Evaluation expérimentale de la phytodisponibilité du cuivre et du cobalt dans les sols des écosystèmes métallifères de l’Arc cuprifère katangais - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Chapitre D'ouvrage Année : 2018

Experimental assesment of phytoavailability of copper and cobalt in soils from metalliferous ecosystems in the Copperbelt of Katanga

Evaluation expérimentale de la phytodisponibilité du cuivre et du cobalt dans les sols des écosystèmes métallifères de l’Arc cuprifère katangais

Résumé

In metalliferous soils, the bioavailability of potentially toxic metals is known as the main driver of the nature and distribution of vegetation communities. Bioavailability is controlled by factors such as the nature of the parental material and the physical-chemical conditions, Bogaert J., Colinet G. & Mahy G., 2018. Anthropisation des paysages katangais. Gembloux, Belgique : Presses Universitaires de Liège-Agronomie-Gembloux. Anthropisation des paysages katangais 194 which drive the behaviour of metals in the soil solution. We aimed to assess the Cu and Co bioavailability in the soils of representative vegetation units from metalliferous ecosystems of the Tenke Fungurume complex in the Katangan Copperbelt. Anisopappus davyi was cultivated in pots on these soils as well as on both contaminated and non-contaminated reference soils. The bioavailability was assessed through plant behaviour (survival, size, content in Cu and Co) and was related to the soil characteristics. The latter included the chemical fractionation of Cu and Co evaluated by geochemical modelling and chemical extraction (HF+HNO 3 +HClO 4 for total content, CH 3 COONH 4 + EDTA at pH 4.65 for available fractions and CaCl 2 for soluble fractions). Results showed a strong effect of soils properties on the behaviour and characteristics of A. davyi, which appeared to be linked to the degree of soil contamination. The available and soluble fractions were both highly correlated to the total fraction. However, the available fraction seemed to be the most closely related to plant response. In soils, pH controls the availability and solubility of elements for similar levels of total content. According to geochemical modelling, Cu was mainly linked to organic fractions and Fe oxides while Co was linked to organic fractions and Mn oxides. Our study confirmed the complementary nature of the various approaches used for the evaluation of metal phytoavailability.
Dans les sols métallifères, la biodisponibilité des éléments potentiellement toxiques est un fac-teur important de la nature et de la distribution des communautés végétales qui s'y développent. Cette disponibilité est contrôlée par plusieurs facteurs dont la nature des matériaux parentaux et les conditions physico-chimiques dans les sols qui conditionnent le comportement des métaux dans la solution du sol. Notre étude vise à évaluer la biodisponibilité du Cu et du Co dans les sols de quelques unités de végétation caractéristiques des écosystèmes métallifères du complexe Tenke Fungurume dans l'Arc cuprifère katangais. Une culture en pots d'Anisopappus davyi a été réalisée sur ces sols, ainsi que sur un témoin contaminé par l'industrie minière et un témoin non contaminé. La biodisponibilité a été évaluée par les réponses plantes (survie, taille et teneurs en Cu et Co) et mise en relation avec les caractéristiques du sol, dont le fractionnement chimique estimé par modélisation géochimique ou par extraction chimique (HF+HNO 3 +HClO 4 pour les teneurs totales, CH 3 COONH 4 + EDTA à pH 4,65 pour les fractions disponibles et CaCl 2 pour les fractions solubles). Les résultats indiquent un effet marqué des sols sur le comportement et les caractéristiques de A. davyi qui peut être expliqué par le degré de contamination des sols. Les fractions disponibles et solubles sont fortement corrélées à la fraction totale. Néanmoins, c'est la fraction disponible qui semble la mieux reliée à la réponse plante. Le pH contrôle la disponibilité et la solubilité des éléments pour des niveaux équivalents de teneurs totales. D'après la modèli-sation géochimique, le Cu est majoritairement lié aux fractions organiques et aux oxydes de Fe tandis que le Co est lié aux fractions organiques et aux oxydes de Mn. Les différentes approches se montrent complémentaires pour la caractérisation de la phytodisponibilité des métaux étudiés.

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hal-02265971 , version 1 (13-08-2019)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02265971 , version 1

Citer

Donato Kaya Muyumba, Olivier Pourret, Amandine Liénard, Michel-Pierre Faucon, Gregory Mahy, et al.. Evaluation expérimentale de la phytodisponibilité du cuivre et du cobalt dans les sols des écosystèmes métallifères de l’Arc cuprifère katangais. Jan BOGAERT; Gilles COLINET; Grégory MAHY. Anthropisation des paysages katangais., Presses Universitaires de Liège, pp.193-213, 2018, 978-2-87016-147-0. ⟨hal-02265971⟩
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