Devenir des contaminants chimiques dans l’environnement après irrigation de sols agricoles avec des eaux usées traitées et désinfectées

Méthodologie : Le projet associera des études fondamentales en laboratoire (étude des mécanismes de formation et de transformation des sous- produits dans l’eau, dans les sols et dans des légumes), en faisant varier différents facteurs (types de sols, types d’eaux - eaux usées synthétiques dopées en sous-produit de chloration et eaux usées traitées réelles-, taux d’humidité des sols, température de l’eau et des sols) et des études au champ, en milieu réel (collaboration avec le lycée agricole de Valabre qui met à disposition une parcelle pour cette étude). Lors des essais en laboratoire, des eaux usées traitées seront dopées avec des sous-produits de chloration marqués, ce qui permettra de suivre plus précisément le devenir de ces molécules au sein des compartiments, eau-sol-légume (dont racine, tige, feuille). Les légumes retenus pour cette étude seront des jeunes radis car ils représentent un scénario « pire cas » : ils poussent dans les sols et sont donc en contact direct avec les eaux usées traitées et désinfectées et au contact du sol irrigué. Ils présentent également l’avantage de pousser assez rapidement et d’avoir un système racinaire suffisamment développé pour pouvoir être analysé par la suite. Les expérimentations (en laboratoire et au champ) seront monitorées en termes de suivi d’humidité des sols, de température, de conductivité et de potentiel d’oxydo-réduction.

Ces travaux nécessiteront la mise au point de développements analytiques importants pour l’extraction/préconcentration/purification des composés ciblés et pour l’identification des sous-produits formés dans les différentes matrices (eaux, sols, racines, tiges, feuilles, légumes). Les méthodes analytiques reposeront principalement sur l’utilisation de la chromatographie en phase liquide et gazeuse couplée à la détection par spectrométrie de masse et par capture d’électrons (LC-MS, GC-MS-ECD), et sur la chromatographie isotopique (GC-C-IrMS) pour suivre le devenir de molécules marquées.

A côté du volet chimie analytique (analyses ciblées et non ciblées) et chimie réactionnelle (identification des mécanismes de transformation, et étude des processus de translocation) qui prendra la part prépondérante dans ce projet, une collaborations avec l’IMBE (équipe POpulations, Paysages, Communautés & cOnservation, Anne-Marie Farnet qui sera co-encadrante de cette thèse) permettra également d’étudier les modifications des communautés microbiennes du sol induites par l’irrigation avec ces eaux usées traitées et désinfectées, et de tester leurs effets sur les activités microbiennes du sol (protéases et uréases, deux marqueurs de la transformation de la matière organique issue des effluents, respiration basale et diversité fonctionnelle microbienne via le profil physiologique au niveau catabolique) et sur la biomasse microbienne.

Le Laboratoire de Chimie de l'Environnement (LCE) est une Unité Mixte de Recherche (UMR7376) ayant pour tutelles l'Université Aix-Marseille et le CNRS. Les domaines d'activité du LCE concernent :

• la détermination des cinétiques et des mécanismes chimiques et photochimiques de transformation et de transfert des contaminants dans l'air, l'eau et les sols
• le développement de méthodes analytiques innovantes pour l'analyse des contaminants dans l'air et dans l'eau.

Sur ces thématiques, des recherches à caractères fondamental et appliqué sont conduites. Les études fondamentales ont pour objectif de faire avancer les connaissances dans le domaine de la chimie analytique de l'environnement et de l'évolution chimique et physico-chimique des contaminants dans les compartiments de l'environnement (air, eau, sol).

Ces connaissances sont mises à profit pour répondre aux attentes sociétales sur la gestion des écosystèmes naturels et anthropiques en appuyant la surveillance de la qualité environnementale sur le suivi de la qualité chimique de cet environnement et de son évolution. Ces connaissances sont également utilisées pour répondre aux besoins du monde économique pour la surveillance des eaux d'adduction et des atmosphères de travail et/ou de production, l'optimisation des process de fabrication et la gestion des effluents gazeux et/ou liquides. Cela se concrétise par de nombreuses collaborations avec des PME-PMI et/ou de grands groupes dans de nombreux secteurs tels que la micro-électronique, la pétrochimie, la distribution d'eau etc.

Ainsi, le LCE s'est clairement engagé dans une voie de recherche innovante, en développant en amont de la surveillance environnementale, une compréhension de la chimie des milieux. Ces travaux permettent à terme de proposer des méthodologies et/ou des outils de surveillance, de contrôle et d'évaluation de la qualité des environnements naturels et anthropiques.

Le/la candidat(e) recherché(e) doit être inscrit(e) dans un master de chimie analytique ou de chimie de l’environnement ou équivalent, de préférence obtenu avec au minimum une moyenne de 14/20. Il/elle devra avoir de bonnes connaissances en chimie analytique (méthodes spectroscopiques et chromatographiques, si possible GC/ECD, GC/MS, LC/MS) et il/elle devra être attiré(e) par les problématiques concernant les sous-produits de chloration et la thématique gloable de la reut.