Réponse physiologique d’espèces ligneuses à un sol contaminé en PCP et ACC dans un contexte de phytoremédiation

Abstract

Les sols contaminés représentent un enjeu environnemental mondial. La phytoremédiation qui est l’usage des plantes pour décontaminer les sols est une avenue prometteuse. Or, peu d’espèces indigènes ont été étudiées à ce jour. C’est pour quoi l’objectif de cette recherche fut d’établir le potentiel de neuf¬¬ espèces ligneuses indigènes du nord-est de l’Amérique du Nord pour la phytoremédiation d’un substrat contaminé mixte en pentachlorophénol (PCP 38 ± 22 mg/kg) et en arséniate de cuivre chromaté (ACC; As : 360 ± 420 mg/kg, Cu : 195 ± 93 mg/kg, Cr 190 ± 24 mg/kg). Les espèces étaient Acer saccharinum, Alnus crispa, Cornus stolonifera, Physocarpus opulifolius, Rhus typhina, Salix bebbiana, Salix eriocephala, Sambucus canadensis et Viburnum trilobum. Une expérience en serre a été réalisée dont la moitié des individus étaient exposés à un substrat aride de type technosol (traitement non contaminé). Leur performance a été comparée avec des individus exposés au même substrat, mais contaminé en PCP et ACC de manière à recréer un déversement accidentel (traitement contaminé). La survie, la photosynthèse, la conductance, le rendement quantique maximum du PSII (Fv/Fm), la fréquence du développement racinaire et l’absorption d’As, de Cu et de Cr dans les tiges ont été mesurés. L’hypothèse selon laquelle le rang de performance des espèces du traitement non contaminé allait être inversé par rapport au rang du traitement contaminé a été vérifiée. Les résultats ont confirmé mon hypothèse, ce qui laisse croire que les traits favorisant la productivité en milieu non contaminé peuvent devenir un désavantage en milieu contaminé. Ainsi, le choix d’une plante phytoremédiatrice devrait reposer sur un niveau de performance intermédiaire observé en milieu non contaminé afin que celle-ci demeure productive en milieu contaminé, ce qui fut le cas de Salix bebbiana.

Contaminated soils represent a worldwide environmental issue. Phytoremediation which is the use of plants to decontaminate soils is a promising technology. However, until now few native species were studied. This is why the objective of this research was to evaluate the potential of nine native tree and shrub species from northeastern America for the phytoremediation of mixed contaminated soil with pentachlorophenol (PCP 38 ± 22 mg/kg) and chromated copper arsenate (CCA; As: 360 ± 420 mg/kg, Cu: 195 ± 93 mg/kg, Cr 190 ± 24 mg/kg). The species were Acer saccharinum, Alnus crispa, Cornus stolonifera, Physocarpus opulifolius, Rhus typhina, Salix bebbiana, Salix eriocephala, Sambucus canadensis and Viburnum trilobum. Individuals were exposed to an arid technosol substrate (non-contaminated treatment) and their performance was compared with individuals exposed to the same substrate but contaminated with PCP and CCA in order to recreate an accidental spill (contaminated treatment). Survival, photosynthesis, maximum quantum yield of PSII (Fv/Fm), occurrence of root development, and uptake of As, Cu, and Cr in the stems were measured. The hypothesis stating that the species performance rank of the non-contaminated treatment would be reversed as compared to the contaminated treatment was tested. The results confirmed this hypothesis, indicating that the traits favoring productivity in a non-contaminated environment would become a disadvantage in a contaminated environment. Hence, the choice of a plant species for phytoremediation should reside on an intermediary level of performance observed in a non-contaminated environment in order for it to stay productive in a contaminated environment. This was the case for Salix bebbiana.