Study of the accumulation and the effects of volatile organic compounds ( BTEX) in bryophytes
Étude de l'accumulation et des effets des composés organiques volatils (BTEX) chez les bryophytes
Résumé
During the last decades, the atmospheric pollution becameone of the major environmental and health problems of our society. Because of its historic context, the region Nord Pas-de-Calais was one of the first regions to support and to value the vegetable biomonitoring of the air quality. The aim of this thesis is to study the phenomenon of accumulation and the impacts of volatile organic compounds (VOCs) in bryophytes. These researches are built up around two axis: in the one hand, the accumulation of the benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX); on the other hand, the intra-cellular effects on benzene in Tortula ruralis, analysing the variations of the expression of biomarkers of oxidative stress . Experimentations both in controlled conditions and in situ, led on the littoral of Dunkirk, allowed to establish phenomenon of balance of the concentrations in BTEX between our plant model and the air. In situ, the contents of BTEX in mosses are strongly influenced by the meteorological factors, and mainly the strength of winds. Furthermore, the atmospheric concentrations in PM10 particles would facilitate the accumulation of the BTEX in moss. Nevertheless, BTEX contents in moss are generally not correlated with the atmospheric concentrations. About the biomarkers of the oxidative stress, some variations of their expression are observed in mosses because of natural biological parameter. These variations would be due to the poïkilohydric characteristic of the mosses and their capacity to resist to the variations of their state of hydration. So, the biomarkers of oxidative stress which are often measured in the ecotoxicological studies, would not be adapted for the study of the effects in the terrestrial bryophytes.
Les conséquences sanitaires et environnementales de la pollution atmosphérique sont devenues au cours des dernières décennies un des problèmes majeurs de notre société. Sensibilisée à cette problématique, la région Nord Pas-de-Calais a été l'une des premières régions à soutenir et à valoriser la biosurveillance végétale de la qualité de l'air. Les travaux scientifiques réalisés dans le cadre de cette thèse ont pour objectif d'étudier les phénomènes d'accumulation et les impacts des composés organiques volatils (COV) chez les bryophytes. Articulées autour de deux axes, les recherches menées visaient à étudier, d'une part, l'accumulation des benzène, toluène, ethylbenzène et xylènes (BTEX), d'autre part, des effets au niveau cellulaire, du benzène chez Tortula ruralis, par l'analyse des variations de l'expression de biomarqueurs de stress oxydant. Des expérimentations complémentaires in situ , sur le littoral dunkerquois, et en conditions contrôlées ont permis d'établir des phénomènes d'équilibre des concentrations en BTEX entre notre modèle végétal et l'air. In situ, les teneurs en BTEX chez les mousses sont fortement conditionnées par les paramètres météorologiques, et principalement la force des vents. De plus, les concentrations atmosphériques en particules PM10 favoriseraient l'accumulation des BTEX chez la mousse. Mais d'une manière générale, les mousses n'accumulent pas les BTEX de façon corrélée aux teneurs dans l'atmosphère. Concernant l'expression des biomarqueurs de stress oxydant, des variations naturelles des paramètres biologiques mesurés sont observées chez la mousse. Ces variations seraient liées à la nature poïkilohydrique des mousses, leur capacité de reviviscence et aux aptitudes qu'elles ont développées pour résister aux variations de leur état d'hydratation. Ainsi, les biomarqueurs de stress oxydant souvent recherchés dans les études d'écotoxicologie, ne seraient pas adaptés pour l'étude des effets chez les bryophytes terrestres.
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