicators as tools for soil monitoring, characterization and risk assessment. An example from the national Bioindicator programme (France)
Considering the limited number of bioindicators available to assess soil quality, a national research programme was set up in France to develop such indicators (2006-2012), the "Bioindicator" programme. This programme tested 47 biological parameters (i.e. microorganisms, fauna, flora) including earthworms, in several sites differing in terms of land use, contamination type - PAHs or metals - and pollution levels. The present study proposes some study objectives for bioindicator approaches, based on the earthworm results from the programme. Therefore, different earthworm descriptors were tested at the community level (e.g. abundance, biomass, species and functional structures, and ecological traits) as well as the organism level (i.e. measuring the metallothionein coding gene expression level in earthworms). The present results, obtained from the programme's spring 2009 sampling campaign, discriminated among the different descriptors and showed that earthworm and endogeic abundance as well as the individual weight of endogeics seem to be good indicators in non-contaminated (cultivated) sites, while the ecological structure, namely the proportion of anecic vs. endogeic species, and the proportion of non-vulnerable species should be used as indicators of contaminated soils. Furthermore, the first results obtained for Lumbricus terrestris and L. rubellus rubellus are encouraging as they show that metallothionein expression increases in metal-contaminated soils. The relevance of these descriptors, which have to be considered in study objectives, requires the analysis of 2010 results.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Guénola Pérès) 29 May 2020
https://hal.science/hal-00755525v1
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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-02740272] Enseignements tirés de la comparaison des résultats analytiques entre deux campagnes du RMQS, en Région Centre
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Line Boulonne) 03 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02740272v1
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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-02828472] Hétérogénéités spatiales générées par l'enfouissement de produits résiduaires organiques à l'échelle du profil cultural: impacts sur la dynamique des micropolluants organiques et minéraux
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Pierre Benoit) 07 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02828472v1
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[hal-04685789] Une tranche d’histoire de l’analyse des sols 1975 – 2006. Contribution du laboratoire d’analyses des sols (LAS) d’Arras
Cet article est le résultat d’un travail collectif dont l’objectif est de souligner quelques points majeurs ayant contribué significativement à l’évolution de l’unité, sur la période allant de 1975 jusqu’à 2006. On les classera en quelques grands thèmes : - L’évolution des demandes analytiques et des domaines d’intervention, - L’évolution des techniques d’analyses et de leur environnement (traitement de l’information, automatisation), - L’évolution des méthodes, - La gestion de la qualité, - Les changements dans les façons de travailler.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Ciesielski Henri) 06 Sep 2024
https://hal.science/hal-04685789v1
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[hal-02698218] Les éléments traces métalliques et la qualité des sols. Impact à moyen et à long terme
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Pierre Chassin) 01 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02698218v1
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[hal-02669169] Evolution du pH et de la CEC de sols du Nord de la France en fonction des doses de chaulage (CaCO3). Influence du carbone organique
L`évolution du statut acido-basique de 35 sols agricoles du Nord de la France consécutive à des apports de carbonate de calcium a été étudiée. Les données utilisées proviennent d`essais réalisés en laboratoire et de mesures effectuées après une période d`incubation de deux mois. On montre que la détermination du carbone minéral solubilisé dans des extraits de sol en présence d`oxalate d`ammonium permet de détecter de faibles quantités de carbonate de calcium, inaccessibles aux méthodes de détermination volumétriques classiques à moins d`aménagements drastiques. Tant que la phase calcaire n`est pas en excès, l`augmentation du pH est reliée aux quantités de carbonate de calcium apportées par une relation qui pour être applicable à l`ensemble des sols examinés, ne fait intervenir que leurs seules teneurs en carbone organique selon : pH = pH0 + (10/[C]).[CaCO3]ajouté. Une autre relation est mise en évidence pour décrire les variations de la capacité d`échange cationique (CEC) en fonction de celles du pH. Elle conduit à un modèle proche de celui proposé précédemment pour estimer les quantités de carbonate de calcium nécessaires pour amener le pH des types de sols étudiés à une valeur donnée.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Henri H. Ciesielski) 31 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02669169v1
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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-02841788] Ecotoxicologie des boues de la station d'épuration d'Achères
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Martine Tercé) 07 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02841788v1
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[hal-02832837] Constitution d'un référentiel pédogéochimique régional : méthodologie et premiers résultats
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thibault Sterckeman) 07 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02832837v1
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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-02833088] Contamination des sols vers la profondeur à Noyelles-Godault et Auby
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thibault Sterckeman) 07 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02833088v1
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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-02806947] Teneurs en éléments traces et facteurs d’enrichissement dans les sols agricoles en Nord-Pas-De-Calais
[...]
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Baize) 06 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02806947v1
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[hal-02759312] Levels of soil contamination in France by trace elements as assessed from total concentrations
[...]
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Baize) 04 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02759312v1
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[hal-02758552] Le facteur d'enrichissement : un indicateur local et spatial de la contamination anthropique des sols
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Hocine Bourennane) 04 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02758552v1
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[hal-02751828] Mapping of trace element contents and enrichment factors in topsoils in the Nord-Pas de Calais region (France)
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Baize) 03 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02751828v1
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[hal-02694470] Cadmium availability to three plant species varying in cadmium accumulation pattern
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (E. Gerard) 01 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02694470v1
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[hal-02669405] Factors affecting trace element concentrations in soils developed on recent marine deposits from northern France
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thibault Sterckeman) 31 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02669405v1
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[hal-02676607] Phytodisponibilité des éléments traces métalliques dans les grains de blé
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Baize) 31 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02676607v1
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[hal-02680391] Assessment of the contamination of cultivated soils by eighteen trace elements around smelters in the north of France
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thibault Sterckeman) 01 Jun 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02680391v1
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[hal-02669136] Épandages de boues d'épurations urbaines sur des terres agricoles : impacts sur la composition en éléments en traces des sols et des grains de blé tendre
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ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Baize) 31 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02669136v1
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[hal-02661714] Contamination of urban soils in an area of Northern France polluted by dust emissions of two smelters
The contamination of 27 urban topsoils has been assessed around two lead and zinc smelters (Metaleurop Nord and Umicore) in the North of France. Eighteen trace elements have been analysed (Ag, As, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, In, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Tl, Th, U and Zn). The investigation included the study of the vertical distribution of Cd, Pb and Zn as indicators of pollution. It was shown that Cd, In, Pb, Sb and Zn were major pollutants followed in lesser quantities by Ag, Bi, Cu and Hg. In addition, As, Ni, Se, Sn and Tl were present at levels slightly higher than regional agricultural values. The other elements (Co, Cr, Th and U) were at endogenous levels. The observations have highlighted the strong heterogeneity of the physico-chemical parameters of urban soils and the existence of heavy contamination of the under layers by Cd, Pb and Zn. A potential transfer of metals from the topsoil to the deeper layers and especially Cd and Zn, is not excluded. Indeed the soil rework is not the only factor explaining contamination level of the deeper layers of the studied soils. The comparison of the studied element concentrations in urban soils with nearby local agricultural values shows that the dust emission originating from the Metaleurop and Umicore smelters were not the only source of contamination. Thus a large contamination of the studied urban soils by Sb and In could be explained by domestic combustion of coal for heating.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Francis Douay) 31 May 2020
https://hal.inrae.fr/hal-02661714v1
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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-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-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-01486268] Trace elements in soils developed in sedimentary materials from Northern France
A pedo-geochemical survey was carried out in the Nord-Pas de Calais region (France) on soils developed in sedimentary materials to estimate their baseline geochemistry and the effect of selected factors on it. Total concentrations of Al, Fe and 18 trace elements, as well as common soil characteristics, were determined in samples from 271 surface and 487 deep horizons developed in 22 sedimentary rocks and superficial deposits. Compared with the upper continental crust, the parent materials are enriched with most of the trace elements, particularly with As, Cd, Sb and Se, and are impoverished in Cu. Calcareous rocks from the Carboniferous, Cretaceous and Jurassic eras are often enriched in Cd. Correlation analysis shows that the least mobile (i.e. ionic potential (Z/r) ranges from 3 to 7) geogenic elements (Bi, Co, Cr, Cu, In, Ni, Pb, Sn, Tl, V, Zn) are associated with the < 2 μm fraction (which we define as “lutum”). More mobile elements (As, Cd, Hg, Mn, Mo, Sb, Se) are less strongly associated with this fraction. Cadmium is particularly associated with Mn. Topsoils are enriched with all the trace elements examined, except Co, Cr and Ni, probably because of anthropogenic contamination. The amount of Pb introduced into the soils of the entire region (12 450 km2) by human diffuse contamination is estimated to be 45 000 metric tonnes. Organic matter seems to act as a sink for numerous exogenous trace elements. The distribution of [trace element]/([Al] or [Fe]) in the deep soil horizons from Nord-Pas de Calais gives the background contents for soils developed from most sedimentary materials from the Brussels–London and the Parisian basins.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Thibault Sterckeman) 09 Mar 2017
https://hal.science/hal-01486268v1
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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-01199208] Epandages de boues d’épuration urbaines sur des terres agricoles : impacts sur la composition en éléments en traces des sols et des grains de blé tendre
Les éléments traces métalliques (ETM – cadmium, chrome, cuivre, mercure, nickel, plomb, zinc, etc.) sont des constituants indésirables des boues d’épuration urbaines. Comme certains d’entre eux sont potentiellement toxiques et ne présentent aucun intérêt agronomique, leur présence génère une certaine inquiétude, parfaitement compréhensible lorsqu’il est question d’épandre ces déchets sur des sols destinés à produire des aliments pour l’Homme ou les animaux (CTP, 2000 ; Borraz, 2000 ; Tercé, 2001 ; Barbier et Lupton, 2003 ; Nicourt et Girault, 2003). On doit noter cependant que, sous le même vocable, on peut trouver des boues de compositions extrêmement diverses, selon qu’il s’agit de petites stations de bourgs ruraux ou de grosses stations d’une grande agglomération industrielle. D’où l’importance de bien connaître et de bien suivre la concentration en ETM dans les boues d’épuration produites.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Denis Baize) 15 Sep 2015
https://hal.science/hal-01199208v1
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[hal-04414506] The epoxiconazole and tebuconazole fungicides impair granulosa cells functions partly through the aryl hydrocarbon receptor (AHR) signalling with contrasted effects in obese, normo-weight and polycystic ovarian syndrome (PCOS) patients
Polycystic ovarian syndrome (PCOS), frequently associated to obesity, is the main reproductive disorder in women in age to procreate. Some evidence suggests that pesticides can result in alterations of the female reproductive system, including polycystic ovary syndrome (PCOS). Here, we detected two fungicides, Tebuconazole (Tb) and Epoxiconazole (Epox) in the soils and waters of French area. Our hypothesis is that these two triazoles could be associated to the etiology of PCOS. We used the human KGN cell line and primary human granulosa cells (hGCs) from different group of patients: normal weight non PCOS (NW), normal weight PCOS (PCOS NW), obese (obese) and obese PCOS (PCOS obese). We exposed in vitro these cells to Tb and Epox from 0 up to 10 mM for 24 and 48 h and analysed cell viability and steroidogenesis. In hGCs NW, cell viability was reduced from 12.5 µM for Tb and 75 µM for Epox. In hGCs NW, Epox decreased progesterone (Pg) and estradiol (E2) secretions and inhibited STAR, HSD3B and CYP19A1 mRNA expressions from 25 µM and increased AHR mRNA expression from 75 µM. Tb exposure also reduced steroid secretion and STAR and CYP19A1 mRNA expressions and increased AHR mRNA expression but at cytotoxic concentrations. Silencing of AHR in KGN cells reduced inhibitory effects of Tb and Epox on steroid secretion. Tb and Epox exposure decreased more steroid secretion in hGCs from obese, PCOS NW and PCOS obese groups than in NW group. Moreover, we found a higher gene expression of AHR within these three groups. Taken together, both Epox and Tb reduced steroidogenesis in hGCs through partly AHR and Tb was more cytotoxic than Epox. These triazoles alter more strongly PCOS and/or obese hGCs suggesting that human with reproductive disorders are more sensitive to triazoles exposure.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Loïse Serra) 24 Jan 2024
https://brgm.hal.science/hal-04414506v1
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[hal-01818267] Amendment of soil by biochars and activated carbons to reduce chlordecone bioavailability in piglets
Chlordecone (Kepone or CLD) is a highly persistent pesticide formerly used in French West Indies. Nowadays high levels of this pesticide are still found in soils which represent a subsequent source of contamination for outdoor-reared animals. In that context, sequestering matrices like biochars or activated carbons (ACs) are believed to efficiently decrease the bioavailability of such compounds when added to contaminated soils. The present study intends to test the respective efficiency of soil amendment strategies using commercial ACs or biochars (obtained by a 500°C or 700°C pyrolysis of 4 distinct type of wood). This study involved three experimental steps. The first one characterized specific surface areas of biochars and ACs. The second one assessed CLD-availability of contaminated artificial soils (50 µg.g-1 of Dry Matter) amended with 5% of biochar or AC (mass basis). The third one assessed CLD bioavailability of those artificial soils through an in vivo assay. To limit ethically the number of animals, selections of the most promising media were performed between each experimental steps. Forty four castrated male 40-day-old piglets were exposed during 10 day to amended artificial soils according their group (n=4). Only treatment groups exposed through amended soil with AC presented a significant decrease of concentrations of CLD in liver and adipose tissue in comparison with the control group (p<0.001). A non-significant decrease was obtained by amending artificial soil with biochars. This decrease was particularly high for a coconut shell activated carbon were relative bioavailability was found lower than 3.2% for both tissues. This study leads to conclude that AC introduced in CLD contaminated soil should strongly reduce CLD bioavailability.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Matthieu Delannoy) 10 Mar 2022
https://hal.science/hal-01818267v1
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[hal-04104434] Pesticide Residues in French Soils: Occurrence, Risks, and Persistence
Contamination of the environment by pesticide residues is a growing concern given their widespread presence in the environment and their effects on ecosystems. Only a few studies have addressed the occurrence of pesticides in soils, and their results highlighted the need for further research on the persistence and risks induced by those substances. We monitored 111 pesticide residues (48 fungicides, 36 herbicides, 25 insecticides and/or acaricides, and two safeners) in 47 soils sampled across France under various land uses (arable lands, vineyards, orchards, forests, grasslands, and brownfields). Pesticides were found in 98% of the sites (46 of the 47 sampled), including untreated areas such as organic fields, forests, grasslands, and brownfields, with up to 33 different substances detected in one sample, mostly fungicides and herbicides. The concentrations of herbicides were the highest in soils with glyphosate, and its transformation product, AMPA, contributed 70% of the cumulative herbicides. Risk assessment underlined a moderate to high risk for earthworms in arable soils mostly attributed to insecticides and/or acaricides. Finally, the comparison with pesticide application by farmers underlines the presence of some residues long after their supposed 90% degradation and at concentrations higher than predicted environmental concentrations, leading to questions their real persistence in soils.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Claire Froger) 24 May 2023
https://hal.inrae.fr/hal-04104434v1
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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-02534172] Improvement in spectral library-based quantification of soil properties using representative spiking and local calibration – The case of soil inorganic carbon prediction by mid-infrared spectroscopy
Mid-infrared reflectance spectroscopy (MIRS) is time- and cost-effective. It was used for quantifying soil inorganic carbon (SIC) concentration in France based on a national library, and performances were evaluated on an independent regional set. Our objective was to improve the accuracy of MIRS predictions based on common multivariate regression, through spiking (enrichment of the national library with some representative target samples) with possible extra-weighting (replication of spiking samples) and local calibration (only using calibration samples that are spectral neighbours of each target samples), which have not been fully explored yet, in combination especially.Global (i.e. common) calibration yielded accurate prediction (standard error of prediction, SEP, was ≈ 5 g kg−1), which could be improved when the library was completed with spiking samples (optimally 10 samples extra-weighted 40 times; SEP = 3.3 g kg−1). Using spiking samples only (without the library) yielded slightly less accurate results (SEP = 3.6 g kg−1). Prediction was more accurate using local calibration without spiking, but on a validation set that was reduced because some validation samples lacked calibration neighbours (SEP = 2.5–2.7 g kg−1). Local calibration with spiking (optimally 10 samples without extra-weight) yielded somewhat less accurate prediction but for the full validation set when few calibration neighbours were required (SEP = 2.7 g kg−1), or higher accuracy on the reduced validation set when many neighbours were required (SEP = 2.3 g kg−1).These accurate predictions demonstrated the usefulness of representative spiking and local calibration for rendering large soil spectral libraries fully operational, while extra-weighting had no additional benefit. Along with more exhaustive spectral libraries, this paves the way for extensive use of MIRS for SIC determination.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Bernard G. Barthès) 20 May 2022
https://hal.inrae.fr/hal-02534172v1
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[hal-03247380] Spatial variations, origins, and risk assessments of polycyclic aromatic hydrocarbons in French soils
Abstract. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are persistent organic pollutants produced by anthropogenic activities that contaminate all environmental spheres, including soils. This study focused on PAHs measured in 2154 soils in France, covering the entire territory based on a regular sampling grid. The quantified concentrations in the Σ15 PAHs ranged from 5.1 to 31 200 µg kg−1, with a median value of 32.6 µg kg−1, and PAHs were detected in 70 % of the soil samples. The map of Σ15 PAH concentrations revealed strong spatial variations in soil contamination throughout France, with larger concentrations in soils of industrial regions and near major cities. PAH molecular diagnostic ratios support the historical origin of PAHs in the northern part of France being linked to the significant emissions of PAHs in Europe during the industrial period of 1850–1950, in particular with the contribution of coal and/or biomass combustion and iron–steel production. A health risk assessment conducted for the residential population resulted in a median value of 1.07 × 10−8 in total lifetime cancer risk, with only 20 sites above the limit of 10−6 and one above the limit of 10−5 adopted by the French government. These results reveal the need to conduct large-scale studies on soil contamination to determine the fate of PAHs and evaluate the risks induced by soil pollution at a country-level scale.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Claire Froger) 02 Jan 2024
https://minesparis-psl.hal.science/hal-03247380v1
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[hal-01904542] Prediction of total silicon concentrations in French soils using pedotransfer functions from mid-infrared spectrum and pedological attributes
Silicon (Si) is the second most abundant element of the Earth's crust, and its terrestrial cycle depends on soil, vegetation, and human activities. The spatial extent of terrestrial Si perturbation is poorly documented since maps of Si concentration in soils are rare. In addition, Si content is rarely measured in non-paddy soil databases. Here we demonstrate that pedotransfer functions based on either pedological attributes (particle size fraction, pH, organic carbon, cation exchange capacity, calcium carbonate and parent material) or mid infrared spectra (MIRS) can be used to accurately predict total Si concentration. In this research, we utilised a unique dataset from the French monitoring network of soil quality (RMQS - Réseau de Mesures de la Qualité des Sols) database. Pedotransfer functions were built using a regression tree model on a subset of the data for which total Si concentration was measured. To compare the relative performance of the models obtained for the two different sources of data, a suite of performance indicators were calculated. Our results showed that PTF based on MIR spectra produces highly accurate and precise estimates of the total Si concentration for French soils. The pedological PTF is less accurate, but still provides a good estimation of the Si concentration. The pedological PTF provides an alternative method when only basic soil data are available, and an approximate estimation of Si concentrations is sufficient. These PTFs can be readily applied at the European scale except on a few soil groups not represented in France.
ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (A. Landré) 25 Oct 2018
https://hal.science/hal-01904542v1
