La phytoremédiation désigne l'utilisation de plantes “hyperaccumulatrices” pour absorber les matières toxiques présentes dans le sol et s'accumuler dans leurs tissus vivants. (Image représentative : Pixabay)
La contamination des sols peut survenir pour diverses raisons, notamment la fabrication, l'extraction de minerais, les déversements accidentels, les déversements illégaux, les fuites de réservoirs de stockage souterrains, l'utilisation de pesticides et d'engrais, etc. Une étude publiée dans la revue de recherche JNKVVen 2015 a conclu que la pollution des sols par les métaux lourds “émerge à un rythme rapide” en Inde en raison de l'industrialisation.
Ces métaux lourds toxiques sont ensuite absorbés par les cultures vivrières et d'autres plantes avant qu'ils ne finissent par se frayer un chemin dans notre chaîne alimentaire, affectant directement la vie humaine ainsi que l'écologie. De nombreuses technologies ont vu le jour pour remédier à cette pollution des sols, mais selon un article publié dans la revue Agriculture, ces méthodes ont été “jugées comme manquant de durabilité car elles ont un coût élevé et ont elles-mêmes des effets néfastes”.
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Se tournant vers des technologies plus durables et respectueuses de l'environnement, les scientifiques ont développé des méthodes de « Phytoremediation », une méthode de remédiation qui utilise des organismes vivants comme les plantes, les microalgues et les algues. Une façon particulière d'éliminer les métaux lourds toxiques du sol comprend l'utilisation d'un “hyperaccumulateur” ; des plantes qui absorbent ces substances du sol.
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Un article publié dans la revue MDPI Agriculture intitulé “Utiliser les plantes méditerranéennes pour éliminer les contaminants de l'environnement du sol : une courte revue“, étudie le développement de cette méthode de remédiation.
Qu'est-ce qu'une plante hyperaccumulatrice ?
La phytoremédiation fait référence à l'utilisation de plantes “hyperaccumulatrices” pour absorber les matières toxiques présentes dans le sol et s'accumuler dans leurs tissus vivants. Même si la plupart des plantes accumulent parfois des substances toxiques, les hyperaccumulateurs ont la capacité inhabituelle d'absorber des centaines ou des milliers de fois plus de ces substances que la normale pour la plupart des plantes.
La plupart des plantes hyperaccumulatrices découvertes accumulent généralement du nickel et se trouvent sur des sols riches en nickel, en cobalt et, dans certains cas, en manganèse. Ces espèces hyperaccumulatrices ont été découvertes dans de nombreuses régions du monde dont la région méditerranéenne (principalement des plantes du genre Alyssum), des affleurements tropicaux au Brésil, à Cuba, en Nouvelle-Calédonie (territoire français) et en Asie du Sud-Est (principalement des plantes du genre Phyllanthus).
Comment la phytoremédiation avec des hyperaccumulateurs peut-elle être utilisée pour éliminer les métaux toxiques du sol ?
Des espèces végétales appropriées peuvent être utilisées pour « récupérer » les polluants du sol par leurs racines et les transporter vers leur tige, leurs feuilles et d'autres parties. Après cela, ces plantes peuvent être récoltées et soit éliminées, soit même utilisées pour extraire ces métaux toxiques de la plante.
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Ce processus peut être utilisé pour éliminer des métaux comme l'argent, le cadmium, le cobalt, le chrome, le cuivre, le mercure, le manganèse, le molybdène, le nickel, le plomb et le zinc ; des métalloïdes tels que l'arsenic et le sélénium ; certains radionucléides; et des composants non métalliques tels que le bore. Mais il ne peut pas être utilisé pour éliminer les polluants organiques du sol en raison de la dégradation métabolique.
Quels sont les avantages de la phytoremédiation avec des hyperaccumulateurs ?
L'un des principaux avantages de la phytoremédiation est le fait qu'elle est assez rentable par rapport aux autres méthodes de remédiation. Les seuls coûts majeurs liés sont liés à la gestion des cultures (plantation, désherbage, arrosage, fertilisation, taille, clôture, récolte, etc.). Cette méthode est également relativement simple et ne nécessite aucun nouveau type de technologie spécialisée. De plus, aucune source d'énergie externe n'est nécessaire puisque les plantes poussent à l'aide de la lumière du soleil.
Un autre avantage important de cette méthode est qu'elle enrichit le sol avec des substances organiques et des micro-organismes qui peuvent protéger ses qualités chimiques et biologiques. Aussi, pendant que les plantes poussent et accumulent les métaux lourds toxiques, elles protègent le sol de l'érosion due au vent et à l'eau.
Quels sont les inconvénients de la phytoremédiation avec des hyperaccumulateurs ?
Malgré tous ses avantages, ce type de phytoremédiation avec des hyperaccumulateurs a un gros inconvénient : c'est un processus très lent et chronophage. La restauration d'une zone avec ce processus peut prendre jusqu'à 10 ans ou plus. Cela signifie que la zone en question ne peut pas être utilisée à d'autres fins pendant dix ans au maximum, y compris la culture d'autres cultures et le pâturage des animaux. Cela s'accompagne d'un coût économique important, proportionnel à la taille de la zone à réhabiliter.
Mais cela s'accompagne également d'un autre inconvénient majeur. Les plantes pour mener cette réhabilitation doivent être soigneusement sélectionnées sur la base d'un grand nombre de caractéristiques ou elles pourraient agir comme une espèce envahissante, poussant hors de contrôle et bouleversant l'équilibre écologique délicat non seulement de la zone en réhabilitation, mais aussi de toute la région qu'elle fait partie.
Pour cette raison, les scientifiques proposent uniquement d'utiliser des espèces originaires de la région où le projet de phytoremédiation est entrepris. Cela présente également d'autres avantages : ces plantes seront déjà acclimatées à la région et il n'y aura pas de problèmes juridiques concernant l'achat, le transport et l'utilisation des semences.