© Lavoisier
- La
photocopie non
autorisée est un
délit
Éléments du cycle biogéochimique, spéciation et biodisponibilité élémentaire
9
- ses propriétés acidobasique (définition selon Brônsted) ;
- sa classification en acide ou base de Lewis ou classification de Pearson
(cf. partie 1, chapitre 2) dont découlent ses affinités pour différents types de
bases (OH-, PO4-, SO^-, Cl-, RS-...) ou d’acides (H+, Na+, Cu2+, Ag+...) ;
- son rayon ionique (Pauling, Shannon, Marcus...) en fonction du nombre de
coordination;
- son électronégativité (échelle de Pauling) ou la tendance qu’il aura à établir
des liaisons covalentes ou des interactions électrostatiques ;
- ses propriétés thermodynamiques en fonction des ligands présents, mises en
évidence par les constantes de stabilité (Log K ou Log p) et les produits de
solubilité (Ks).
L’ensemble de ces propriétés permet d’approcher les processus d’interaction
métal-ligand (e.g. complexation, adsorption, échange d’ions...) en solution et aux
interfaces liquides/solides/organismes par des outils de modélisation généralement basés sur une approche thermodynamique à l’équilibre ou analytique. Cela
concerne les ligands inorganiques dissous (OH-, CO^-, NO^, PO^-...), organiques dissous (EDTA, DTPA, NTA...), les macromolécules organiques présentes
dans la solution (e.g. substances humiques ou fulviques) ou rencontrées dans les
organismes vivants (e.g. les protéines, acides aminés et/ou acides nucléiques),
ainsi que les différentes surfaces réactives des minéraux (e.g. argiles minéralogiques, oxy-hydroxydes de métaux, carbonates...) ou des organismes vivants dans
le milieu d’intérêt (e.g. micro et macro-organismes, racines...). Dans la mesure où
l’ensemble de ces acteurs a un rôle sur la distribution et la nature des formes d’un
élément entre et au sein des phases liquide/solide et gazeuse, il est donc nécessaire
de les déterminer correctement (nature et concentration) dans le milieu d’intérêt.
Enfin, dans le cas particulier des radionucléides, il faut tenir compte de la
nature isotopique des éléments car chaque isotope radioactif d’un même élément
a une activité spécifique et un mode de désintégration propre (z.e. type de rayonnement émis : alpha, bêta, gamma ou X). La provenance d’un élément comme
l’uranium, dont la composition isotopique varie en fonction des traitements subis
lors de son utilisation dans le cycle du combustible ou de son retraitement, peut
conduire à une variation de sa composition isotopique, entraînant ainsi une variation plus ou moins importante de l’activité spécifique du mélange isotopique et
par conséquent de la dose délivrée aux organismes après internalisation. De plus,
des isotopes d’un même élément peuvent avoir des comportements biologiques
différents (e.g. effet, cinétique d’absorption ou d’élimination). Le plutonium peut
être cité à titre d’exemple : il y a un facteur 100 entre l’activité spécifique du 238Pu
et celle du 239Pu (ATSDR, 2007); cette différence engendre des niveaux de radiolyse et de comportement différentiels sur des organes cibles. De même, il a été
montré sur des rongeurs que l’uranium s’accumule de manière différentielle au
sein de sous-structures cérébrales, après contamination interne par des mélanges
isotopiques distincts d’un facteur 5 au niveau de leur activité spécifique (Houpert
et al., 2005).
- La
photocopie non
autorisée est un
délit
Éléments du cycle biogéochimique, spéciation et biodisponibilité élémentaire
9
- ses propriétés acidobasique (définition selon Brônsted) ;
- sa classification en acide ou base de Lewis ou classification de Pearson
(cf. partie 1, chapitre 2) dont découlent ses affinités pour différents types de
bases (OH-, PO4-, SO^-, Cl-, RS-...) ou d’acides (H+, Na+, Cu2+, Ag+...) ;
- son rayon ionique (Pauling, Shannon, Marcus...) en fonction du nombre de
coordination;
- son électronégativité (échelle de Pauling) ou la tendance qu’il aura à établir
des liaisons covalentes ou des interactions électrostatiques ;
- ses propriétés thermodynamiques en fonction des ligands présents, mises en
évidence par les constantes de stabilité (Log K ou Log p) et les produits de
solubilité (Ks).
L’ensemble de ces propriétés permet d’approcher les processus d’interaction
métal-ligand (e.g. complexation, adsorption, échange d’ions...) en solution et aux
interfaces liquides/solides/organismes par des outils de modélisation généralement basés sur une approche thermodynamique à l’équilibre ou analytique. Cela
concerne les ligands inorganiques dissous (OH-, CO^-, NO^, PO^-...), organiques dissous (EDTA, DTPA, NTA...), les macromolécules organiques présentes
dans la solution (e.g. substances humiques ou fulviques) ou rencontrées dans les
organismes vivants (e.g. les protéines, acides aminés et/ou acides nucléiques),
ainsi que les différentes surfaces réactives des minéraux (e.g. argiles minéralogiques, oxy-hydroxydes de métaux, carbonates...) ou des organismes vivants dans
le milieu d’intérêt (e.g. micro et macro-organismes, racines...). Dans la mesure où
l’ensemble de ces acteurs a un rôle sur la distribution et la nature des formes d’un
élément entre et au sein des phases liquide/solide et gazeuse, il est donc nécessaire
de les déterminer correctement (nature et concentration) dans le milieu d’intérêt.
Enfin, dans le cas particulier des radionucléides, il faut tenir compte de la
nature isotopique des éléments car chaque isotope radioactif d’un même élément
a une activité spécifique et un mode de désintégration propre (z.e. type de rayonnement émis : alpha, bêta, gamma ou X). La provenance d’un élément comme
l’uranium, dont la composition isotopique varie en fonction des traitements subis
lors de son utilisation dans le cycle du combustible ou de son retraitement, peut
conduire à une variation de sa composition isotopique, entraînant ainsi une variation plus ou moins importante de l’activité spécifique du mélange isotopique et
par conséquent de la dose délivrée aux organismes après internalisation. De plus,
des isotopes d’un même élément peuvent avoir des comportements biologiques
différents (e.g. effet, cinétique d’absorption ou d’élimination). Le plutonium peut
être cité à titre d’exemple : il y a un facteur 100 entre l’activité spécifique du 238Pu
et celle du 239Pu (ATSDR, 2007); cette différence engendre des niveaux de radiolyse et de comportement différentiels sur des organes cibles. De même, il a été
montré sur des rongeurs que l’uranium s’accumule de manière différentielle au
sein de sous-structures cérébrales, après contamination interne par des mélanges
isotopiques distincts d’un facteur 5 au niveau de leur activité spécifique (Houpert
et al., 2005).