Influence de la matière organique dissoute d'origine urbaine sur la spéciation et la biodisponibilité des métaux dans les milieux récepteurs anthropisés

Ce doctorat s'integre dans les programmes OPUR et Piren-Seine et a eu pour vocation d'ameliorer les connaissances actuelles sur l'influence des rejets urbains de temps de pluie sur la speciation et la biodisponibilite des metaux dans les systemes sous forte pression urbaine tel que la Seine. En effet l’impact des metaux lourds dans le milieu recepteur sur les organismes vivants depend d'une part de leurs teneurs totales mais aussi et surtout de leur biodisponibilite. Il est generalement admis que la forme biodisponible des metaux lourds pour les organismes vivants est la forme dissoute libre. Les RUTP vont donc pouvoir considerablement modifier la teneur et la biodisponibilite des metaux lourds dans le milieu naturel dans la mesure ou ces rejets sont fortement charges en matiere organique dissoute (MOD) qui va influencer considerablement, avec la MOD deja presente dans le cours d'eau, la speciation des metaux dans le milieu etant donnee sa capacite a complexer ces derniers et sa tendance a diminuer leur biodisponibilite. La comprehension de l'influence de la MOD sur la speciation et la biodisponibilite des metaux suppose en outre que l'on connaisse precisement sa composition chimique ou plus exactement ses groupements fonctionnels. C'est pourquoi une partie de ces travaux est consacree a la caracterisation de la matiere organique dissoute d'origine naturelle et urbaine par son fractionnement selon le critere de polarite. Une caracterisation plus fine a ete realisee a l'aide des analyses fonctionnelles permettant ainsi de mieux aborder l'influence de la MOD sur la speciation et la biodisponibilite du cuivre. Parallelement a l'etude de caracterisation de la MOD, ce travail s'attache a mieux cerner le role de la MOD d'origine urbaine en particulier de la MOD hydrophile sur la speciation et la biodisponibilite du cuivre. Dans cet objectif, la technique potentiometrique a l'aide d'electrode ionique specifique ainsi que des biotests de toxicite aigue (Daphnia magna) ont permis :- d'etudier la complexation du cuivre par les MOD afin notamment de fournir des parametres de complexations des MOD hydrophiles peu connues jusqu'a present et ainsi mieux predire le transport des metaux en milieu urbain. - d'evaluer le role protecteur de la MOD d'origine urbaine sur la biodisponibilite du cuivre. Les resultats ont montre que la MOD issue des rejets urbains et rejetee dans le milieu recepteur presente des caracteristiques originales a savoir un fort pourcentage de MOD hydrophile, c'est a dire une faible hydrophobicite et un degre d'aromaticite peu marque soulignant le caractere peu refractaire de cette MOD. En revanche une plus grande diversite fonctionnelle de la MOD d'origine urbaine par rapport a la MOD naturelle a ete mise en evidence notamment par un taux de structures proteiques tres important. Les resultats obtenus vis-a-vis des MOD d'origine urbaine ont montre une reactivite particuliere vis-a-vis du cuivre. En effet les rejets urbains ont montre une teneur en sites complexant plus elevee que ce qu'il est observe pour des matieres organiques naturelles. Le role particulier de groupements amines dans la complexation du cuivre a ete mis en evidence. L'approche utilisee pour evaluer la biodisponibilite du cuivre a revele pour l'ensemble des MOD un effet protecteur vis-a-vis du cuivre sur les organismes vivants. Une correlation positive de cet effet avec la teneur en eaux usees ete mise en evidence, notamment pour les MOD des RUTP et plus particulierement pour la fraction hydrophile (HPI), signalant ainsi la forte influence de la MOD d'origine urbaine sur la biodisponibilite et la toxicite du cuivre