Détermination des facteurs du sol modulant la biodisponibilité et l'accumulation des métaux pour l'escargot (cantareus aspersus)

Les procedures reglementaires actuelles d'evaluation des risques environnementaux (ERE) des sols contamines par les metaux ne considerent ni les proprietes physico-chimiques des sols ni les mecanismes biologiques qui conditionnent pourtant la biodisponibilite des contaminants. L’objectif de cette these est l’etude des mecanismes modulant la biodisponibilite des metaux pour l’escargot Cantareus aspersus (syn. Helix aspersa), invertebre vivant a l’interface sol-plante-air (maillon intermediaire, saprophage, phytophage, de chaines alimentaires). La biodisponibilite est principalement evaluee ici en mesurant l’accumulation (concentrations internes en metaux apres 28 jours d’exposition) et les flux d’assimilation. L’influence de parametres edaphiques sur la disponibilite et la biodisponibilite des metaux des sols et la contribution des sources de contamination (sols/plantes) des escargots constituent les variables etudiees dans deux conditions d'exposition : In situ, sur les douze sites du programme ADEME Bioindicateurs 2, nous avons identifie grâce aux regressions multivariees que le carbone organique (Corg), les oxydes (de fer et d’aluminium) et la CEC modulent l’accumulation du Cd, du Pb, du Cr et du Zn ainsi que l’assimilation du Cd, du Pb. Par contre, les parametres des sols n’affectent ni l’accumulation et l’assimilation de l’As, ni l’accumulation du Sb. Ces etudes revelent la faible biodisponibilite de l’As et du Sb dans les sols des sites etudies. La concentration totale et les caracteristiques des sols permettent d’expliquer 40 a 67% de l’accumulation de metaux dans les escargots. L’integration d’autres compartiments, notamment la vegetation, pourrait ameliorer la comprehension des variations de biodisponibilite pour les escargots. Ces resultats ont permis de proposer des concentrations internes de references (CIREF) d’escargots exposes sur les sites non contamines. Determinees pour As, Cd, Cr, Cu, Pb et Zn, ces CIREF, confrontees aux concentrations internes d’escargots exposes sur des sites diversement contamines en metaux, ont permis de caracteriser la biodisponibilite variable des metaux. La methode d’interpretation proposee (SET : Somme des Exces de Transfert) peut ainsi aider a definir les priorites de gestion environnementale non plus seulement sur la base des concentrations totales en metal dans le sol mais sur une evaluation biologique des risques integrant l'influence des proprietes du sol sur la biodisponibilite des metaux pour les escargots. En laboratoire, a partir d’un sol agricole artificiellement modifie (contamination, pH et taux de matiere organique) nous avons determine que la source principale d'assimilation du Pb est le sol (90%) tandis que celle du Cd est la laitue (80%). Pour ces 2 metaux, une diminution de deux unites de pH du sol augmente la contribution de la laitue, tandis qu’une augmentation du taux de matiere organique du sol augmente la contribution du sol. A l’aide de 17 autres sols issus d’un site contamine, nous avons observe que le pH, la CEC et les oxydes (Fe et Al) modulent la biodisponibilite du Cd, du Pb et du Zn pour les escargots. Pour ces sols, la concentration totale en metal du sol et la fraction extractible a l’EDTA sont utilisables pour evaluer respectivement la biodisponibilite du Pb et Cd. Les resultats obtenus suggerent que les escargots ont acces a la fraction des metaux fortement lies a la phase solide du sol. Pour le Zn, aucune methode chimique seule ne permet d’estimer sa biodisponibilite, cette derniere etant predite seulement en associant la concentration totale et les caracteristiques du sol (pH et oxydes d’Al et de Fe). L’ensemble des resultats souligne la necessite de prendre en compte les facteurs et les mecanismes qui modulent la biodisponibilite des metaux pour modeliser au mieux leur accumulation et leur assimilation par les escargots. Aucune methode chimique unique d’estimation de la biodisponibilite des metaux n’ayant pu etre determinee, nous preconisons l’utilisation de mesures biologiques qui refletent mieux la reelle biodisponibilite.