Réactivité et devenir des micropolluants dans le canyon sous-marin de Capbreton.

This work improved our knowledge about the marine pollution from anthropogenic activities in the submarine Canyon of Capbreton, a transfer zone of particulate matter from the continent to the deep sea. An inventory of the priority and emerging micropollutants has been performed from sediments of the first 25 kilometres of this canyon. Higher concentrations of micropollutants were observed in the canyon compare to the continental shelf suggesting that this canyon is both a trap for particles and micropollutants. Tracking of sources with isotopic tools demonstrated high contribution of runoff inputs for coastal sediments and a contribution of the hemipelagic inputs for the offshore sediments. Reactivity of emerging micropollutants and mercury was assessed by experiments under controlled conditions in order to identify transformations processes and Prokaryotes involved. Emerging micropollutants degradation is slow under anoxic condition and much higher under oxic condition. Thecapacity of degradation observed for bacteria isolated from those sediments suggests their implication for the organic micropollutants bioremediation in the marine environment. Mercury methylation and demethylation potentials demonstrated a high biomethylation in coastal anoxic sediments, linked to bacteria related to the sulphur cycle. This work confirm that Capbreton Canyon, likely as others submarine canyons, are important ecosystems for the transfer and micropollutants transformations processes.Ce travail a permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur la pollution marine issue des activités anthropiques dans le Canyon sous-marin de Capbreton, une zone de transfert de matériel particulaire du continent vers l’océan profond. Un état des lieux a été réalisé sur la présence de micropolluants prioritaires et émergents dans les sédiments des 25 premiers kilomètres de ce canyon. Les sédiments prélevés dans le canyon présentaient des concentrations de micropolluants plus importantes que dans les sédiments prélevés sur le plateau continental suggérant que le canyon est à la fois un piège à particules et à micropolluants. La détermination des sources par des outils isotopiques a démontré une forte contribution d’apports provenant des effluents côtiers pour les zones proches de la côte et une contribution d'apports pélagiques pour les zones plus éloignées. La réactivité de certains micropolluants émergents et du mercure a été examinée par des expériences en conditions contrôlées afin d'identifier les processus de transformation et les bactéries impliquées. La dégradation des micropolluants émergents est lente en condition anoxique et bien plus rapide en condition oxique. La capacité de dégradation observée pour des bactéries isolées de ces sédiments suggère leur potentielle implication dans les processus de biorémédiation des micropolluants organiques dans le milieu marin. Les potentiels de méthylation et de déméthylation du mercure ont montré une forte biométhylation dans les sédiments côtiers anoxiques, associée à des bactéries du cycle du soufre notamment. Ces travaux confirment que le canyon de Capbreton, comme certainement d’autres canyons sous-marins, sont des zones importantes en terme de processus de transfert et de transformations des micropolluants

Reactivity and fate of micropollutants in submarine canyon of Capbreton

Ce travail a permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur la pollution marine issue des activités anthropiques dans le Canyon sous-marin de Capbreton, une zone de transfert de matériel particulaire du continent vers l’océan profond. Un état des lieux a été réalisé sur la présence de micropolluants prioritaires et émergents dans les sédiments des 25 premiers kilomètres de ce canyon. Les sédiments prélevés dans le canyon présentaient des concentrations de micropolluants plus importantes que dans les sédiments prélevés sur le plateau continental suggérant que le canyon est à la fois un piège à particules et à micropolluants. La détermination des sources par des outils isotopiques a démontré une forte contribution d’apports provenant des effluents côtiers pour les zones proches de la côte et une contribution d'apports pélagiques pour les zones plus éloignées. La réactivité de certains micropolluants émergents et du mercure a été examinée par des expériences en conditions contrôlées afin d'identifier les processus de transformation et les bactéries impliquées. La dégradation des micropolluants émergents est lente en condition anoxique et bien plus rapide en condition oxique. La capacité de dégradation observée pour des bactéries isolées de ces sédiments suggère leur potentielle implication dans les processus de biorémédiation des micropolluants organiques dans le milieu marin. Les potentiels de méthylation et de déméthylation du mercure ont montré une forte biométhylation dans les sédiments côtiers anoxiques, associée à des bactéries du cycle du soufre notamment. Ces travaux confirment que le canyon de Capbreton, comme certainement d’autres canyons sous-marins, sont des zones importantes en terme de processus de transfert et de transformations des micropolluants.This work improved our knowledge about the marine pollution from anthropogenic activities in the submarine Canyon of Capbreton, a transfer zone of particulate matter from the continent to the deep sea. An inventory of the priority and emerging micropollutants has been performed from sediments of the first 25 kilometres of this canyon. Higher concentrations of micropollutants were observed in the canyon compare to the continental shelf suggesting that this canyon is both a trap for particles and micropollutants. Tracking of sources with isotopic tools demonstrated high contribution of runoff inputs for coastal sediments and a contribution of the hemipelagic inputs for the offshore sediments. Reactivity of emerging micropollutants and mercury was assessed by experiments under controlled conditions in order to identify transformations processes and Prokaryotes involved. Emerging micropollutants degradation is slow under anoxic condition and much higher under oxic condition. Thecapacity of degradation observed for bacteria isolated from those sediments suggests their implication for the organic micropollutants bioremediation in the marine environment. Mercury methylation and demethylation potentials demonstrated a high biomethylation in coastal anoxic sediments, linked to bacteria related to the sulphur cycle. This work confirm that Capbreton Canyon, likely as others submarine canyons, are important ecosystems for the transfer and micropollutants transformations processes

Mercury and methylmercury concentrations, sources and distribution in submarine canyon sediments (Capbreton, SW France): Implications for the net methylmercury production

International audienceSubmarine canyons are important stocks of commercial interest fish, whose consumption is one of the main monomethymercury (MeHg) exposure to humans. Currently, biogeochemistry of mercury in those biologically productive system is unknown. In this work, inorganic mercury (Hg(II)) and organic mercury (MeHg) distributions were measured in sedimentary accumulative zones (slopes and terraces) against adjacent continental shelf sediments. Hg compound concentrations in these sediments show a huge range of concentrations (Hg(II) ranging from 18 to 973 ng g−1 and MeHg ranging from 0.07 to 2.03 ng g−1) exhibiting factors 50 and 20 fold, respectively. Higher values of mercury compounds were observed in canyon locations suggesting a high accumulation of mercury associated with higher values of clay fraction and organic matter content. The reactivity of mercury was investigated in sediment of three locations along Capbreton submarine canyon axis using slurry incubations experiments and isotopic tracers. Specific methylation and demethylation rate constants (kM and kD) were calculated. Results clearly showed that MeHg concentrations in these sediments are controlled by competing and simultaneous methylation and demethylation reactions mainly mediated by biotic process. Mercury reactivity was found higher in coastal stations compared to the offshore station due to more labile organic matter which may stimulate microbial activities. However, higher net MeHg production was estimated for the offshore station due to high Hg(II) concentrations suggesting a potential MeHg source for such marine environments

Microbial degradation of hydrophobic emerging contaminants from marine sediment slurries (Capbreton Canyon) to pure bacterial strain

Despite emerging contaminants (ECs) are more and more monitored in environmental matrices, there is still lack of data in marine ecosystems, especially on their fate and degradation potentials. In this work, for the first time, the degradation potential of synthetic musks (galaxolide and tonalide), UV filters (padimate O and octo-crylene) and a pharmaceutical compound (carbamazepine) was studied in marine sediment samples, under laboratory conditions using sediment slurry incubations under biotic and abiotic conditions. Minimum half life times under biotic conditions were found at 21 days, 129 days and 199 days for padimate O, galaxolide and carbamazepine, respectively. Enrichments conducted under anoxic and oxic conditions demonstrated that degradations after one month of incubation either under both biotic and abiotic conditions were limited under anoxic conditions compared to oxic conditions for all the contaminants. Novel aerobic bacteria, able to degrade synthetic musks and UV filters have been isolated. These novel strains were mainly related to the Genus Bacillus. Based on these results, the isolated strains able to degrade such ECs, can have a strong implication in the natural resilience in marine environment, and could be used in remediation processes

Priority and emerging micropollutants distribution from coastal to continental slope sediments: A case study of Capbreton Submarine Canyon (North Atlantic Ocean)

International audienceIncising continental margins, submarine canyons are key issue for understanding shelf/deep sea exchange of particulate pollutant, impact on marine ecosystem and global geochemical cycling. The occurrence and distribution of 100 priority and emerging micropollutants were investigated in sediments within the first 25 km of the Capbreton submarine area. The most predominant compounds were polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), trace metals and metalloid (TMs) (e.g. mercury, lead and arsenic), synthetical musks (e.g. musk ketone, galaxolide), UV filters (e.g. octocrylene and 2-ethylhexyl 4-methoxycinnamate, EHMC) as well as some pharmaceuticals (e.g. azithromycin, acetaminophen). Highest concentrations were measured in submarine canyon sediments, distant from the coast and were correlated with both organic carbon and fine fraction contents, where PAHs, EHMC and musk ketone concentrations up to 7116, 32 and 7 ng g−1 dry weight, respectively. Those results likely demonstrate, that atmospheric inputs of pyrogenic PAHs, and both trapping and transporting of polluted particles along the continuum shore/deep sea by the Capbreton Canyon, might lead to an accumulation of anthropogenic micropollutants. The ecological risk assessment indicates that priority pollutants raise a potentially high risk for benthic organisms (e.g. PAHs, TMs). This might raised a specific concern about how the human can impact this ecosystem

Priority and emerging micropollutants in sediments of Capbreton Canyon (SW France)

International audiencePriority substances set by the Water Framework Directive (WFD) are of major interest to evaluate the quality of coastal and marine systems, the final receptors for pollutant emissions. Emerging substances not regulated by the WFD, i.e. personal care products and pharmaceuticals, are of high concern since only scarce information of their occurrence, reactivity and impact are available in themarine environment.A large screening of micropollutants has been achieved in surface sediments collected in the Canyon of Capbreton (Gulf of Biscay). Twenty-four stations have been sampled within the first 30 km of the canyon in July 2017. Occurrence andconcentrations of priority (PAHs, PCBs, OCPs and trace metal) and emerging micropollutants (synthetic musks and sunscreens compounds) have been determined. In addition, sediments collected at three different depths were used to perform incubation experiments with a synthetic musk (HHCB) or a sunscreen compound (OD-PABA). Experiments have been performed at 12°C in the dark, controls have been also conducted with sterilized sediments. Some priority substances were lower than the detection limits whereas PAHsand PCBs exhibited high concentration levels ranging from 199 to 7,116 ng.g-1 and from 0.1 to 18.6 ng.g-1, respectively. Emerging micropollutants were measured at low concentrations. Musk compounds (HHCB, AHTN and MK) concentrations were up to 3.6, 2.3 and 7.0 ng.g-1, respectively. Sunscreens (3-BC, 4-MBC, EHMC and OC) concentrations were up to 6.2, 9.2, 31.8 and 29.2 ng.g-1, respectively. Highest concentrations were observed for offshore stations. Sediments from terraces or slopes of the canyon exhibited higher levels compared to those from the continental shelf. Degradation potentials have been only observed under biotic condition for OD-PABA suggesting the involvement of biologically mediated mechanism

Rapport de campagne HaPoGé 12-19 juillet 2017

The HaPoGé survey was planned due to a scientific opportunity tender for the HROV Ariane, it follows the test AtlantHrov campaign technique, which took place from May 26 to June 9, 2017. HaPoGé is the first scientific cruise of the HROV Ariane in Atlantic ocean, aboard a coastal vessel the “Côtes de la Manche”. It took place from July 12 to July 19, 2017. The HROV dives were located in the Capbreton canyon. This survey involved scientist from Ifremer, Bordeaux and Pau universities. It had several objectives: i) to know the morphology of rockfall and sediment areas, ii) to sample in situ the rocky outcrops and characterize the benthic communities and iii) to determine the nature, levels of concentrations and distribution of contaminants in sediments and the water column. A part of the samples for pollutants (water, sediment) will be analyzed in the MICROPOLIT project of the UPPA. Ifremer team was in charge of the biology data collection and pre-processing of video and photo pictures recorded from HROV Ariane. In the MSFD context, these data enhance knowledge for the southern Bay of Biscay where a knowledge deficit has been clearly identified.La campagne HaPoGé (Habitats, Polluants, Géologie du canyon de Capbreton) a été programmée suite à un appel d’offres scientifique d’opportunité relatif au HROV Ariane de la Commission Nationale de la Flotte Côtière. Elle fait suite à la campagne d’essai technique AtlantHrov qui s’est déroulée du 26 mai au 9 juin 2017. HaPoGé est la première campagne opérationnelle scientifique du HROV Ariane en Atlantique, à bord d’un navire côtier, le Côtes de la Manche. Elle s’est déroulée du 12 au 19 juillet 2017 au niveau du canyon de Capbreton. Cette campagne a associé les équipes de l’Ifremer Anglet, de l’université de Bordeaux et de l’université de Pau et des Pays de l’Adour (UPPA). Elle avait plusieurs objectifs : i) connaitre la morphologie des zones à tombants rocheux et à sédiment, ii) échantillonner in situ les affleurements rocheux et caractériser les communautés benthiques de macro/mégafaune et halieutiques associées et iii) déterminer la nature, les niveaux de concentrations et la distribution en contaminants dans les sédiments et la colonne d’eau. Le traitement d’une partie des prélèvements relatifs aux polluants (eau, sédiment) sera valorisé dans le cadre du projet MICROPOLIT de l’UPPA. L’Ifremer est intervenu pour la partie biologie/habitat. Le travail consistait à réaliser des enregistrements vidéo, photographies et des prélèvements de la faune benthique sur des zones sélectionnées par les géologues. Ces données constituent des éléments d’informations dans le cadre de la DCSMM où un déficit de connaissances a été clairement identifié pour le sud du golfe de Gascogne (dont le canyon de Capbreton)

Projet Micropolit. Synthèse sur l’évaluation des impacts sur les différents sites ateliers en matière de biodiversité et de bioaccumulation. Compartiment biote

Le projet Micropolit a eu pour objectif de décrire et de suivre l'évolution de la qualité du milieu littoral sud aquitain avec une approche pluri-disciplinaire, spatiotemporelle et en considérant plusieurs compartiments (eau/sédiment/biote). Ce document a vocation de synthétiser pour chaque biote les sites concernés, les molécules recherchées et les principaux résultats obtenus. Chaque fiche est indépendante. Pour de plus amples détails, se reporter aux publications ou aux autres livrables (dont celui sur les protocoles de collecte, mesures, préparation et stockage des échantillons biologiques en vue de leurs analyses chimiques). Un bilan synthétique des productions pour ce volet biote est présenté en fin de document. Échantillons biologiques considérés : I.   Espèces commerciales (poissons et crevettes avec parasites dans le cas du merlu) II.  Espèce amphihaline (anguille européenne) III.  Zooplancton IV. Goéland leucophée V.  Taxons biodiversité benthique VI. Microorganismes procaryote

Contamination polymétallique des Lacs AQuitains et impacts Humains (CLAQH)

En 2013, une étude de l'ANSES sur la contamination par le mercure (Hg) de la chair des poissons des quatre plus grands lacs aquitains -Hourtin-Carcans (HC), Lacanau (L), Cazaux-Sanguinet (CS) et Parentis-Biscarrosse (PB)- a montré que des concentrations dépassant les recommandations de consommation (0,5 mg Hg.kg-1 poids frais) des poissons carnivores des lacs HC et L ont été observées chez le sandre (Sander Lucioperca). Cette contamination pouvant constituer un risque pour la santé humaine, un arrêté préfectoral a interdit la consommation de sandres péchés dans ces lacs. Par ailleurs, cette première étude a mis en évidence un gradient de contamination nord-sud, les poissons pêchés dans les lacs médocains (HC et L) étant plus contaminés que ceux pêchés dans les lacs landais (CS et PB). Les résultats du projet CLAQH ont confirmé ce gradient décroissant nord-sud dans la chair des poissons carnivores. Les concentrations en mercure atmosphérique mesurées ponctuellement ou accumulées dans les mousses végétales autour des lacs sont caractéristiques d’environnements dits « éloignés et vierges » de toutes sources significatives de contamination. D'autres facteurs pouvant expliquer ce gradient de contamination chez les poissons ont été étudiés, tels que la structure de la chaîne alimentaire et le rôle potentiel des plantes aquatiques dans la méthylation du Hg, la forme méthylée du mercure étant la forme la plus disponible pour les organismes biologiques et la plus toxique. Aucun des facteurs étudiés ne peut expliquer ces différences nord-sud. En revanche, un important gradient décroissant de concentrations en sulfate nord-sud a été mesuré dans les eaux et les sédiments des 4 lacs. L’enrichissement en sulfate des lacs médocains provient des zones agricoles du bassin versant du lac de Hourtin-Carcans. La présence de ces sulfates favorise le développement de bactéries sulfato-réductrices, localisées principalement au niveau du biofilm des plantes aquatiques et du sédiment, responsables de la production de méthylmercure. Cette production accrue de méthylmercure dans les lacs de Hourtin-Carcans et de Lacanau est responsable de la forte accumulation de ce métal dans les poissons carnivores de ces lacs. Cette étude préconise de ne pas consommer les poissons carnivores issus de ces deux lacs pour les personnes les plus vulnérables (femmes enceintes et enfants). Par ailleurs, douze autres éléments traces métalliques ont été analysés dans les muscles des poissons et aucun risque pour la santé et l'environnement n'a été décelé pour les métaux réglementés (Cd, Pb) et non réglementés (Cu, Zn, As, Ni, Co, V, Cr, Se, Ag, Al) par la Commission européenne