Figure 2 - uploaded by Cécile Boyer
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Source publication
Ce travail de thèse a concerné l'étude des phénomènes d'absorption et d'incorporation sous forme organique du tritium dans un végétal de consommation courante, la laitue (Lactuca sativa L.), en réponse à une exposition atmosphérique. Il apparaît que la voie foliaire joue un rôle primordial dans l'absorption du tritium au sein de l'eau tissulaire de...
Contexts in source publication
Context 1
... chez tous les êtres vivants, l'unité fonctionnelle de base des plantes est la cellule. Le schéma des différents organites constitutifs d'une cellule végétale est représenté en Figure 2. ...
Context 2
... les auteurs ont montré que ce taux d'incorporation varie fortement en fonction du stade de développement du végétal et des conditions environnementales durant la croissance (influence de la température, de l'irradiation solaire, de l'indice foliaire, de l'hygrométrie du sol et de l'air) (Atarashi-Andoh et al., 2002;Vichot et al., 2008b;. D'autres données expérimentales, reportées par H. Lee pour un groupe de travail du programme EMRAS de l'AIEA (« soybean scenario » (IAEA, 2008)), confirment cette variation du taux d'incorporation en fonction de l'âge du végétal. Ces données portant sur l'exposition de plants de soja (Glycine max) à des niveaux atmosphériques élevés de tritium en conditions de culture artificielles. ...
Context 3
... effet, les spécialistes de la radioécologie du tritium sont divisés sur les définitions même de ces deux fractions, et par voie de conséquence, sur la méthodologie à suivre pour les mesurer ( Baumgartner and Donhaerl, 2004;IAEA, 2007b). Ceci explique en grande partie la disparité des résultats obtenus par différents laboratoires dans le cadre d'exercices d'intercomparaison (Workman et al., 2005). ...
Context 4
... mesures de photosynthèse et de transpiration dans un système ouvert de ce type sont basées sur la différence des concentrations en CO2 et H2O entre un flux d'air en contact avec la feuille étudiée (échantillon), et un flux d'air de référence n'entrant pas en contact avec elle (cf. Figure 20). Les caractéristiques de l'air entrant dans la chambre de mesure sont imposées (hygrométrie, concentration en CO2, température…). ...
Context 5
... photosynthétique enregistrée croît avec l'augmentation de la lumière jusqu'à un seuil de saturation (cf. Figure 22). La valeur de l'intensité lumineuse de 400 µmol de photons m -2 s -1 retenue pour les mesures correspond à une activité photosynthétique importante, mais non maximale de la feuille. ...
Context 6
... principe de fonctionnement du four utilisé dans cette étude a été largement décrit dans la littérature (Bogen et al., 1973;Garland and Ameen, 1979;Guenot and Belot, 1984;Takashima et al., 1987;Lockyer and Lally, 1993;Kim and Baumgärtner, 1994;Brudenell et al., 1997;Pointurier et al., 2003). Ce dispositif est présenté par le schéma de la Figure 25 et les clichés de la Figure 26; il se compose de deux unités chauffantes traversées par un tube en quartz et d'un piège froid. Le premier four, mobile, permet la combustion progressive de l'échantillon ; le deuxième four, fixe, contient un catalyseur qui conduit à l'élimination des impuretés (notamment des composés soufrés). ...
Context 7
... principe de fonctionnement du four utilisé dans cette étude a été largement décrit dans la littérature (Bogen et al., 1973;Garland and Ameen, 1979;Guenot and Belot, 1984;Takashima et al., 1987;Lockyer and Lally, 1993;Kim and Baumgärtner, 1994;Brudenell et al., 1997;Pointurier et al., 2003). Ce dispositif est présenté par le schéma de la Figure 25 et les clichés de la Figure 26; il se compose de deux unités chauffantes traversées par un tube en quartz et d'un piège froid. Le premier four, mobile, permet la combustion progressive de l'échantillon ; le deuxième four, fixe, contient un catalyseur qui conduit à l'élimination des impuretés (notamment des composés soufrés). ...
Context 8
... distribution statistique du rapport entre les masses d'eau de combustion réellement mesurées et théoriquement produites en fonction de la masse brûlée, obtenues pour un grand nombre d'échantillons de laitue sèche (n = 181), est présentée dans les Figure 27 et Figure 28. L'ensemble des valeurs présente une allure gaussienne, centrée autour d'une valeur moyenne du rapport proche de 1. Afin de vérifier cette distribution, nous avons appliqué nos données expérimentales à une densité de probabilité suivant la loi normale définie par la relation (32). ...
Context 9
... distribution statistique du rapport entre les masses d'eau de combustion réellement mesurées et théoriquement produites en fonction de la masse brûlée, obtenues pour un grand nombre d'échantillons de laitue sèche (n = 181), est présentée dans les Figure 27 et Figure 28. L'ensemble des valeurs présente une allure gaussienne, centrée autour d'une valeur moyenne du rapport proche de 1. Afin de vérifier cette distribution, nous avons appliqué nos données expérimentales à une densité de probabilité suivant la loi normale définie par la relation (32). ...
Context 10
... rapport entre les masses d'eau de combustion réellement mesurées et théoriquement produites Néanmoins, la Figure 27 fait apparaître deux sous-populations de données. La première population correspond aux combustions réalisées sur des échantillons dont la masse est supérieure à 1 g ; les points sont compris dans la gaussienne établie précédemment. ...
Context 11
... tenu des contraintes expérimentales, il n'a pas toujours été possible de travailler avec des masses supérieures à 1 g. Nous avons fait le choix de traiter tous les échantillons collectés, quelle que soit leur masse, en considérant que 85,6% de l'ensemble des valeurs du rapport entre les masses d'eau de combustion réellement mesurée et théoriquement produite sont comprises dans l'intervalle de 3 écarts-types autour de l'espérance mathématique (entre 0,33 et 1,65) d'après le tableau des classes présenté en Figure 28. En écartant les données obtenues pour des masses brûlées inférieures à 1 g, cette fraction est de 94,5%. ...
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impact test and quasi-static tension and bending were conducted to investigate the effect of irradiation on moistur...
![Fig. 6. Comparison with [33].](profile/Xiaoli-Xi-2/publication/328746211/figure/fig5/AS:801752571973633@1568164117512/Comparison-with-33_Q320.jpg)
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Citations
... Leur volume annuel est estimé à 557000 km3. Figure 2 : Schéma global du cycle de l'eau en milieu tempéré océanique (d'après Keller, 1980). Ce schéma correspond à une zone modérément boisée, mais fortement cultivée et urbanisée (Boyer, 2009) Une partie des précipitations peut être interceptée par la végétation et rejoindre l'atmosphère par évaporation ou sublimation. Dans les zones chaudes, la pluie non interceptée par la végétation fournit les eaux de ruissellement qui, en se réunissant, forment les cours d'eau. ...
... Il est désormais largement admis que l'incorporation du tritium sous forme liée à la matière organique du végétal se fait avec un faible fractionnement isotopique (e.g., McFarlane, 1976 ;Kim et Baumgartner, 1991 ;Belot, 1996 ;Baumgartner et Kim, 1997 ;Boyer, 2009). Récemment, des auteurs rapportent les sources d'incertitudes associées aux valeurs empiriques de fractionnement isotopique (Le Goff, P., 2014). ...
... Ces processus constituent les modes essentiels d'incorporation du tritium sous forme organique dans le végétal. Ainsi, il est démontré depuis longtemps que seule l'eau tritiée HTO (eau ou vapeur) est susceptible d'être incorporée dans les végétaux autotrophes (Belot et Métivier, 1996, Boyer et al., 2009) par échange avec la vapeur d'eau tritiée de l'atmosphère, via les stomates des parties aériennes de la plante et par le système racinaire, à partir de l'eau tritiée contenue dans le sol. ...
En 2010, l’ASN a produit un livre blanc sur le tritium synthétisant les connaissances scientifiques sur le comportement du tritium dans l’environnement et son impact sanitaire, en considérant le développement de nouvelles installations (EPR, ITER) et les modes de production du tritium (ASN, 2011). Cet ouvrage présentait en outre des recommandations sur les axes de recherches à développer afin d’améliorer plus encore les connaissances sur un certain nombre de points particuliers.
Ce rapport présente une synthèse des connaissances acquises depuis ces recommandations, qu’il rappelle succinctement, en particulier les avancées de la recherche et les réflexions actuelles, en s’appuyant sur les publications récentes à l’échelle internationale ainsi que sur les travaux réalisés récemment ou en cours au sein de l’IRSN. Ce document s’intéresse plus particulièrement à la métrologie du tritium, depuis l’échantillonnage et la préparation des échantillons jusqu’aux performances et limites des méthodes d’analyse, au comportement et au devenir du tritium dans l’environnement, ainsi qu’aux niveaux mesurés dans les différents compartiments/écosystèmes et à leur interprétation en fonctions des origines/sources.
Ce travail de synthèse présente en particulier une revue des connaissances sur les formes physico-chimiques (spéciation) du tritium, sur sa rémanence dans l’environnement et enfin sur son transfert vers la chaîne alimentaire.
... Tritiated water vapor or tritiated water released from nuclear industries in the atmosphere or in rivers, respectively, is easily incorporated as tissue-free water tritium into living organisms and may label organic tissues as organically-bound tritium forms through metabolic processes, especially photosynthesis in the case of plants. Fast equilibrium is reached between HTO in biological matrices and tritiated water in the surrounding environment while long residence time characterizes OBT dynamics (Boyer, 2009;Choi et al., 2002;IAEA, 2014;Kim et al., 2013b;Murphy, 1990;Thompson et al., 2015;Vichot et al., 2008) leading to tritium persistence within living organisms of the environment. ...
... It was long ago demonstrated that tritiated water (water or water vapor) is incorporated into autotrophic plants (Belot et al., 1996;Boyer, 2009) through exchange with tritiated water vapor from the atmosphere, via the stomata of the aerial parts of the plant and through the root system, from tritiated water in the soil. Some models show (1) a good fit between the model's predictions and the variability of the TFWT concentrations observed, and (2) the need to add a component with rapid kinetics to improve the OBT predictions (Le . ...
Various studies indicated more or less recently that organically bound tritium (OBT) formed from gaseous or liquid tritium releases into the environment potentially accumulates in organisms contradicting hypotheses associated to methods used to assess the biological impact of tritium on humans (ASN, 2010). Increasing research works were then performed during the last decade in order to gain knowledge on this radionuclide expected to be increasingly released by nuclear installations in the near future within the environment. This review focusses on publications of the last decade. New unpublished observations revealing the presence of technogenic tritium in a sedimentary archive collected in the upper reaches of the Rhône river and findings from the Northwestern Mediterranean revealing in all likelihood the impact of terrigenous tritium inputs on OBT levels recorded in living organisms are also presented. Identifying and understanding the physicochemical forms of tritium and the processes leading to its persistence in environmental compartments would explain most observations regarding OBT concentrations in organisms and definitively excludes that tritium would "bio accumulate" within living organisms.
... In our study, tritium forms discrimination is defined as the ratio between OBT and TFWT. There is a major disparity in the values assigned to forms discrimination in the literature (Melintescu and Galeriu, 2017) -both for in situ (Amano et al., 1995, Davis et al., 2002, 2005, Hisamatsu et al., 1987, 1989, Inoue and Iwakura, 1990, Kotzer and Workman, 1999, Korolevych et al., 2014 and in laboratory experiments (Baumg€ artner et al., 2001;Boyer, 2009;Kim and Baumg€ artner, 1994;McFarlane, 1976;Spencer and Dunstall, 1986) -with an average ratio of 1.92 ± 1.42 (k ¼ 2) (Jean-Baptiste et al., 2011) or 1.32 ± 0.83 (k ¼ 2) (LeGoff et al., 2014). This disparity leads to uncertainty in the results obtained using tritium transfer models which use the forms discrimination value to estimate OBT formed from TFWT (IAEA, 2000). ...
Uncertainties remain regarding the fate of atmospheric tritium after it has been assimilated in grasslands (ryegrass) in the form of TFWT (Tissue Free Water Tritium) or OBT (Organically Bound Tritium). One such uncertainty relates to the tritium forms discrimination during transfer from TFWT to OBT resulting from photosynthesis (OBTphoto), corresponding to the OBTphoto/TFWT ratio. In this study, the OBT/TFWT ratio is determined by experiments in the laboratory using a ryegrass model and hydroponic cultures, with constant activity of tritium in the form of tritiated water (denoted as HTO) in the “water” compartment (liquid HTO) and “air” compartment (HTO vapour in the air). The OBTphoto/TFWT ratio and the exchangeable OBT fraction are measured for three parts of the plant: the leaf, seed and root. Plant growth is modelled using dehydrated biomass measurements taken over time in the laboratory and integrating physiological functions of the plant during the first ten days after germination. The results suggest that there is no measurable discrimination of tritium in the plant organic matter produced by photosynthesis.
... Dans les conditions normales d'utilisation, les rendements mesurés sur le four sont de l'ordre de 98-99 % (Boyer, 2009 • la lyophilisation en utilisant un Heto Drywinner PL 3000. ...
... Représentation schématique du dispositif d'extraction du tritium organiquement lié(Boyer, 2009) ...
Tritium is the radioactive isotope of hydrogen. It can be integrated in most of the biological molecules. Even if its radiotoxicity is weak, effects of tritium could be increased if it can concentrate in some critical compartments of beings. In order to better understand the tritium circulation in the environment and highlight constants of transfer between compartments, we have studied the tritiation of different agricultural matrices chronically exposed to tritium. The first step of our study is the validation of the different techniques used to prepare our sample. We have also demonstrated that it was possible to store environmental samples in the Valduc centre and have underlined some biases due to the extraction of free water. Some ways of improvements are proposed. A hypothesis has also been formulated on the origin of an original isotopic fractionation effect during the extraction of the free water of milk. In the environmental study, the specific activities measured on plants confirm the importance of the atmospheric exposure on their tritiation. No difference in the tritiation has been measured between wheat, barley and colza. Some differences have been measured in the tritiation of some organic components of vegetal matrices. These results underline the interest of continuing this kind of study. We have also compared the tritiation of the main hydrogenated components of milk,first, component to component, then, sample to sample. Some origins of the measured differences have been shown. We have demonstrated the correlation between the specific activities of drinking water and the free water of milk as between the tritiations of dry matter of cattle's food and of the main organic components of milk. Our results show also the importance of the metabolism on the distribution of tritium in the different compartments. The overall synthesis of our results show the importance of the dilution of hydrogen in the considered environmental compartments, above the isotopic effects, even in a food chain chronically exposed to tritium.
... Dans les conditions normales d'utilisation, les rendements mesurés sur le four sont de l'ordre de 98-99 % (Boyer, 2009 ...
... Représentation schématique du dispositif d'extraction du tritium organiquement lié(Boyer, 2009) ...
Tritium is the radioactive isotope of hydrogen. It can be integrated in most of the biological molecules.Even if its radiotoxicity is weak, effects of tritium could be increased if it can concentrate in somecritical compartments of beings. In order to better understand the tritium circulation in the environment and highlight constants of transfer between compartments, we have studied the tritiationof different agricultural matrices chronically exposed to tritium. The first step of our study is thevalidation of the different techniques used to prepare our sample. We have also demonstrated that itwas possible to store environmental samples in the Valduc centre and have underlined some biasesdue to the extraction of free water. Some ways of improvements are proposed. A hypothesis has alsobeen formulated on the origin of an original isotopic fractionation effect during the extraction of the free water of milk. In the environmental study, the specific activities measured on plants confirm the importance of the atmospheric exposure on their tritiation. No difference in the tritiation has beenmeasured between wheat, barley and colza. Some differences have been measured in the tritiation ofsome organic components of vegetal matrices. These results underline the interest of continuing thiskind of study. We have also compared the tritiation of the main hydrogenated components of milk,first, component to component, then, sample to sample. Some origins of the measured differences havebeen shown. We have demonstrated the correlation between the specific activities of drinking waterand the free water of milk as between the tritiations of dry matter of cattle’s food and of the mainorganic components of milk. Our results show also the importance of the metabolism on thedistribution of tritium in the different compartments. The overall synthesis of our results show the importance of the dilution of hydrogen in the considered environmental compartments, above theisotopic effects, even in a food chain chronically exposed to tritium.
... Des campagnes annuelles de mesures du tritium incorporé dans la matière organique des végétaux sont également réalisées. Des études à caractère scientifique sont par ailleurs régulièrement menées (Vichot et al., 2007 ;Vichot et al., 2008 ;Boyer, 2009 ;Boyer et al., 2009aBoyer et al., , 2009b. ...
... Deux types d'expériences ont été conduites (Boyer, 2009) pour mieux appréhender les mécanismes d'incorporation du tritium dans la matière organique des plantes à partir de l'eau de l'air et du sol. Des plants de laitue à trois âges différents ont été placés pendant 24 heures dans une atmosphère contenant de l'eau tritiée, en présence ou en l'absence de lumière (Figs. 4 et 5). ...
The objective of this document is to describe the behavior of tritium in the environment from the site survey data of a French research center. Since the late 60s, the nuclear site of Valduc has discharged tritium gas and tritiated water into the atmosphere. Those discharges have led to a transfer to the nearby groundwater and rivers. An assessment of the tritium migrating through the hydrogeological system during the 1969-2009 period is presented. Surface survey data also provide a lot of information about transfers by the air pathway to the different compartments: air, rain, soil, plants and animals. The ratios between the different compartment concentrations show that air-leaf transfer is significant, that rain and air deposition are of the same order of magnitude, and that a relatively good equilibrium exists between the free and organic material water of plants. Some outdoor experiments confirm, in agreement with the literature, the level of incorporation in organic materials. Outside the center, water always remained below the present WHO limit of quality for drinkable water. The radiological impact has been assessed and is presently less than 1 mu Sv.y(-1) for individuals of the local population.
... Des campagnes annuelles de mesures du tritium incorporé dans la matière organique des végétaux sont également réalisées. Des études à caractère scientifique sont par ailleurs régulièrement menées (Vichot et al., 2007 ;Vichot et al., 2008 ;Boyer, 2009 ;Boyer et al., 2009aBoyer et al., , 2009b. ...
... Deux types d'expériences ont été conduites (Boyer, 2009) pour mieux appréhender les mécanismes d'incorporation du tritium dans la matière organique des plantes à partir de l'eau de l'air et du sol. Des plants de laitue à trois âges différents ont été placés pendant 24 heures dans une atmosphère contenant de l'eau tritiée, en présence ou en l'absence de lumière (Figs. 4 et 5). ...
- Knowledge brought by survey data review from CEA Valduc about transfers in the different environmental compartments - The objective of this document is to describe the behavior of tritium in the environment from the site survey data of a French research center. Since the late 60s, the nuclear site of Valduc has discharged tritium gas and tritiated water into the atmosphere. Those discharges have led to a transfer to the nearby roundwater and rivers. An assessment of the tritium migrating through the hydrogeological system during the 1969-2009 period is presented. Surface survey data also provide a lot of
information about transfers by the air pathway to the different compartments: air, rain, soil, plants and animals. The ratios between the different compartment concentrations show that air-leaf transfer is significant, that rain and air deposition are of the same order of magnitude, and that a relatively good equilibrium exists between the free and organic material water of plants. Some outdoor experiments
confirm, in agreement with the literature, the level of incorporation in organic materials. Outside the center, water always remained below the present WHO limit .
... Experiments with lettuce (variety "feuille de chene blonde", or kitare) were done in France recently (Boyer, 2009;Boyer et al., 2009b) using a controlled climatic experimental chamber or in the field. For the chamber experiments, the illumination used is lower than the normal ambient one and much lower than the saturation of the photosynthetic rate. ...
... For the lettuce experiment (Boyer, 2009), the transfer rate during the night is 3e5 times lower than that during the day. The tritium transfer from air to leaf is regulated by the stomata resistance, and slower transfer rates during the night are expected. ...
... Regarding the difficulties with experimental conditions, the interesting case of lettuce must be noted (Boyer, 2009). The experiments were carried out in a room at Valduc waste treatment site, a technological area. ...
The need for a less conservative, but reliable risk assessment of accidental tritium releases is emphasized in the present debate on the nuclear energy future. The development of a standard conceptual model for accidental tritium releases must be based on the process level analysis and the appropriate experimental database. Tritium transfer from atmosphere to plants and the subsequent conversion into organically bound tritium (OBT) strongly depends on the plant characteristics, seasons, and meteorological conditions, which have a large variability. The present study presents an overview of the relevant experimental data for the short term exposure, including the unpublished information, also. Plenty of experimental data is provided for wheat, rice, and soybean and some for potato, bean, cherry tomato, radish, cabbage, and tangerine as well. Tritiated water (HTO) uptake by plants during the daytime and nighttime has an important role in further OBT synthesis. OBT formation in crops depends on the development stage, length, and condition of exposure. OBT translocation to the edible plant parts differs between the crops analyzed. OBT formation during the nighttime is comparable with that during the daytime. The present study is a preliminary step for the development of a robust model of crop contamination after an HTO accidental release.
Le principal objectif de cette thèse était d’améliorer les connaissances sur la capacité des microalgues et Cyanobactéries à produire des Exopolysaccharides (EPS). Le criblage effectué sur 166 souches de la Roscoff Culture Collection (RCC) a permis d’identifier 45 nouvelles souches potentiellement productrices d’EPS. Des études biochimiques par Chromatographie Echangeuse d’Anions Haute Performance couplée à un Détecteur Ampérométrique Pulsé (CEAHP-DAP), et par Chromatographie Phase Gaz couplée à de la Spectrométrie de Masse (CPG/SM) ont confirmé la nature polysaccharidique de 20 nouveaux polymères identifiés. Au cours de ce travail, des cultures en Photobioréacteur (PBR) 1,4 et 5 L ont été menées sur quelques souches et de caractériser au plus fin leur EPS (compositions biochimiques et caractéristiques physico-chimiques). Cela a conduit, en autre, à l’identification d’un hétéroxylane issu d’une microalgue Glossomastix. Cet EPS est constitué d’une chaîne principale de β-(1,3)- et β-(1,4)-d-Xylp substituée en positions O-2 et O-3 par diverses chaînes et/ou résidus terminaux tels que d-Xylp-(1→6)-d-Galp, d-Xylp-(1→4)-d-Galp, d-Xylp-(1→3)-d-Galp, Galp-(1⟶SF-Xylp-(1⟶Xylp-(1⟶Glcp-(1⟶.Enfin, des analyses statistiques réalisées sur 81 compositions en monosaccharides d’EPS de microalgues ont permis pour la première fois d’établir un lien entre la composition biochimique et l’appartenance phylogénétique des microalgues.
