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Biotechnologie-2013 : Biodisponibilité du mercure dans le sol de la plaine inondable de la fourche est du ruisseau Popular, Oak Ridge, Tennessee - Fengxiang Han - Jackson State University

 Fengxiang Han 

 Traditionnellement, dans le cadre de son défi de sécurité nationale, l'installation de protection nationale Y-12 de la branche américaine de l'énergie à OkRidge, dans le Tennessee, a obtenu une grande partie de l'approvisionnement en mercure élémentaire de la région. Au cours des années 1950 et 1960, une quantité massive de mercure élémentaire s'est échappée du confinement et est toujours présente dans le bassin versant entourant l'installation Y-12 en tant que puits à moyen terme, mais en tant qu'approvisionnement à long terme. Une série d'efforts de remédiation ont été déployés dans les bassins versants du site de OkRidge. Les objectifs de cette étude étaient d'étudier l'état actuel de la distribution du mercure et la résolution de la spéciation et de la biodisponibilité dans les sols de la plaine inondable d'East Fork Poplar Creek (EFPC) après une décennie de remédiation de la branche populaire de l'électricité. L'étude actuelle suggère en effet que la teneur totale en mercure dans les sols de la plaine inondable d'EFPC a considérablement diminué après une série de remédiations. Cette étude a montré l'efficacité à long terme de ces efforts de remédiation, en particulier après l'excavation de sols de plaines inondables particulièrement infectés. La forme fondamentale de mercure dans les sols inondables actuels de l'EFPC après ces années de remédiation est en particulier la forme spécifique de mercure non cinabre dans les minéraux argileux (fraction résiduelle extractible par HNO3 4M). Les résultats montrent également de fortes relations linéaires entre les concentrations de mercure dans les vers de terre locaux (sociétés matures et immatures) et la forme de mercure non cinabre, tandis que le mercure cinabre est moins biodisponible pour les vers de terre locaux. Les vers de terre indigènes peuvent être utilisés comme bio-indicateur écologique du mercure (biomarqueur) pour démontrer la biodisponibilité et l'écotoxicité du mercure dans l'atmosphère. L'évaluation initiale des risques pour la plaine inondable d'East Fork Poplar Creek (EFPC) à Ok Ridge, Tennessee, un site du superfund fortement contaminé par le mercure, était basée sur une dose de référence pour le chlorure mercurique. Le chlorure mercurique est cependant un composé soluble du mercure qui n'est pas censé être présent dans la plaine inondable, qui est souvent saturée d'eau. Des études précédentes avaient suggéré que le mercure dans la plaine inondable de l'EFPC était beaucoup moins soluble et donc probablement beaucoup moins biodisponible que le chlorure mercurique, ce qui rendait probablement les résultats de l'évaluation du risque excessivement conservateurs. Une observation de bioaccessibilité, conçue pour mesurer la quantité de mercure disponible pour l'absorption dans le tube digestif d'un enfant (le point final de la voie de risque critique le plus élevé), a été réalisée sur 20 sols de la plaine inondable de l'EFPC. Le mercure inaccessible moyen pour les 20 sols était de 5,3 %, contre 100 % du chlorure mercurique soumis aux mêmes conditions. La modification du système pour imiter plus étroitement les conditions dans le tube digestif n'a pas sensiblement modifié les résultats. Par conséquent, l'utilisation d'une dose de référence pour le chlorure mercurique à l'EFPC, et probablement sur d'autres sites contaminés par le mercure,Sans l'intégration d'un élément d'ajustement de biodisponibilité correspondant, le danger posé par le site peut également être surestimé. Traditionnellement, dans le cadre de sa mission de sécurité nationale, l'installation de protection nationale Y-12 du département américain de l'énergie à Ok Ridge, dans le Tennessee, recevait une fraction importante de l'approvisionnement mondial en mercure élémentaire. Au cours des années 1950 et 1960, une grande quantité de mercure élémentaire s'est échappée du confinement et est toujours présente dans le bassin versant entourant l'installation Y-12. Une série d'efforts de remédiation a été déployée dans les bassins versants autour du site d'Ok Ridge. Mais, plus récemment, l'attention portée au mercure total dans les poissons et l'eau du Lower East Fork Poplar Creek (EFPC) d'Ok Ridge a augmenté, même si la majorité de l'infection au mercure dans les sols locaux est présente sous forme de sulfure de mercure. Nous avons étudié l'extractibilité, la solubilité et la biodisponibilité du sulfure de mercure dans les sols d'Ok Ridge. La dynamique de la dissolution du sulfure de mercure à l'aide de divers extractants, tels que des acides et un agent chélateur, a été étudiée. Après 3 saisons de plantation, le sulfure de mercure du sol est plus facilement dissous par l'acide nitrique 4 M et 12 M que le réactif au sulfure de mercure naturel, comme l'indiquent leurs cinétiques de dissolution. La libération de mercure par l'EDTA à partir d'un sol contaminé par HgS augmente avec le temps de réaction et la teneur en mercure du sol. Ce produit chimique chélateur augmente la solubilité du mercure dans le sol de Ridge Ridge contaminé par HgS. Les effets montrent également que le sulfure de mercure dans les sols de Ridge Ridge contaminés devient encore jusqu'à un certain point biodisponible pour les fleurs. L'augmentation de la biodisponibilité du sulfure de mercure du sol après 3 saisons de plantation peut contribuer à l'augmentation récente des niveaux de mercure dans l'eau du ruisseau Lower East Fork (LEFPC) de Ridge Ridge. L'évaluation initiale des risques pour la plaine inondable d'East Fork Poplar Creek (EFPC) à OkRidge, dans le Tennessee, un site Superfund fortement contaminé par le mercure, s'est basée entièrement sur une dose de référence pour le chlorure mercurique. Le chlorure mercurique, cependant, est un composé soluble du mercure qui n'est pas censé être présent dans la plaine inondable, qui est régulièrement saturée d'eau. Les enquêtes précédentes avaient suggéré que le mercure dans la plaine inondable d'EFPC était moins soluble et donc probablement moins biodisponible que le chlorure mercurique, ce qui rend probablement les résultats de l'évaluation des risques excessivement conservateurs. Un test de bioaccessibilité, conçu pour mesurer la quantité de mercure disponible pour l'absorption dans le tube digestif d'un enfant (le principal critère d'évaluation de la voie de risque), a été réalisé sur 20 sols de la plaine inondable d'EFPC. Le mercure bioaccessible moyen pour les 20 sols était de 5,3 %, contre 100 % du chlorure mercurique soumis aux mêmes conditions.La modification de la manière de reproduire plus étroitement les situations dans le tube digestif n'a pas beaucoup modifié les résultats. Par conséquent, l'utilisation d'une dose de référence pour le chlorure mercurique à l'EFPC, et potentiellement sur d'autres sites infectés par le mercure, sans inclure un facteur d'ajustement de la biodisponibilité correspondant peut également surestimer le risque posé par le site. Biographie Fengxiang Han a obtenu son doctorat en 1998 à l'Université hébraïque de Jérusalem, en Israël. Il est professeur adjoint de chimie environnementale au département de chimie et de biochimie de l'Université Jackson State. Il a publié plus de 70 articles dans des revues à comité de lecture, un livre (par Springer) et a été membre du comité de rédaction de plusieurs revues internationales. fengxiang.han@jsums.edu