Éléments du cycle biogéochimique, spéciation et biodisponibilité élémentaire
21
Organisme
Solution
homogène
©
Lavoisier
- La
photocopie non
autorisée est un
délit
Membrane
plasmique
(6-9pm)
Mucus
ou paroi
(30-100nm)
Couche de
diffusion
(20-30pm)
MLbio
Figure 5 ■ Modèle conceptuel de biodisponibilité des éléments traces métalliques pour
les organismes aquatiques (d’après Campbell, 1995).
Ca2+, H+...). Cette approche du « Modèle du Ligand Biotique » {Biotic Ligand
Model : BLM - Di Toro et al., 2001) permet de considérer l’éventuelle biodisponibilité d’autres espèces métalliques que l’ion libre pour des sites de transport
spécifiques.
Un exemple concernant la biodisponibilité de l’uranium peut être donné pour
l’algue unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii (Fortin et al., 2004; 2007). L’addition de ligands connus de l’uranium dans le milieu d’exposition (phosphates,
citrates, EDTA) a permis de mettre en évidence une diminution de sa biodisponibilité (figure 6a) en bonne corrélation avec les calculs de spéciation et des
concentrations en ion libre UO2+ (figure 6b). Cependant, une étude de l’influence
du pH (pH 5 et 7) sur la biodisponibilité de l’uranium (VI) n’a pas permis dans ce
cas de valider une approche de type FIAM (figure 6c) : l’internalisation augmente
très significativement avec le pH (jusqu’à environ quatre fois) malgré une baisse
substantielle des concentrations en ion libre calculées (formation de complexes
avec les ions hydroxyles et carbonates). Dans ce cas, la modélisation des résultats nécessite d’inclure une composante supplémentaire à savoir une constante
non compétitive conditionnelle du pH (figure 6d). Ce phénomène suggère qu’à
ces deux pH soit la physiologie des cellules algales soit la nature des espèces en
solution est distincte. Ainsi, si la deuxième hypothèse s’avère confirmée, apparaissent en partie les limites du modèle de l’ion libre. La revue de Svadleykova
et Wilkinson (2005) répertorie les avantages, mais aussi les limites et voies de
développement actuelles de ce type d’approches. En outre, les facteurs physiologiques et comportementaux propres aux modèles biologiques étudiés doivent
aussi être considérés, en complément des paramètres influant la spéciation des
21
Organisme
Solution
homogène
©
Lavoisier
- La
photocopie non
autorisée est un
délit
Membrane
plasmique
(6-9pm)
Mucus
ou paroi
(30-100nm)
Couche de
diffusion
(20-30pm)
MLbio
Figure 5 ■ Modèle conceptuel de biodisponibilité des éléments traces métalliques pour
les organismes aquatiques (d’après Campbell, 1995).
Ca2+, H+...). Cette approche du « Modèle du Ligand Biotique » {Biotic Ligand
Model : BLM - Di Toro et al., 2001) permet de considérer l’éventuelle biodisponibilité d’autres espèces métalliques que l’ion libre pour des sites de transport
spécifiques.
Un exemple concernant la biodisponibilité de l’uranium peut être donné pour
l’algue unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii (Fortin et al., 2004; 2007). L’addition de ligands connus de l’uranium dans le milieu d’exposition (phosphates,
citrates, EDTA) a permis de mettre en évidence une diminution de sa biodisponibilité (figure 6a) en bonne corrélation avec les calculs de spéciation et des
concentrations en ion libre UO2+ (figure 6b). Cependant, une étude de l’influence
du pH (pH 5 et 7) sur la biodisponibilité de l’uranium (VI) n’a pas permis dans ce
cas de valider une approche de type FIAM (figure 6c) : l’internalisation augmente
très significativement avec le pH (jusqu’à environ quatre fois) malgré une baisse
substantielle des concentrations en ion libre calculées (formation de complexes
avec les ions hydroxyles et carbonates). Dans ce cas, la modélisation des résultats nécessite d’inclure une composante supplémentaire à savoir une constante
non compétitive conditionnelle du pH (figure 6d). Ce phénomène suggère qu’à
ces deux pH soit la physiologie des cellules algales soit la nature des espèces en
solution est distincte. Ainsi, si la deuxième hypothèse s’avère confirmée, apparaissent en partie les limites du modèle de l’ion libre. La revue de Svadleykova
et Wilkinson (2005) répertorie les avantages, mais aussi les limites et voies de
développement actuelles de ce type d’approches. En outre, les facteurs physiologiques et comportementaux propres aux modèles biologiques étudiés doivent
aussi être considérés, en complément des paramètres influant la spéciation des