Perfluoroalkyl substances (PFASs) in the marine environment: Spatial distribution and temporal profile shifts in shellfish from French coasts

Perfluoroalkyl substances (PFASs) were investigated in filter-feeding shellfish collected from 2013 to 2017 along the English Channel, Atlantic and Mediterranean coasts of France. PFOS (perfluorooctane sulfonate), PFTrDA (perfluorotridecanoic acid), PFTeDA (perfluorotetradecanoic acid), PFDoDA (perfluorododecanoic acid) and PFUnDA (perfluoroundecanoic acid) were detected in more than 80% of samples, thus indicating widespread contamination of the French coastal environment by these chemicals. The distribution of PFAS concentrations showed differences according to sampling locations and years. PFOS was the predominant PFAS in most samples collected from English Channel and Atlantic coasts until 2014, but the opposite was observed in 2015, 2016 and 2017, while perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCAs) prevailed in Mediterranean samples in all study years. Among PFCAs, PFTrDA showed the highest maximum (1.36 ng g−1 ww) and median (0.077 ng g−1 ww) concentrations in 2016–2017. Other PFAS median concentrations were within the 0.014 (PFNA) - 0.055 (PFTeDA) ng g−1 ww range. The profiles determined each year in most Mediterranean samples suggest distinctive sources. PFOS median concentrations showed a significant decrease over the study years, from 0.118 to 0.126 ng g−1 ww in 2013–2015 to 0.066 ng g−1 ww in 2016 and 2017. ∑PFCAs showed no trends in concentration ranges over the same years. The shift in PFAS profiles from PFOS to long-chain PFCAs over the study period reflects PFOS production phase-out, combined with continuous inputs of PFCAs into the marine environment. These results provide reference data for future studies of the occurrence of contaminants of emerging concern on European coasts

Legacy and emerging organic contaminants in two sympatric shark species from Reunion Island (Southwest Indian Ocean): Levels, profiles and maternal transfer

The contamination of tiger sharks (Galeocerdo cuvier) and bull sharks (Carcharhinus leucas) by legacy persistent organic pollutants (POPs) and emerging organic contaminants was investigated in specimens from Reunion Island (Southwest Indian Ocean) in 2018 and 2019. Contamination levels were determined in the muscle of adult individuals of both sexes in relation to biological and trophic parameters. Maternal transfer was additionally investigated in one set of embryos in each species. Polychlorinated biphenyl (PCB), organochlorinated pesticide (OCP) and perfluoroalkylated substance (PFAS) concentrations were 2597 ± 2969, 785 ± 966 and 267 ± 194 pg g-1 ww, respectively, in bull sharks, and 339 ± 270, 1025 ± 946 and 144 ± 53 pg g-1 ww in tiger sharks. The results highlighted higher PCB contamination, and by the heavier congeners, in adult bull sharks versus tiger sharks. The significant differences found in PCB profiles and concentrations suggest that the two species are exposed to different contamination sources. As bull sharks rely on a more coastal habitat for feeding, their higher contamination by PCBs suggests the occurrence of local PCB sources. DDT concentrations were similar in both species, suggesting a more homogeneous contamination on the scale of the Southwest Indian Ocean. Female bull sharks showed lower OCP and PCB concentrations than males, while this trend was not observed in tiger sharks. The ratio of chlorinated contaminants in muscle between the mother and her embryos was related to molecule hydrophobicity in bull shark but not in tiger shark, suggesting that shark mode of gestation, known to be different in the two species, is a key driver of organic contaminant maternal transfer. Finally, the results show that organic contaminant levels in the studied species were lower than those of other shark species in the Southern Hemisphere, related to the limited urbanization and industrialization of Reunion Island

Tissue-specific bioaccumulation of a wide range of legacy and emerging persistent organic contaminants in swordfish (Xiphias gladius) from Seychelles, Western Indian Ocean

Swordfish (Xiphias gladius) is a major marine resource of high economic value to industrial and artisanal fisheries. As a top predator with a long lifespan, it is prone to accumulate high levels of contaminants. The bioaccumulation of a wide range of both legacy and emerging persistent organic contaminants was investigated in the muscle, liver and gonads of swordfish collected from the Seychelles, western Indian Ocean. The detection of all target contaminants, some at frequencies above 80%, highlights their widespread occurrence, albeit at low levels. Mean concentrations in muscle were 5637, 491 and 331 pg g−1 ww for organochlorine pesticides (OCPs), polychlorinated biphenyls (PCBs) and perfluoroalkyl substances (PFASs), respectively. ∑BFR mean concentrations were far below, i.e. 47 pg g−1 ww. The data are among the first obtained for such a high diversity of contaminants in an oceanic top predator worldwide and constitute a benchmark of the contamination of Indian Ocean ecosystems

Legacy and emerging organic contaminants: levels and profiles in top predator fish from the western Indian Ocean in relation to their trophic ecology

Tuna and billfish are large pelagic fish of ecological importance in open oceans. As top predators with a long lifespan, they are prone to exposure to various contaminants such as persistent organic pollutants (POPs) and contaminants of emerging concern. In this study, three pollutant families were investigated, including polychlorinated biphenyls (PCBs), organochlorinated pesticides (OCPs) and perfluoroalkyl substances (PFASs), including perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorocarboxylic acids (PFCAs). Contamination was investigated in individuals from three tropical tuna species, namely bigeye (Thunnus obesus), skipjack (Katsuwonus pelamis) and yellowfin (Thunnus albacares) tunas and the billfish swordfish (Xiphias gladius), collected from various areas of the western Indian Ocean (WIO) in 2013-2014. Contamination levels and profiles were examined in fish muscle, together with biological parameters (fish length / age, sex, lipid content) and ecological tracers (carbon and nitrogen stable isotopes). POP levels were low in all species in comparison to other locations worldwide, revealing a low impact of anthropogenic organic contaminants in the WIO. A predominance of OCPs (especially DDTs) versus PCBs was highlighted in all species; PFASs were predominant over chlorinated POPs in tunas. Among the studied PFASs, long-chain PFCAs were found to prevail over PFOS in all species. Organic contaminant profiles differed across species according to their foraging habitat; swordfish and bigeye tuna, which both feed in deep oceanic layers, showed similarities in their contaminant profiles. Geographically, the distinct DDT profiles of fish from the Mozambique Channel suggested an exposure to different DDT sources, in line with regional use of this insecticide and coupled with an extended residence time of fish in the Channel. To our knowledge, the data presented here are among the first obtained for legacy and emerging organic contaminants in various species of large pelagic predators from the WIO

Campagne dédiée à l'évaluation des effets biologiques induits pas la contamination chimique en Baies de Loire et Vilaine. SELILOIRE 2017

Le dispositif « SELI » est mis en place depuis 2016 pour acquérir des données sur les effets biologiques intégrateurs de la contamination chimique chez des organismes marins (poissons et bivalves) et ainsi renseigner le critère 2 du descripteur 8 de la DCSMM (Le niveau de concentration des contaminants ne provoque pas d’effets dus à la pollution). Des soles ont été prélevées en août et septembre 2017 et des moules en février 2018, dans le cadre du suivi ROCCH MV. Les biomarqueurs suivis chez ces organismes couvrent plusieurs mécanismes d’actions toxiques (reprotoxicité, génotoxicité, neurotoxicité) et incluent des mesures de la santé générale de l'organisme. Les contaminants suivis sont des éléments traces métalliques et des contaminants organiques hydrophobes (historiques et émergents) susceptibles de s’accumuler dans les organismes et de s’amplifier dans les réseaux trophiques. L’ensemble de ces analyses permet de répondre aux questions : 1) Quelles sont les réponses biologiques observées chez les organismes marins (poissons plats, bivalves) ? 2) Quel est le niveau d’imprégnation des organismes marins (poissons plats, bivalves) à la contamination chimique ? et de manière partielle à ce stade (1ère campagne en Loire et Vilaine) 3) Les réponses biologiques observées peuvent-elles être associées à l’exposition à un stress chimique dans des zones de pressions anthropiques variées ? Les réponses des biomarqueurs sont relativement faibles, avec un stress sur l’homéostasie des lysosomes chez les soles et un possible stress. Un stress reprotoxique (intersex), un stress neurotoxique (inhibition de l’AChE) ou des pathologies avancées n’ont pas été observés. Les niveaux de contamination chez les soles sont supérieurs aux seuils (EAC, NQE, EC) pour le CB118, les PBDE et le Hg en Loire et Vilaine, et pour le CB118 dans les moules à Pointe de Chemoulin (Loire), mais les niveaux sont inférieurs aux seuils disponibles pour les HAP, les autres congénères de PCB, les pesticides (lindane et p ,p’-DDE), le PFOS et les autres métaux (Cd et Pb). Les niveaux de contamination chez les soles et les moules sont de manière générale similaires en Loire et Vilaine à quelques exceptions près, notamment les concentrations en métabolites de HAP, PCB, PFOS et métaux qui sont supérieurs ou légèrement supérieurs (p < 0,05 ou 0,1 suivant le composé) en Loire qu’en Vilaine. La contamination en Vilaine a un profil plus agricole qu’en Loire. La réponse des biomarqueurs chez la sole et la moule et leur imprégnation en contaminants chimiques suggèrent que ces espèces sont globalement en bon état en Loire et Vilaine. L’utilisation de la Loire et Vilaine comme estuaire de référence sera explorée lors des prochaines campagnes SELI

Substances prioritaires DCE : Etude de détermination de facteurs de bioaccumulation (BAF) sur les mollusques en milieu marin

Pour permettre d’évaluer la qualité chimique des masses d’eau en utilisant les résultats de la surveillance opérée sur les bivalves via le ROCCH ou le RINBIO, il est nécessaire de transposer les seuils existants applicables dans les eaux marines en seuils « mollusques » et ainsi d’adapter les NQE eau marine (Normes de Qualité Environnementale) en VGE mollusques (Valeur Guide Environnementale). Cette adaptation nécessite d’utiliser des facteurs de conversion eau-biote : les facteurs de bioconcentration (BCF) ou les facteurs de bioaccumulation (BAF) spécifiques de couples substance-espèce. Les BAF sont les facteurs à privilégier autant que possible car plus représentatifs de ce qui se passe dans le milieu avec notamment la prise en compte des différentes voies d’exposition des organismes aquatiques aux contaminants, i.e. la voie directe (eau) et la voie trophique (ingestion de proies contaminées). Cette démarche de détermination de VGE mollusques est engagée par Ifremer - OFB depuis 2015, et plusieurs étapes ont été réalisées : proposition de VGE mollusques (1) sur la base de données existantes, élaboration d’une méthodologie de détermination de BAF pour les mollusques en milieu marin afin d’acquérir des données BAF terrain. Cette étude de détermination des BAF sur les mollusques en milieu marin a été conduite entre 2016 et 2019, elle concerne 27 substances prioritaires : 3 composés métalliques et 24 substances organiques. Sept sites ont été échantillonnés en parallèle sur les matrices eau marine et mollusques. Suivant les points, les mollusques échantillonnés étaient des moules sauvages (ou d’élevage) et / ou des moules encagés, et deux sites disposaient en plus d’huîtres encagées. Les concentrations dans l’eau marine ont été mesurées sur eau brute et / ou eau filtrée. En dépit des nombreuses difficultés logistiques rencontrées, cette étude souligne d’un point de vue technique, l’intérêt de la SBSE (Stir Bar Sorptive Extraction), pour la recherche de certaines substances organiques dans l’eau marine, la pertinence de rechercher ces substances sur eau brute mais également sur eau filtrée. Cette étude permet de disposer de résultats acquis en parallèle à la fois sur moules encagées, sur moules sauvages ou d’élevage et de mesurer des BAF pour 10 substances : Cd, Ni, Pb, anthracène, PBDE, DDT total, HCH, naphtalène, octylphénol, TBT, permettant d’affiner les VGE mollusques

Campagne dédiée à l'évaluation des effets biologiques induits par la contamination chimique en baie de Seine. SELISEINE 2018

Le dispositif « SELI » est mis en place depuis 2016 pour acquérir des données sur les effets biologiques intégrateurs de la contamination chimique chez des organismes marins (poissons et bivalves) et ainsi renseigner le critère 2 du descripteur 8 de la DCSMM (Le niveau de concentration des contaminants ne provoque pas d’effets dus à la pollution). Le présent rapport concerne le volet SELIseine. Des poissons plats (194 soles, flets et limandes) ont été prélevés en septembre 2018 sur le N/O Antéa, et des moules ont été prélevées en février 2019 sur 6 stations dans le cadre du suivi ROCCH MV suivant le protocole de la convention OSPAR (2012). Les biomarqueurs suivis chez ces organismes couvrent plusieurs types d’effets toxiques (reprotoxicité, génotoxicité, neurotoxicité) et incluent des mesures de la santé générale de l'organisme (pathologies, indices somatiques (e.g. RGS, RHS), stabilité de la membrane lysosomale). Les contaminants listés dans les Arrêtés du 17 décembre 2012 relatif à la définition du bon état écologique des eaux marines et du 28 avril 2015 relatif aux critères et méthodes pour l'élaboration et la mise en œuvre du programme de surveillance du plan d'action pour le milieu marin sont suivis. Ils concernent des éléments traces métalliques et des contaminants organiques hydrophobes (historiques et émergents) susceptibles de s’accumuler dans les organismes et/ou de s’amplifier dans les réseaux trophiques. L’ensemble de ces analyses permet de répondre aux questions : 1) Quelles sont les réponses biologiques observées chez les organismes marins (poissons plats, bivalves) ? 2) Quel est le niveau d’imprégnation des organismes marins (poissons plats, bivalves) à la contamination chimique ? et 3) Les réponses biologiques observées peuvent-elles être associées à l’exposition à un stress chimique dans des zones de pressions anthropiques variées ? De plus, les analyses de biomarqueurs et contaminants chez les soles, flets et limandes prélevés lors de la même campagne sur le N/O Antéa ont permis : 1) D’évaluer les différences entre les réponses biologiques (biomarqueurs) et les niveaux d’imprégnation chez ces trois espèces de poissons plats : sole, flet et limande 2) D’évaluer l’applicabilité des seuils (EAC) développés au niveau du CIEM aux poissons plats suivis dans le cadre des SELI Atlantique : sole et flet.  Le présent rapport est organisé selon un niveau d’intégration croissant, il commence par décrire chaque biomarqueur et chaque famille de contaminants individuellement, puis des représentations intégrées sont ensuite proposées pour avoir une vision de plus en plus globale, et donc de moins en moins détaillée, de la contamination chimique et de ses effets en Baie de Seine.  Chaque niveau d’intégration est lié, et il est donc possible de passer d’une vision globale à une vision détaillée selon l’objectif recherché