by Seshata on 25/12/2013 | Culturel

Le chanvre et la décontamination des sols radioactifs

10-01-2018 Nous avons mis à jour notre article sur le chanvre et la décontamination des sols radioactifs.

×

Chanvre Depuis près de vingt ans, on utilise le chanvre dans des projets de décontamination des sols. En 1998, des scientifiques travaillant dans la zone d’exclusion de Tchernobyl ont commencé à exploiter le chanvre pour sa capacité à absorber des métaux lourds toxiques tels le strontium et le césium. Cette pratique se répand maintenant à l’échelle planétaire.


Le chanvre et le projet de phytoremédiation de Tchernobyl

Depuis près de deux décennies, le chanvre industriel cultivé dans les environs de la centrale nucléaire abandonnée de Tchernobyl dans la ville ukrainienne de Pripiat aide à réduire la toxicité des sols.

En 1990, quatre ans seulement après l’explosion initiale, l’administration soviétique de l’époque avait demandé à l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) d’évaluer la situation environnementale. Les résultats avaient révélé de fortes concentrations de métaux toxiques incluant le mercure, le césium-137, le strontium-90 et le plutonium dans les sols et les tissus végétaux et animaux à l’intérieur de la zone d’exclusion de 30 km entourant Tchernobyl.

A la lumière de ces résultats, des efforts concertés ont été déployés afin de réduire la contamination des sols à l’aide de plantes bénéfiques. Le procédé de la phytoremédiation a été appliqué sans délai.

Chanvre et décontamination des sols radioactifs
Le chanvre s’est avéré capable d’absorber des concentrations élevées de métaux lourds du sol

Quelles plantes sont efficaces en phytoremédiation ?

Plusieurs plantes ayant un bon potentiel d’absorption de contaminants spécifiques ont été utilisées à Tchernobyl. Deux variétés de brassica ont été cultivées pour extraire le chrome, le mercure, le cuivre et le nickel, le maïs pour absorber le mercure (des études ont démontré son excellent potentiel pour le mercure) et plus récemment, le tournesol et le chanvre.

La culture du tournesol a commencé en 1996 lorsqu’une nouvelle variété s’est avérée absolument efficace dans la décontamination ; la culture de chanvre a suivi de près, en 1998. Slavik Dushenkov, un scientifique chercheur allié à Phytotech, une des entreprises ayant planté le chanvre, avait déclaré que « le chanvre représente l’une des meilleures plantes pour la phytoremédiation que nous avons trouvées. »

Le désastre de Tchernobyl a aussi affecté les environs de la Biélorussie, à l’extérieur de l’Ukraine, où les autorités ont considéré utiliser le chanvre comme décontaminant. Cependant, il est incertain si un quelconque programme de culture de chanvre a été appliqué.

Chanvre et décontamination des sols radioactifs
La zone d’exclusion de Tchernobyl, site de la pire catastrophe nucléaire au monde, retrouve lentement la santé à mesure que les plantes et les animaux assainissent les terres

Quels autres endroits utilisent le chanvre en phytoremédiation ?

Dans la région italienne des Pouilles, le chanvre industriel est cultivé à grande échelle pour contribuer à la décontamination de certains des sols les plus contaminés en Europe. Depuis des décennies, les rejets toxiques de l’usine d’acier Ilva, la plus grande d’Europe, polluent et contaminent les sols, les plantes, les animaux et les résidents de la région. Il est défendu de faire paître le bétail dans un rayon de 20 km autour de l’usine.

Depuis 2012, lorsque l’ampleur de la crise est devenue manifeste, les fermiers ont planté des millions de plantes de cannabis dans le but de décontaminer les sols. A la suite de ces efforts, la superficie des terres consacrées au chanvre est passée de 3 à 300 hectares. Environ 100 fermiers cultivent le chanvre, et le mouvement a même stimulé l’économie. Une nouvelle usine vient d’ouvrir et transformera la fibre de chanvre en vêtements et matériaux de construction.

Depuis le désastre de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi en 2011, le Japon a été appelé à utiliser le chanvre pour la phytoremédiation. Pourtant, en vertu de la Cannabis Control Law imposée par les Américains lors de l’occupation en 1948, le chanvre ne peut être cultivé qu’avec un permis, et l’octroi de permis est hautement restreint et difficile à obtenir.

Quelques mois après l’accident, les résidents de Fukushima se sont mis à planter des millions de plantes de tournesol ainsi que des champs de moutarde et d’amarante afin d’extraire le césium et d’autres toxines des sols. L’Agence d’exploration aérospatiale japonaise a aussi démarré un projet expérimental avec le tournesol en 2011, et poursuit plusieurs autres projets de phytoremédiation avec des algues, le sarrasin et les épinards. Il ne semble pourtant pas que le Japon ait jusqu’à présent utilisé le chanvre.

Recherche sur le chanvre dans la décontamination des sols

Il existe un important volume de recherches sur le potentiel du chanvre dans la phytoremédiation. Une étude italienne publiée en 2003 dans la revue Plant and Soil a montré que le chanvre avait la capacité d’absorber le cadmium, le chrome et le nickel séquestrés dans le sol, et que de grandes concentrations de métaux lourds affectaient peu la morphologie des plantes.

En fait, « une augmentation dans le contenu de la phytochélatine et de l’ADN a été observée durant le développement » des plantes de chanvre, suggérant « leur capacité d’éviter les dommages cellulaires en activant différents mécanismes moléculaires ».

En 2005, la revue allemande Biologia Plantarum publiait une étude dont la conclusion notait que le chanvre n’était pas affecté par une concentration racinaire de cadmium pouvant atteindre 800 mg/kg, mais que des concentrations dans les feuilles et les tiges de 50 à 100 mg/kg « affectaient grandement la viabilité et la vitalité de la plante ». L’étude a par ailleurs noté que le pH du sol avait une influence sur le taux d’absorption du cadmium.

En 2010, une étude chinoise s’est penchée sur la capacité de huit cultures, dont le chanvre, d’absorber le zinc. Le zinc est un métal lourd utile en quantité infime, mais potentiellement phytotoxique en plus grandes concentrations.

Selon l’étude, « toutes les cultures à l’exception du tournesol se sont bien développées sous des concentrations de 400 à 800 mg kg−1 de Zn ». Le chanvre a montré « une faible inhibition de croissance », indiquant « une grande tolérance à de fortes concentrations de Zn ».

Chanvre et décontamination des sols radioactifs
A mesure que la végétation se réapproprie lentement les régions précédemment inhabitées, l’ajout d’espèces connues pour leur potentiel d’extraction de métaux lourds présents dans les sols peut participer à la résurrection de l’écosystème

Variétés de chanvre transgénique en phytoremédiation

Plus récemment, une étude pakistanaise publiée en 2015 a identifié plusieurs gènes dans la plante de chanvre associés à la tolérance aux métaux lourds dont le nickel, le cadmium et le cuivre. Ces résultats peuvent servir à développer des variétés de chanvre transgénique avec un meilleur potentiel d’absorption des métaux.

L’utilisation de chanvre génétiquement modifié dans les projets de phytoremédiation pourrait avoir des suites. En 2017, l’Université de la Virginie a annoncé sa collaboration avec l’entreprise de biotechnologie 22nd Century, laquelle « a breveté des plantes de chanvre particulièrement adaptées à la phytoremédiation ».

Phytotech, l’entreprise de biotechnologie ayant des liens avec l’entreprise de Tchernobyl, a utilisé « des plantes spécialement sélectionnées et modifiées », mais il ne semble pas y avoir d’information disponible au sujet de l’élaboration des variétés exploitées.

On ne sait pas si ces variétés ont été développées à l’aide de techniques de sélection assistée par marqueurs, ou si elles sont issues d’un procédé purement transgénique (l’insertion de gènes provenant d’un autre organisme) et si c’est le cas, les implications potentielles demeurent inconnues.

Comment utiliser de manière sécuritaire le chanvre cultivé dans des sols contaminés ?

En 2012, des chercheurs roumains ont étudié l’innocuité alimentaire des graines de chanvre récoltées de plantes cultivées dans des sols contaminés au cadmium, au magnésium, au fer et à d’autres métaux. Ils sont parvenus à la conclusion que cinq variétés distinctes de chanvre roumain ont développé des profils nutritifs différents en fonction de l’absorption des métaux dans le sol.

Malgré le fait que le niveau de contamination des sols respectait les limites acceptables, toutes les variétés ont affiché d’inquiétants résultats se situant au-delà du seuil limite pour le cadmium. Les concentrations étaient particulièrement hautes dans les variétés Armanca et Silvana. Le cadmium est un métal lourd toxique causant de sérieuses complications de santé. Un apport alimentaire excessif de cet élément peut causer des déformations osseuses, des maladies respiratoires, l’anémie et l’insuffisance rénale.

Cependant, en 2009 une autre étude chinoise a trouvé des concentrations de cadmium 25 à 29,5 fois plus importantes dans les racines de plantes de chanvre que dans leurs bourgeons, suggérant « que la plante peut être considérée comme ayant la capacité d’exclure le Cd ».

Ainsi, même si le chanvre utilisé pour extraire le cadmium des sols contaminés est impropre à la consommation, sa fibre peut quand même servir dans l’industrie textile et celle de la construction. En outre, la biomasse du chanvre peut avoir plusieurs autres applications industrielles, dont celle de servir de biocarburant.

Le chanvre pourrait améliorer des centaines de milliers de sites contaminés

Il a été démontré que le chanvre est une plante utile dans les efforts d’assainissement des sols et des écosystèmes contaminés par l’activité humaine ; à l’échelle de la planète, sa culture aurait le potentiel d’améliorer des centaines de milliers de sites. On estime qu’aux Etats-Unis seulement, environ 30 000 sites doivent être décontaminés.

Depuis de nombreuses années, les restrictions américaines qui affectent la culture du chanvre ont empêché l’application d’opérations à grande échelle. Cependant, maintenant que de plus en plus d’Etats lèvent ces restrictions, la situation pourrait changer.

L’entreprise de biotechnologie 22nd a déclaré ceci : « comme il y a plus de 30 000 sites qui doivent être décontaminés aux Etats-Unis, on peut s’attendre à l’essor du secteur des affaires entourant la phytoremédiation ».
Nous poursuivrons notre couverture de ce sujet et apporterons des mises à jour alors que l’information devient disponible.

Commentaires

Laissez un commentaire ici.

Laissez un commentaire

Merci d'entrer un nom
Oups, on dirait que vous avez oublié quelque chose.
Read More
Read More
Read More