V. Dappe, Eva Schreck, Vincent Ranieri, Dorota Nowak, Sophie Sobanska, E.A. Stefaniak, Camille Dumat, Jakub Nowak, Géraldine Sarret, Valérie Magnin, Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National d'Études Spatiales - CNES (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux - IFSTTAR (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut de Recherche pour le Développement - IRD (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), The John Paul II Catholic University of Lublin - KUL (POLAND), Université Lille 1, Sciences et Technologies - Lille 1 (FRANCE), Université de Savoie Mont Blanc - USMB (FRANCE), Institut Nanosciences et Cryogénie - CEA-INAC (Grenoble, France), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516 (LASIRE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille Institut (CLIL), Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Grenoble-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), John Paul II Catholic University of Lublin (KUL), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre d'Etude et de Recherche Travail Organisation Pouvoir (CERTOP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - 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CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
International audience; In urban areaswith high fallout of airborne particles,metal uptake by plantsmainly occurs by foliar pathways and can strongly impact crop quality. However, there is a lack of knowledge on metal localization and speciation in plants after pollution exposure, especially in the case of foliar uptake. In this study, two contrasting crops, lettuce (Lactuca sativa L.) and rye-grass (Lolium perenne L.), were exposed to Pb-rich particles emitted by a Pb-recycling factory via either atmospheric or soil application. Pb accumulation in plant leaves was observed for both ways of exposure. The mechanisms involved in Pb uptake were investigated using a combination of microscopic and spectroscopic techniques (electron microscopy, laser ablation, Raman microspectroscopy, and X-ray absorption spectroscopy). The results showthat Pb localization and speciation are strongly influenced by the type of exposure (root or shoot pathway) and the plant species. Foliar exposure is the main pathway of uptake, involving the highest concentrations in plant tissues. Under atmospheric fallouts, Pb-rich particles were strongly adsorbed on the leaf surface of both plant species. In lettuce, stomata contained Pb-rich particles in their apertures, with some deformations of guard cells. In addition to PbO and PbSO4, chemical forms that were also observed in pristine particles, newspecies were identified: organic compounds (minimum 20%) and hexagonal platy crystals of PbCO3. In rye-grass, the changes in Pb speciation were even more egregious: Pb–cell wall and Pb–organic acid complexes were the major species observed. For root exposure, identified here as a minor pathway of Pb transfer compared to foliar uptake, another secondary species, pyromorphite, was identified in rye-grass leaves. Finally, combining bulk and spatially resolved spectroscopic techniques permitted both the overall speciation and the minor but possibly highly reactive lead species to be determined in order to better assess the health risks involved.