Interaction of radioelements (Ra, U) with diatoms - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Interaction of radioelements (Ra, U) with diatoms

Interaction des radioéléments (Ra, U) avec les diatomées

Résumé

Diatoms are ubiquitous unicellular microalgae that are commonly used as bioindicators to evaluate the impact of contaminations on the ecological health of aquatic ecosystems. In recent decades, diatoms have received increasing attention as a decontamination material for removing heavy metals from contaminated effluents or for in situ bioremediation purposes. However, the interactions between diatoms and radioelements, e.g., uranium (U) and radium (Ra), remain relatively unclear and poorly documented. Therefore, this work aims to study, at both the macroscopic and molecular level, the interaction of U and Ra with a xenic Achnanthidium saprophilum diatom culture in which a naturally occurring bacterial community is symbiotically associated to diatoms. Batch-type U and Ra bio-association experiments are performed to evaluate the adsorbed and incorporated fractions of U/Ra in the diatom culture. Besides, various microscopic and spectroscopic techniques are applied to investigate the localization and speciation of U at the cellular level. Results demonstrate the significant bioassociation of U and Ra with the diatoms and highlight the important role of carboxylic and phosphate groups in the U-diatoms interaction. Both adsorption and incorporation are observed for U and Ra in the diatom culture, with their distribution depending on the diatom growth phase and on the contact time. This work contributes to a better understanding of the interaction of U and Ra with the xenic diatom culture and also highlights the contribution of the bacteria symbiotically associated with the diatoms to the overall interactions.
Les diatomées sont des microalgues unicellulaires omniprésentes sur Terre et utilisées comme bioindicateurs pour évaluer l'impact de contaminations sur les écosystèmes aquatiques. Elles font également l'objet d'une attention croissante en tant que matériel de décontamination de métaux lourds d’effluents contaminés ou à des fins de biorestauration in situ. Cependant, les interactions entre les diatomées et les radioéléments, notamment l'uranium (U) et le radium (Ra), restent peu documentées. Ce travail vise à étudier tant au niveau macroscopique que moléculaire, les interactions de U et du Ra avec une culture xénique de diatomées Achnanthidium saprophilum, dans laquelle une communauté bactérienne est naturellement associée de manière symbiotique. Des expériences de bio-association de U et du Ra sont faites en présence de diatomées afin d’évaluer les fractions en U/Ra adsorbées et incorporées. En parallèle, diverses techniques de microscopie et de spectroscopie sont appliquées pour étudier la localisation et la spéciation de U au niveau cellulaire. Les résultats démontrent une bio-association significative de U et du Ra avec les diatomées et soulignent le rôle important des groupes carboxyliques et phosphates dans l'interaction U-diatomées. Les deux mécanismes d’adsorption et d’incorporation ont pu être mis en évidence pour U et Ra, la répartition entre les fractions adsorbées et incorporées dépendant de la phase de croissance des diatomées et du temps de contact entre les micro-algues est les radioéléments. Ce travail met également en évidence la contribution significative des bactéries symbiotiquement associées aux diatomées aux interactions globales.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04496021 , version 1 (08-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04496021 , version 1

Citer

Yihua He. Interaction of radioelements (Ra, U) with diatoms. Analytical chemistry. Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique, 2023. English. ⟨NNT : 2023IMTA0376⟩. ⟨tel-04496021⟩
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