1. Fate of cadmium in the rhizosphere of Arabidopsis halleri grown in a contaminated dredged sediment
- Author
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Séphanie Huguet, Marie-Pierre Isaure, Agnès Laboudigue, Delphine Vantelon, Olivier Proux, Géraldine Sarret, Valérie Bert, Anne-Marie Flank, Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques (INERIS), Centre for Materials and Processes (CERI MP - IMT Nord Europe), Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Nord Europe), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire de Chimie Analytique Bio-Inorganique et Environnement (LCABIE), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The Swiss Light Source (SLS) (SLS-PSI), Paul Scherrer Institute (PSI), Nord Pas de Calais Region, Voies Navigables de France, FEDER funds, Laboratoire Génie Civil et Géo-Environnement - Mines Douai GCE (LGCGE - Mines Douai GCE), École des Mines de Douai (Mines Douai EMD), Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les materiaux (IPREM), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, PSL Research University (PSL), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre for Materials and Processes (CERI MP), Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Lille Douai), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Grenoble-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])
- Subjects
Geologic Sediments ,Arabidopsis halleri ,Environmental Engineering ,Sulfide ,media_common.quotation_subject ,Arabidopsis ,chemistry.chemical_element ,010501 environmental sciences ,Biology ,µXANES ,01 natural sciences ,SEM-EDS ,chemistry.chemical_compound ,Botany ,Soil Pollutants ,Environmental Chemistry ,Cadmium (Cd) ,leachates ,Organic matter ,Waste Management and Disposal ,0105 earth and related environmental sciences ,media_common ,chemistry.chemical_classification ,Cadmium ,Rhizosphere ,µXRF ,Sediment ,04 agricultural and veterinary sciences ,DGT ,Phosphate ,Pollution ,Anoxic waters ,6. Clean water ,EXAFS ,Speciation ,Models, Chemical ,sediment ,speciation ,chemistry ,13. Climate action ,[SDE]Environmental Sciences ,040103 agronomy & agriculture ,0401 agriculture, forestry, and fisheries ,phytoavailability ,France ,[PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph] - Abstract
International audience; In regions impacted by mining and smelting activities, dredged sediments are often contaminated with metals. Phytotechnologies could be used for their management, but more knowledge on the speciation of metals in the sediment and on their fate after colonization by plant roots is needed. This work was focused on a Zn, Cd-contaminated contaminated dredged sediment from the Scarpe river (North of France). Zn, Cd hyperaccumulating plants Arabidopsis halleri from metallicolous and non metallicolous origin were grown on the sediment for five months in a pot experiment. The nature and extent of the modifications in Cd speciation with or without plant were determined by electron microscopy, micro X-ray fluorescence and bulk and micro X-ray absorption spectroscopy. In addition, changes in Cd exchangeable and bioavailable pools were evaluated, and Cd content in leachates was measured. Finally, Cd plant uptake and plant growth parameters were monitored. In the original sediment, Cd was present as a mixed Zn, Cd, Fe sulfide. After five months, although pots still contained reduced sulfur, Cd-bearing sulfides were totally oxidized in vegetated pots, whereas a minor fraction (8%) was still present in non vegetated ones. Secondary species included Cd bound to O-containing groups of organic matter and Cd phosphates. Cd exchangeability and bioavailability were relatively low and did not increase during changes in Cd speciation, suggesting that Cd released by sulfide oxidation was readily taken up with strong interactions with organic matter and phosphate ligands. Thus, the composition of the sediment, the oxic conditions and the rhizospheric activity (regardless of the plant origin) created favourable conditions for Cd stabilization. However, it should be kept in mind that returning to anoxic conditions may change Cd speciation, so the species formed cannot be considered as stable on the long term.
- Published
- 2015