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Transfert racinaire de l'uranium (VI) en solution chez une plante supérieure: spéciation en solution hydroponique, prise en charge par la plante, microlocalisation et effets biologiques induits.


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Laëtitia Laroche. Thèse de doctorat de l'université d'Aix-Marseille I, école doctorale : sciences de l'environnement, spécialité : biosciences de l'environnement, chimie et santé, 241 p. soutenue le 21 janvier 2005.

Type de document > *Mémoire/HDR/Thèse

Mots clés >

Unité de recherche > IRSN/DEI/SECRE/LRE

Auteurs > LAROCHE Laëtitia

Date de publication > 21/01/2005

Résumé

L’uranium est un élément naturel trace dans l’environnement. Dans la solution du sol et en condition oxique, il est présent à l’état d’oxydation +VI et peut former un grand nombre de complexes inorganiques ou organiques.

 
En première approche, un ensemble d’expériences ont été mises en place de manière à appréhender les espèces d’uranium biodisponibles pour les racines des plantes. Le milieu d’exposition choisi, la solution nutritive, a été établi de manière à contrôler la spéciation de l’uranium en solution. Dans ce sens, le modèle de spéciation géochimique JCHESS a été utilisé pour déterminer les formes d’uranium en solution en fonction du pH et a permis de définir 3 domaines de pH pour lesquels une espèce dominait : le pH 4,9 avec l’ion uranyle, le pH 5,8 avec les hydroxocomplexes et le pH 7 avec les hydroxocomplexes carbonatés. Pour ces 3 pH, des expériences d’exposition ont été menées à court terme (5 heures) sur notre modèle biologique Phaseolus vulgaris. L’effet de cations compétiteurs (Ca2+) et de ligands (phosphates et citrate) sur l’efficacité de la prise en charge de l’uranium par la racine a ainsi été testé. Les résultats ont montré que le transfert d’uranium n’était pas affecté par les cations Ca2+, les phosphates ou le citrate (sauf une diminution de 60 % à pH 5,8 avec 10 µM de citrate) dans nos conditions expérimentales.

 
Par ailleurs, les observations microscopiques (MET-EDAX) ont révélé l’association de l’uranium avec des granules riches en phosphore dans les cellules et la présence d’anomalies des chloroplastes. Enfin, la présence d’uranium affecte la CEC racinaire en la réduisant et provoque une stimulation de l’élongation racinaire à faible concentration (100 nM, 400 nM et 2 µM aux pH 4,9, 5,8 et 7 respectivement) et une inhibition à plus forte concentration.