Etude des effets d'inhibition du cadmium et du plomb et leur phytoaccumulation par la plante aquatique et épuratrice Lemna gibba

Abstract

La phytoremédiation constitue une nouvelle technologie permettant de dépolluer l’environnement contaminé en utilisant des plantes. L’espèce végétale doit posséder un fort pouvoir de tolérance, d’accumulation et une production importante de biomasse. La lentille d’eau Lemna gibba, une espèce autochtone Algérienne, peut être une bonne candidate pour l’élimination des métaux lourds et l’excès de nutriments des milieux aquatiques. Dans la première partie de ce travail, l'adaptation de la plante aquatique L.gibba au stress causé par le cadmium (Cd) et le Plomb (Pb) individuellement ou en mélange binaire lors de leur accumulation est examinée. De ce fait, la réponse physiologique de L.gibba lors de son exposition à ces métaux ainsi que les quantités accumulées ont été déterminées. Les concentrations testées de Cd sont de 0.01, 0.1 et 1 mg / L et celles de Pb de 0.1, 1 et 10 mg/L. Dans les mélanges binaires, la co-contamination de la plante est réalisée avec les concentrations suscitées de Cd et 0.1 ou 1 mg/L de Pb. Les résultats ont montré que la plante a accumulé les métaux lourds sélectionnés sans induire de toxicité apparente. Les frondes semblent être en bonne santé (vigoureuses et vertes). La toxicité s’est manifestée par l’inhibition de la croissance de la lentille d’eau ne dépassant pas 42% dans le cas de sa contamination individuelle par Cd et Pb. Une inhibition moins importante est observée dans les mélanges binaires Cd+Pb. De ce fait, le type d’interaction entre les deux contaminants est antagoniste. A partir des valeurs calculées du facteur de bioconcentration (FBC), ce paramètre indispensable à l’évaluation de la capacité de la plante à accumuler les contaminants, il ressort que la lentille d’eau est un bon “accumulateur” de Cd et de Pb à partir du milieu de culture contaminé individuellement par chaque métal. Par ailleurs, l’accumulation peut être modérée à faible dans le milieu de culture co-contaminé. Dans la deuxième partie de cette étude, l’effet des métaux lourds individuellement ou en combinaison sur l’abattement des nitrates (NO3 -) et des phosphates (PO4 3-) par Lemna gibba a également été examiné ainsi que le suivi de l’évolution de la concentration des métaux dans le milieu de culture et celle du pH. A partir des résultats, il apparaît que : o Le maximum d’élimination des phosphates est obtenu au 4éme jour à 1mg/L de Cd (90.32%) et à 1 mg/L de Pb (97.57%). Quant aux nitrates, des taux de réduction allant de 47.22% à 79.31% et de 48.57% à 80.91% sont obtenus en présence de Cd et de Pb respectivement. En présence du mélange binaire Cd+Pb, les taux d’élimination des phosphates dépassent 80% alors que l’abattement des nitrates s’est révélé très faible. o Les pourcentages d’élimination de Cd et de Pb par Lemna gibba à partir des solutions contenant le mélange binaire de Cd et 0.1 mg/L de Pb sont compris entre 6- 100% pour Cd et entre 66-100% pour Pb. Par ailleurs, l’élimination de Cd est faible dans le milieu de culture co-contaminé par Cd et 1 mg/L de Pb. La présence individuelle de Pb dans le milieu de culture contaminé par à 1et 10 mg/L, a conduit à un maximum de réduction de 57% et 86.58% respectivement. o La concentration de Cd, Pb, nitrates et des phosphates diminue considérablement du milieu de culture, les deux premiers jours.