2009-2010 M2R CHARME sujet stage IRSN-Fevrier - protee

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2009-2010 M2R CHARME sujet stage IRSN-Fevrier - protee

MASTER SCIENCES ET TECHNOLOGIES

MENTION CHIMIE ET MATERIAUX

Spécialité: CHimie Analytique, Réactionnelle et Modélisation en Environnement

(CHARME)

PROPOSITION DE STAGE DE RECHERCHE

(Année Universitaire 2009-2010)

Titre du sujet de stage : Utilisation de la DGT en vue de prédire la biodisponibilité et la toxicité de

l'uranium pour les organismes aquatiques

Description du projet (10-15 lignes):

Le sujet proposé entre dans une thématique générale de recherches menées a l’IRSN visant à améliorer la

compréhension de la biodisponibilité de l’uranium dans les milieux aquatiques. En effet, celle-ci est

contrôlée majoritairement par sa spéciation chimique dans le milieu d'exposition ; les formes libres non

complexées et les complexes labiles d’un métal étant généralement considérés comme biodisponibles pour

les organismes vivants. Des études récentes tendent cependant à montrer que pour l'uranium, cette

hypothèse n’est que partiellement valide. D’autre part, la connaissance exacte de la spéciation d'un

élément dans un milieu donné est souvent impossible du fait d'un manque de techniques analytiques

appropriées. Des approches alternatives, telles que la modélisation géochimique, sont alors utilisées pour

simuler une spéciation possible de l'élément. L’utilisation de ces méthodes est pourtant restreinte, du fait

d'un manque de données thermodynamiques, de la non prise en compte des déséquilibres chimiques ou de

la cinétique de formation de certaines espèces. Une autre voie possible est l'utilisation de méthodes

analytiques, permettant d'accéder à une spéciation partielle de l'élément (mesure de l'ion libre par

électrode sélective, etc...). La DGT (Diffusive Gradients in Thin films) fait partie de ces techniques. Elle

permet de discriminer les espèces présentes en fonction de leur labilité (ie capacité à se dissocier),

enregistrée sur un temps donné. Cette technique a été utilisée avec succès sur plusieurs métaux traces, tels

que Cd, Cu ou Ni, mais peu de données existent sur les performances de cette technique vis à vis de

l'uranium. Des premiers travaux au laboratoire (Pelfrêne, 2008) ont permis de valider la réponse de la

DGT à l'uranium dans des milieux extrêmement simples (NaNO3-0.1 M, en présence ou non d'une

molécule complexante).

Le sujet de stage proposé a pour objectif de poursuivre les travaux engagés. Il visera plus particulièrement

à évaluer si la DGT peut être utilisé comme un outil permettant de prédire la biodisponibilité de l’uranium

pour un organisme aquatique, via des mesures de bioaccumulation et de toxicité sur un organisme simple,

la daphnie. Des DGT seront déployées dans le milieu de vie des daphnies et les concentrations d'uranium

mesurées par DGT seront comparées aux concentrations bioaccumulées dans les organismes. Les

expériences seront réalisées dans des conditions contrastées supposées avoir un impact sur la

bioaccumulation de l'uranium. On s'intéressera ainsi plus spécifiquement à l'effet de la concentration en

uranium, l'effet du pH, la présence de compétiteur pour la bioaccumulation, tels que Ca 2+ ou Mg 2+ , et la

présence de complexants forts de l'uranium, tels que EDTA ou citrate. En complément des expériences

menées dans des milieux synthétiques parfaitement caractérisés, une validation de l’approche sur des

échantillons d’eaux contenant de la matière organique naturelle sera envisagée. Les résultats seront

également interprétés au regard de simulations de la spéciation de l'uranium dans le milieu, par le code de

calcul JCHESS et la base de données développée par le laboratoire.

Le laboratoire possède une expérience de plusieurs années à la fois sur l'élément uranium et sur les tests

sur daphnie.

Une thèse pourra être envisagée à l'issue de ce master.

Pelfrêne A. 2008. Etude de faisabilité de l’utilisation de la DGT (Diffusive Gradient in Thin films) pour évaluer la

biodisponibilité de l’uranium. Rapport IRSN/DEI/SECRE 2008-068.

Techniques utilisées: DGT, spectrofluorescence, culture de daphnies

Compétences : chimie, biologie

Mots clés : DGT, uranium, complexation, labilité, biodisponibilité


Responsable(s) de Stage : Laureline Février

Tél : 04.42.19.95.17

Courriel : laureline.fevrier@irsn.fr

LABORATOIRE(S): Laboratoire de Radioécologie et d'Ecotoxicologie

Adresse : IRSN/DEI/SECRE/LRE – bat 186, Ce Cadarache, B.P. 3, 13 115 Saint Paul-lez-Durance Cedex

Possibilité de prolonger par une thèse (facultatif) : oui

Financement du stage: oui

Programme support :

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