Evidence that Soil Properties and Organic Coating Drive the Phytoavailability of Cerium Oxide Nanoparticles

Autor: Blanche Collin, Samuel Legros, Philippe Ortet, Olivier Proux, Isabelle Kieffer, Catherine Santaella, Mélanie Montes, Matthieu Bravin, Mélanie Auffan, Jean-Louis Hazemann, Mohamed Barakat, Claire Chevassus-Rosset, Emmanuel Doelsch, Bernard Angeletti, Clément Layet
Přispěvatelé: Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Ecologie Microbienne de la Rhizosphère et d'Environnements Extrêmes (LEMIRE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Recyclage et risque (UPR Recyclage et risque), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Matériaux, Rayonnements, Structure (MRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Matériaux, Rayonnements, Structure (NEEL - MRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Recyclage et risque (Cirad-Persyst-UPR 78 Recyclage et risque), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), MRS - Matériaux, Rayonnements, Structure, Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Cerium oxide
Nanoparticle
02 engineering and technology
Phytochimie
010501 environmental sciences
Plant Roots
01 natural sciences
Soil
Solanum lycopersicum
Coating
Sol sableux
Soil Pollutants
Nanotechnologie
Sol argileux
media_common
2. Zero hunger
chemistry.chemical_classification
biology
Cerium
021001 nanoscience & nanotechnology
Pollution
Environmental chemistry
[SDE]Environmental Sciences
0210 nano-technology
P02 - Pollution
P33 - Chimie et physique du sol
Relation plante sol
media_common.quotation_subject
Inorganic chemistry
chemistry.chemical_element
Festuca arundinacea
engineering.material
Poaceae
complex mixtures
Environmental Chemistry
Organic matter
Propriété physicochimique du sol
Technique analytique
0105 earth and related environmental sciences
General Chemistry
15. Life on land
biology.organism_classification
chemistry
Soil water
engineering
Nanoparticles
Zdroj: Environmental Science and Technology
Environmental Science and Technology, American Chemical Society, 2017, 51 (17), pp.9756-9764. ⟨10.1021/acs.est.7b02397⟩
Environmental Science and Technology, 2017, 51 (17), pp.9756-9764. ⟨10.1021/acs.est.7b02397⟩
ISSN: 0013-936X
1520-5851
DOI: 10.1021/acs.est.7b02397⟩
Popis: International audience; The ISO-standardized RHIZOtest is used here for the first time to decipher how plant species, soil properties, and physical chemical properties of the nanoparticles and their transformation regulate the phytoavailability of nanoparticles. Two plants, tomato and fescue, were exposed to two soils with contrasted properties: a sandy soil poor in organic matter and a clay soil rich in organic matter, both contaminated with 1, 15, and 50 mg-kg(-1) of dissolved Ce-2(SO4)(3), bare and citrate coated CeO2 nanoparticles. All the results demonstrate that two antagonistic soil properties controlled Ce uptake. The clay fraction enhanced the retention of the CeO2 nanoparticles and hence reduced Ce uptake, whereas the organic matter content enhanced Ce uptake. Moreover, in the soil poor in organic matter, the organic citrate coating significantly enhanced the phytoavailability of the cerium by forming smaller aggregates thereby facilitating the transport of nanoparticles to the roots. By getting rid, of the dissimilarities between the root systems of the different plants and the normalizing the surfaces exposed to nanoparticles, the RHIZOtest demonstrated that the species of plant did not drive the phytoavailability, and provided evidence for soil plant transfers at concentrations lower than those usually cited in the literature and closer to predicted environmental concentrations.
Databáze: OpenAIRE
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