Abstract :

CAPAMIN a pour objectif de déterminer quelle est la capacité des terrils miniers à accueillir la faune des sols environnants et en particulier de déterminer l'impact des ETM présents dans ces sols dans la dynamique de colonisation par les invertébrés du sol. L'effet de 5 éléments traces métalliques sera plus particulièrement ciblé: le plomb, le zinc, l'arsenic, le cadmium et l'antimoine. A part le zinc, les 4 autres éléments sont nocifs pour les organismes vivants et sont non essentiels. La toxicité du plomb ou du cadmium pour un organisme vivant dans le sol n'est pas forcément relié directement à sa concentration totale dans les sols, mais par exemple à sa concentration sous forme d'ion libre (ex. Pb2+) dans la solution de sol. Les activités de la pédofaune sont multiples dans le sol. En effet, la formation de galeries est principalement réalisée par des animaux fouisseurs comme les lombrics ou certains micromammifères. Le réseau permanent de galeries peut augmenter la porosité de 20 à 100 %, ce sont les voies préférentielles d’écoulement dans les sols et le lieu favorable à la concentration des ETMs (entrainés par l'eau). Mais ce sont aussi ces voies qu’empruntent la faune du sol, car de taille inférieure elle s’y déplace plus facilement. Une de nos premières cibles sera les vers anéciques (effectuant des déplacements verticaux, des horizons profonds vers la surface), car ce sont des gros consommateurs de bactéries (bactéries qui potentiellement peuvent concentrer certains ETMs) et dont une partie est retenue dans leur corps. Une seconde partie est rejetée par les vers anéciques dans leurs turricules en surface. Dans ces agrégats, nous pouvons doser les ETMs ; de plus cela peut nous renseigner sur le degré et la nature des pollutions dans les horizons profonds, dont une partie est remontée par les vers. Une seconde cible sera les agents du microbrassage de la matière organique morte, bien moins spectaculaire mais, indispensable à la dégradation de ces molécules carbonées et azotée, issus de la photosynthèse et incorporées dans le sol. Au travers de la fragmentation des débris végétaux, le transport, le"remalaxage" des produits des déjections assurés par la mésofaune (Acariens, Collemboles), Les ETMs sont concentrés dans ces chaines trophiques. En effet, les ETMs « récupérés » dans les bactéries consommés par les protozoaires qui les concentrent, eux-mêmes consommés par les nématodes, à leur tour proies des acariens et des prédateurs supérieurs. Mais bon nombre des éléments (et donc des ETM) sont non digérés par leurs prédateurs et se retrouvent dans leur fèces qui elles sont re-ingurgitées par les arthropodes détritivores (Collemboles et certains Acariens) (Gobat et al., 2004). Les collemboles seront notre deuxième cible. En effet ceux ci, d’un point de vue physiologique fabriquent à l’intérieur de leur propre corps des cristaux d’urates qui seraient susceptibles d’isoler les éléments toxiques. Cristaux que nous pensons pouvoir analyser avec la résolution très fine de l’ablation laser. Les néosols du bassin minier de Gardanne sont issus de l'amoncellement de quantités considérables de stériles combinant les résidus de l'extraction minière de charbon mais aussi de cendres issus de la centrale thermique. Ils sont potentiellement riches en ETM tels l'arsenic ou le plomb. Pour le Vicdessos (Pyrénées), ils sont issus de résidus de l’exploitation de mines de fer et/ou d’argent, et secondairement ont reçus des dépôts provenant des usines de l’Aluminium de la basse vallée. Malgré nos premières expériences fructueuses dans l'analyse des ETM dans des arthropodes souterrains à l'aide d'un laser couplé à un ICP-MS, des développements méthodologiques et analytiques sont encore nécessaires. Ceci nous permettra d'affiner notre connaissance de la répartition des ETM dans les invertébrés du sol (ETM sur leur surface, à l'intérieur?). L'acquisition au sein de l'Observatoire Midi-Pyrénées (dont EcoLab est membre) d'un nouveau spectromètre à haute résolution nous permet de mesurer les plus infimes concentrations en ETM dans les organes dures ou mous des organismes du sol. Un développement analytique est toutefois nécessaire pour passer d'une qualification de la répartition des ETM à une quantification précise des concentrations. Les connaissances acquises lors de projets en cours et précédents (projet BioGeosSTIB, projet EESIPRAAM, projets de C. Keller et de ses étudiantes) (concentrations en etm dans les néosols, type de sols, sources de etm etc…) combinés aux résultats sur la diversité de la faune du sol et sa concentration en ETM nous permettront de déterminer quelle est l'importance des contaminations en ETM dans la capacité d'un néosol à accueillir la faune environnante. Combinés à concentrations mesurées dans les solutions de sol, cela nous permettra également de mieux comprendre les transferts d'ETM des néosols vers les organismes du sol.