Analyse physico-chimique des rejets atmosphériques industriels
Ozone
1. Effets des pollutions
atmosphériques sur les plantes :
l’exemple de l’ozone
1.Origine de l’ozone
2. Symptômes
3. Toxicité
4. Systèmes anti-oxidants
2. 1. L’origine de l’ozone
• L’ozone est une molécule triatomique formée
de 3 atomes d’oxygenes O3
Il est naturellement présent dans l’atmosphère
terrestre, formant la stratosphère mais il est un
polluant dans la troposphère.
3. L’ozone troposphérique
• Il est un polluant d’origine anthropique il
est généré par les activites humaines.
• Une petite partie est naturellement produite
au-dessous des zones enforestées, ou après
des incendies naturels de forêts.
4. Formation de l’ozone troposphérique
• L’ozone troposphérique est formé à partir des
polluants précurseurs, sous l’effet du
rayonnement solaire (UV).
NO2 NO + O puis O + O2 O3
(En présence d’autres oxydants, sinon, NO2 se
reforme : NO + O3 NO2 + O2 )
5. L’ozone et les plantes
La plupart des végétaux sont sensibles à l’ozone,
mais cette sensibilité s’exprime à des degrés très
différents d’une espèce à l’autre et même entre
individus d’une même espèce.
• Les espèces les plus vulnérables sont:
le blé, le soya, la laitue, l’oignon, la tomate, le
tornesol
• La pomme de terre, le tabac, la colza
paraissent un peu moins sensibles.
6. 2. Symptomes: effects de l’ozone sur le
fonctionnement des plantes
• C’est à travers les stomates que les polluants
atmosphériques diffusent vers l’intérieur de la
feuille.
• La quantité de polluants absorbés dépendent :
1.de la concentration en polluant dans l’air
2.du degré d’ouverture des stomates.
7. 1. Les dégâts:
Les dégâts foliaires sont les plus spectaculaires.
Ils se manifestent par l'apparition de tâches ou
de nécroses à la surface des feuilles
On les observe habituellement après un
« pic » de pollution.
8. • Il existe des variétés de trèfle et de tabac très
sensibles à l'ozone : des nécroses apparaissent à la
surface de leurs feuilles après quelques heures
d'exposition à l'ozone utilisées lors d'opérations
de biosurveillance de la qualité de l'air.
Nécroses dues à l'ozone sur une feuille de tabac
10. 2. Les dommages:
Ce sont des perturbations du métabolisme sans
dégâts apparents, mais qui conduisent à une
diminution de la croissance ou de la productivité
des cultures.
Les principaux dommages sont dus à :
• 1. la réduction de la photosynthèse
• 2. l'augmentation de la respiration
11. L'accroissement de la sénescence des
feuilles
• La sénescence est le phénomène de
vieillissement par lequel les feuilles jaunissent,
sèchent et finissent par mourir.
• Sous l'effet de l'ozone, les feuilles vieillissent
12. Impacts de l’ozone sur les plantes
cultivées
• l'AOT40 rend compte :
1. des fortes concentrations en ozone de l'air
(supérieures à 40 ppb)
2. de la durée pendant laquelle les plantes sont
exposées.
• le rendement du blé en région parisienne a
été réduit en moyenne d'environ 10% par
rapport à une situation non polluée.
13. • Plantes affaiblies par l'ozone peuvent être plus
sensibles aux parasites, aux maladies, et la
sécheresse.
Browning on potato leaves shows evidence of
exposure to high concentrations of ozone
14. Impacts de l'ozone sur les végétations
naturelles
• En ce qui concerne les plantes « sauvages », la
plupart des espèces n'ont pas été étudiées et
seulement le comportement de certaines de
ces plantes a été étudié.
15. • Même si quelques espèces paraissent aussi
sensibles que les plantes cultivées , il
semblerait toutefois que la plupart soient assez
tolérantes à l'ozone.
Effets de l'ozone sur le géranium des bois :
rougissement des feuilles
16. Toxicité
STRESS OXYDATIF: déséquilibre entre la
production de ROS dans la cellule et celle
d’antioxydants.
ROS: espèces réactives de l’oxygène.
Les espèces en lien avec l’entrée de l’ozone
dans la cellule sont: le peroxyde d’hydrogène
H2O2, le superoxyde O2(-), l’oxygène singulet
O2(*).
18. Les effets de ces trois ROS
L’oxygène singulet est terriblement toxique pour
la cellule (dégradation des structures plastidiales).
Le superoxyde et le peroxyde d'hydrogène
peuvent normalement être formés dans la cellule
pour réaliser la photoprotection (adaptation à court
terme du fonctionnement des chloroplastes lors des
variations rapides de l’éclairement).
19. Système antioxydant
Un antioxydant est une molécule qui empêche
l’oxydation d’espèces appartenant à un couple
réducteur/oxydant. Ici, elle est un mécanisme de
défense face à la chaîne destructrice des
radicaux libres.
20. Le glutathion et l’acide ascorbique
• Le glutathion provient de la condensation de
trois acides aminés: l’acide glutamique, la
cystéine, et la glycine. Il permet le maintien du
potentiel redox dans la cellule. En effet, il
existe sous forme réduite GSH, et sous forme
oxydée GSSG.
• L’acide ascorbique est un acide organique. Le
plus connu est le acide L-ascorbique: c’est la
vitamine C.
21. Le cycle glutathion-acide ascorbique
Il existe alors plusieurs enzymes nécessaires à ce
cycle:
• ascorbate pérydase APX: Elle joue un rôle dans ta
détoxication des peroxydes, par exemple H2O2.
Son substrat est l'ascorbate.
Ascorbate + peroxyde d'hydrogène =
deshydroascorbate + H2O
Monodéhydroascorbate réductase MHAR:
NADH + H+ + 2 monodehydroascorbate NAD+ + 2
ascorbate
22. Le cycle glutathion-ascorbate
• déhydroascorbate réductase MHAR: elle utilise le
glutathion pour réduire le déshydroascorbate.
Déhydroascorbate + 2 GSH = ascorbate + GSSG.
• glutathion réductase GR: Le glutathion sous
forme réduite (GSH) est retrouvé grâce à la
réduction de sa forme oxydé (GSSG) par le
NADPH.
24. Autres enzymes au rôle antioxydant
Il existe alors plusieurs enzymes nécessaires à ce
cycle:
• ascorbate péroxydase APX: Elle joue un rôle dans
ta détoxication des peroxydes, par exemple
H2O2. Son substrat est l'ascorbate.
Ascorbate + peroxyde d'hydrogène =
deshydroascorbate + H2O.
• glutathion réductase GR: Le glutathion sous
forme réduite (GSH) est retrouvé grâce à la
réduction de sa forme oxydé (GSSG) par le
NADPH.
25. Conclusion:
Le stress oxydatif n’est pas spécifique de l’ozone.
Plusieurs facteurs biotiques et abiotiques
entraînent la production des mêmes ROS.
