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Réhabilitation de sols industriels contaminés aux hydrocarbures par mycoremédiation

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Dostie, Patrick (2017). Réhabilitation de sols industriels contaminés aux hydrocarbures par mycoremédiation. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Actuellement, 4195 terrains sont contaminés au Québec. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et les alcanes (C10-C50) sont présents dans 70 % de ces terrains contaminés. Le Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques du Québec (MDDELCC) réglemente les sols contaminés par des niveaux de contamination basés sur la concentration de masse des contaminants. Les mécanismes de transport des contaminants produisent différents types de sols contaminés, don't les sols contaminés de friches industrielles. Ces sols sont caractérisés par des hauts niveaux de contaminants adsorbés dans les micropores du sol. Les technologies de réhabilitation de sols contaminés utilisent des approches chimiques, thermiques, fixatives et biologiques pour éliminer les effets des contaminants sur l’environnement. Les approches biologiques reposent sur le contact entre l’espèce vivante et le contaminant. Les champignons se distinguent d’autres organismes par la sécrétion des enzymes, leur offrant la capacité de s’alimenter dans des environnements inaccessibles à d’autres règnes. Cette étude visait à étudier deux familles d’enzymes générées par des champignons pour la dégradation de deux groups d’hydrocarbures de sols contaminés : les Laccases, produites par Pleurotus ostreatus et qui dégradent les HAP ainsi que les Lipases, produits par Mucor rouxii, Aspergillius versicolor et Penicillium simplicissimum, dégradent les C10-C50. Cette étude explore les capacités de dégradation de ces champignons sur substrats solides homogénéisés dans des sols contaminés. Spécifiquement, les taux de dégradation des hydrocarbures et la détection enzymatique ont été étudiés. Des essais exploratoires ont d’abord permis de valider le potentiel de decontamination présenté dans la littérature et d’étudier les impacts du substrat solide sur la décontamination. P. ostreatus est le champignon qui a mené aux meilleurs taux de décontamination (51 % dégradation des HAP et 45 % dégradation des C10-C50). Les essais subséquents de cette etude ont par la suite porter sur les caractéristiques de l'environnement dans laquelle P. ostreatus cause la dégradation des hydrocarbures. Ces essais démontrent que la perturbation par homogénéisation réduit la capacité du champignon à dégrader les HAP légers. L’apport d’humidité par vaporisation, l’augmentation du volume de sol, l’augmentation de la concentration des HAP dans le sol brut affectent négativement la dégradation des HAP et des C10-C50. Au total, P. ostreatus a permis une dégradation dans 71 % (HAP) et 86 % (C10 C50) des essais après 21 jours. Cette étude démontre pour la première fois que P. ostreatus peut dégrader des C10-C50 présents dans des sols contaminés. Les études ultérieures devraient approfondir les connaissances sur les enzymes du champignon, élaborer les mécanismes pour augmenter l’échelle dans laquelle la dégradation peut être obtenue et se concentrer à créer un environnement humide pour la croissance du champignon.

Titre traduit

Rehabilitation of industrial hydrocarbon contaminated soil by mycoremediation

Résumé traduit

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) and alkanes (C10-C50) are common soil contaminants. The Ministry of Sustainable Development, Environment and the Fight Against Climate Change of Quebec determines acceptable levels of soil contamination based on the mass of contaminants in soil and land use. There are currently 4 195 contaminated sites in Quebec. Brownfields are a common type of contaminated site classified by the adsorption of contaminants to the micropores making them unavailable to microorganisms. Different technologies either remove, stabilise or degrade soil contaminants. Certain fungi produce enzymes capable of degrading organic contaminants. Mycoremediation is based on the degradation of the contaminants through direct contact with the enzymes produced by fungi. Laccase, produced by Pleurotus ostreatus, degrades PAH. Lipase, produced by Mucor rouxii, Aspergillius versicolor et Penicillium simplicissimum, degrades C10-C50. This study explores the degradative capacity of these solid-state mushrooms homogenised with brownfields contaminated soil. Specifically, degradation rates and the presence of enzymes will be analysed. Initially, P. ostreatus obtained the best results, with a maximal degradative capacity of 51 % for PAH and 45 % for C10-C50. Subsequent experiments were done to attempt maximizing this degradative capacity. These studies found that the fungi should not be disturbed once mycoremediation has begun. Disturbances, which include humidifying the surface and homogenisation negatively affect the degradative capacity. Overall, 71 % (PAH) and 86 % (C10-C50) of the trials decreased in contamination after 21 days. This study is the first to demonstrate the role of P. ostreatus in the degradation of C10-C50. Future studies should develop fundamental knowledge on the secretion of the enzymes by the mushroom and the limits in industrial-scale mycoremediation.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de l’environnement". Comprend des références bibliographiques (pages 71-82).
Mots-clés libres: sols contaminés de friches industrielles, biodégradation, mycoremédiation, Pleurotus ostreatus , technologies de réhabilitation de terrains contaminés
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Monette, Frédéric
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de l'environnement
Date de dépôt: 20 janv. 2021 14:02
Dernière modification: 20 janv. 2021 14:02
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1913

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