Impacts des rejets urbains de temps de pluie (RUTP) sur les milieux aquatiques : État des connaissances

En milieu urbain, les flux générés par la pluie peuvent transporter vers les hydrosystèmes une partie des éléments polluants accumulés par temps sec et issus des diverses activités humaines. Ces flux polluants sont qualifiés de « rejets urbains par temps de pluie » (RUTP). Les études menées depuis les années 1960 ont permis d’identifier le problème en évaluant l’origine des polluants, les ordres de grandeur des concentrations et les flux émis. Les RUTP présentent un caractère épisodique, mais peuvent avoir des effets de nature chronique, liés à la répétition des phénomènes. Ils peuvent altérer les différentes composantes des milieux récepteurs : composantes physiques (e.g. modification des écoulements, de la morphodynamique), chimiques (e.g. apports de matières en suspension, fertilisants, micropolluants), biologiques (e.g. sélection des espèces, toxicité, bio-accumulation) et l’hydrosystème dans sa globalité (e.g. eutrophisation). L’intégration d’une caractérisation biologique dans l’évaluation des impacts est reconnue depuis peu, et il existe relativement peu de travaux prenant en compte cette composante. La complexité des rejets (e.g. caractère intermittent, variabilité spatio-temporelle) et la diversité des milieux récepteurs font qu’il est difficile de dresser un bilan exact des impacts. Une approche intégrée, ou holistique, est aujourd’hui préconisée prenant en compte : des descripteurs physico-chimiques, des critères de qualité du milieu (eau et sédiments), de l’habitat, du régime hydraulique, des communautés biologiques autochtones, et des données toxicologiques. Toutefois, une telle approche est difficile à mettre en oeuvre et les travaux s’appuient généralement sur des approches plus simples : études de laboratoire ou de terrain ou combinant les deux.Urbanization greatly disturbs different ecosystems and particularly affects aquatic ecosystems during wet weather. Runoff can transport some of the pollutants accumulated during dry weather towards aquatic ecosystems along with the waste produced by numerous human activities (transport, industry, etc.). These flows of pollution, commonly called «urban wet weather flows», not only affect the physical, chemical and biological properties of receiving aquatic systems, but also modify the intended use of the water. The need to provide a solution to this problem explains the current increase in the number of studies devoted to the environmental impact of urban storm water.Urban wet weather flow studies began in the 1960’s and have permitted the assessment of the sources of pollutants, the order of magnitude of their concentrations and their loads produced. Urban storm-water pollutants are numerous and are of various origins: sewer system cleansing (scoured particles deposited during dry weather); rain wash-out of atmospheric gases and dusts (nitrogen oxides, carbon monoxide, sulphur dioxide, hydrocarbon vapours, trace metals, aerosols, etc.); rainfall on roofs (copper, zinc, lead); and rain runoff from urban areas and waterproofed surfaces, which are covered with particles accumulated during dry weather. These particles have several sources: cars (hydrocarbons, nitrogen oxides, lead, rubber, zinc, cadmium, copper, titanium, chromium, aluminium, etc.); roads (cement and tar, paint used for road markings, sand and chemical de-icers, detergents, surfactants, etc.); industry (organic matter and organic micro-pollutants); animals (manure as a source of organic matter and bacterial and viral contaminations); solid wastes (plastic, various metals, papers, etc.); and plants (more or less easily biodegradable organic matter, nitrogen, phosphate and pesticide discharges). It is very difficult to define the composition of a standard urban wet weather flow, since the concentrations and loads of pollutants vary considerably according to the type of sewer network (combined, storm-water, etc.), the origin of the water (rainfall, road runoff, settling and infiltration tanks, sewer overflows, etc.), and, of course, the characteristics of the watershed (land use, etc.) and the prevailing weather

LTB4 Is a Signal-Relay Molecule during Neutrophil Chemotaxis

SummaryNeutrophil recruitment to inflammation sites purportedly depends on sequential waves of chemoattractants. Current models propose that leukotriene B4 (LTB4), a secondary chemoattractant secreted by neutrophils in response to primary chemoattractants such as formyl peptides, is important in initiating the inflammation process. In this study we demonstrate that LTB4 plays a central role in neutrophil activation and migration to formyl peptides. We show that LTB4 production dramatically amplifies formyl peptide-mediated neutrophil polarization and chemotaxis by regulating specific signaling pathways acting upstream of actin polymerization and MyoII phosphorylation. Importantly, by analyzing the migration of neutrophils isolated from wild-type mice and mice lacking the formyl peptide receptor 1, we demonstrate that LTB4 acts as a signal to relay information from cell to cell over long distances. Together, our findings imply that LTB4 is a signal-relay molecule that exquisitely regulates neutrophil chemotaxis to formyl peptides, which are produced at the core of inflammation sites

Contrasted Patterns of Selection on MHC-Linked Microsatellites in Natural Populations of the Malagasy Plague Reservoir

Plague (Yersinia pestis infection) is a highly virulent rodent disease that persists in many natural ecosystems. The black rat (Rattus rattus) is the main host involved in the plague focus of the central highlands of Madagascar. Black rat populations from this area are highly resistant to plague, whereas those from areas in which the disease is absent (low altitude zones of Madagascar) are susceptible. Various lines of evidence suggest a role for the Major Histocompatibility Complex (MHC) in plague resistance. We therefore used the MHC region as a candidate for detecting signatures of plague-mediated selection in Malagasy black rats, by comparing population genetic structures for five MHC-linked microsatellites and neutral markers in two sampling designs. We first compared four pairs of populations, each pair including one population from the plague focus and one from the disease-free zone. Plague-mediated selection was expected to result in greater genetic differentiation between the two zones than expected under neutrality and this was observed for one MHC-class I-linked locus (D20Img2). For this marker as well as for four other MHC-linked loci, a geographic pattern of genetic structure was found at local scale within the plague focus. This pattern would be expected if plague selection pressures were spatially variable. Finally, another MHC-class I-linked locus (D20Rat21) showed evidences of balancing selection, but it seems more likely that this selection would be related to unknown pathogens more widely distributed in Madagascar than plague

Activation and Deactivation of a Robust Immobilized Cp*Ir-Transfer Hydrogenation Catalyst: A Multielement in Situ X-ray Absorption Spectroscopy Study

A highly robust immobilized [Cp*IrCl2]2 precatalyst on Wang resin for transfer hydrogenation, which can be recycled up to 30 times, was studied using a novel combination of X-ray absorption spectroscopy (XAS) at Ir L3-edge, Cl K-edge, and K K-edge. These culminate in in situ XAS experiments that link structural changes of the Ir complex with its catalytic activity and its deactivation. Mercury poisoning and “hot filtration” experiments ruled out leached Ir as the active catalyst. Spectroscopic evidence indicates the exchange of one chloride ligand with an alkoxide to generate the active precatalyst. The exchange of the second chloride ligand, however, leads to a potassium alkoxide–iridate species as the deactivated form of this immobilized catalyst. These findings could be widely applicable to the many homogeneous transfer hydrogenation catalysts with Cp*IrCl substructure

Exercise-Induced Fatigue and Caffeine Supplementation Affect Psychomotor Performance but Not Covert Visuo-Spatial Attention

Fatigue resulting from strenuous exercise can impair cognition and oculomotor control. These impairments can be prevented by administering psychostimulants such as caffeine. This study used two experiments to explore the influence of caffeine administered at rest and during fatiguing physical exercise on spatial attention—a cognitive function that is crucial for task-based visually guided behavior. In independent placebo controlled studies, cohorts of 12 healthy participants consumed caffeine and rested or completed 180 min of stationary cycling. Covert attentional orienting was measured in both experiments using a spatial cueing paradigm. We observed no alterations in attentional facilitation toward spatial cues suggesting that covert attentional orienting is not influenced by exercise fatigue or caffeine supplementation. Response times were increased (impaired) after exercise and this deterioration was prevented by caffeine supplementation. In the resting experiment, response times across all conditions and cues were decreased (improved) with caffeine. Covert spatial attention was not influenced by caffeine. Together, the results of these experiments suggest that covert attentional orienting is robust to the effects of fatiguing exercise and not influenced by caffeine. However, exercise fatigue impairs response times, which can be prevented by caffeine, suggesting that pre-motor planning and execution of the motor responses required for performance of the cueing task are sensitive to central nervous system fatigue. Caffeine improves response time in both fatigued and fresh conditions, most likely through action on networks controlling motor function

Développement d'une plateforme autonome et portable et pour des applications santé

Microsystems utilizing microfluidic techniques offer the possibility to perform point-of-need biological analysis. An objective of these systems is to increase the efficiency, speed and accessibility of these analyses. In order to effectively develop this kind of device, a set of criteria must be established and adhered to. This set should address cost limitations, portability, user-friendliness, and accuracy of the results. Another objective is to propose a new portable system that has the capability to address as many applications as possible. To this end, complex biological assays with multiple steps and multiple reagents must be integrated and automated. ELISA is one such assay being considered.To deal with this issue, an innovative technique employs a hyper-elastic material joined to an X-Y architecture. The resulting chambers are flexible, thus allowing for calibration and mixing on the range of 1 µL to hundreds of µL. Several protocols are integrated and validated in microfluidic chips in order of increasing complexity. To start, a range of dilutions is performed, which is then used to calibrate biological assay. Next, an enzymatic assay and a homogeneous ELISA are integrated. Finally, heterogeneous ELISA, which is the aimed assay, is achieved.We present here a prototype to demonstrate the handling of the microfluidic chip. This platform is versatile and compatible with those that have been previously developed. Additionally, the introduction and integration of liquid reagents is proposed in order to completely automate the protocol.Les microsystèmes intégrant des techniques microfluidiques offrent la possibilité de réaliser des analyses biologiques directement sur le site de prélèvement de l’échantillon. Ils ont pour objectifs notamment d’augmenter l’efficacité, la rapidité et l’accessibilité de ces tests. Pour développer efficacement un tel dispositif, un ensemble de critères doit être fixé tels que la limitation du coût, la portabilité, la simplicité d’utilisation et la précision des résultats. Un objectif de cette thèse est également de proposer un nouveau système portable permettant de répondre à un maximum d’applications. Pour cela, il convient d’intégrer et d’automatiser des protocoles biologiques complexes c’est-à-dire nécessitant l’ajout de plusieurs réactifs et des réactions en parallèle. A titre d’exemple, les tests ELISA sont abordés.Pour répondre à cette problématique, une technique innovante utilisant un matériau hyperélastique est combinée à une architecture X-Y. Des chambres étirables, permettant de calibrer et de mélanger des volumes compris entre 1 µL et une centaine de µL, sont ainsi réalisées. Différents protocoles sont intégrés et validés par ordre de complexité croissante dans des cartes microfluidiques en commençant par une gamme de dilution qui est la première étape pour la calibration des protocoles biologiques, puis un test enzymatique et un test ELISA homogène, avant d’aborder le test ELISA hétérogène qui est le protocole visé.Un démonstrateur permettant de piloter les cartes microfluidiques est ensuite présenté. Cette plateforme est générique et compatible avec les cartes microfluidiques développées. Enfin, pour automatiser complétement la mise en œuvre des protocoles, une nouvelle technique d’embarquement de réactifs liquide est proposée

Development of a portable and stand-alone platform dedicated to health care applications

Les microsystèmes intégrant des techniques microfluidiques offrent la possibilité de réaliser des analyses biologiques directement sur le site de prélèvement de l’échantillon. Ils ont pour objectifs notamment d’augmenter l’efficacité, la rapidité et l’accessibilité de ces tests. Pour développer efficacement un tel dispositif, un ensemble de critères doit être fixé tels que la limitation du coût, la portabilité, la simplicité d’utilisation et la précision des résultats. Un objectif de cette thèse est également de proposer un nouveau système portable permettant de répondre à un maximum d’applications. Pour cela, il convient d’intégrer et d’automatiser des protocoles biologiques complexes c’est-à-dire nécessitant l’ajout de plusieurs réactifs et des réactions en parallèle. A titre d’exemple, les tests ELISA sont abordés.Pour répondre à cette problématique, une technique innovante utilisant un matériau hyperélastique est combinée à une architecture X-Y. Des chambres étirables, permettant de calibrer et de mélanger des volumes compris entre 1 µL et une centaine de µL, sont ainsi réalisées. Différents protocoles sont intégrés et validés par ordre de complexité croissante dans des cartes microfluidiques en commençant par une gamme de dilution qui est la première étape pour la calibration des protocoles biologiques, puis un test enzymatique et un test ELISA homogène, avant d’aborder le test ELISA hétérogène qui est le protocole visé.Un démonstrateur permettant de piloter les cartes microfluidiques est ensuite présenté. Cette plateforme est générique et compatible avec les cartes microfluidiques développées. Enfin, pour automatiser complétement la mise en œuvre des protocoles, une nouvelle technique d’embarquement de réactifs liquide est proposée.Microsystems utilizing microfluidic techniques offer the possibility to perform point-of-need biological analysis. An objective of these systems is to increase the efficiency, speed and accessibility of these analyses. In order to effectively develop this kind of device, a set of criteria must be established and adhered to. This set should address cost limitations, portability, user-friendliness, and accuracy of the results. Another objective is to propose a new portable system that has the capability to address as many applications as possible. To this end, complex biological assays with multiple steps and multiple reagents must be integrated and automated. ELISA is one such assay being considered.To deal with this issue, an innovative technique employs a hyper-elastic material joined to an X-Y architecture. The resulting chambers are flexible, thus allowing for calibration and mixing on the range of 1 µL to hundreds of µL. Several protocols are integrated and validated in microfluidic chips in order of increasing complexity. To start, a range of dilutions is performed, which is then used to calibrate biological assay. Next, an enzymatic assay and a homogeneous ELISA are integrated. Finally, heterogeneous ELISA, which is the aimed assay, is achieved.We present here a prototype to demonstrate the handling of the microfluidic chip. This platform is versatile and compatible with those that have been previously developed. Additionally, the introduction and integration of liquid reagents is proposed in order to completely automate the protocol

Étude en systèmes artificiels de laboratoire des effets de "Rejets Urbains de Temps de Pluie" sur les communautés périphytiques

Par temps de pluie, les déversoirs d'orage ont pour rôle d'évacuer le surplus d'eaux pluviales vers les cours d'eau récepteurs. Ces "Rejets Urbains par Temps de Pluie" véhiculent une partie des éléments polluants accumulés par temps sec du fait des activités humaines : matières organiques, hydrocarbures, métaux, bactéries pathogènes, etc. L'impact de ces rejets est évalué sur des communautés périphytiques naturelles, qui sont exposées, en laboratoire, dans deux systèmes artificiels, en conditions statiques (batchs) ou dynamiques (canaux artificiels). Des descripteurs structurels (biomasse totale et algale, dénombrement bactérien), fonctionnels (activités enzymatiques leucine aminopeptidase et ß-glucosidase) et physiologiques (intégrité membranaire) sont suivis. La réponse du périphyton dépend des conditions expérimentales (dispositif artificiel), et plus particulièrement des facteurs d'exposition : durée d'exposition, vitesse d'écoulementLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Réponse des communautés périphytiques à un rejet de déversoir d’orage simulé en canaux artificiels : influence de la durée d’exposition

L’urbanisation est source de nombreuses perturbations des milieux naturels. Lorsqu’il pleut, une partie des éléments polluants accumulés par temps sec est entraînée, puis transite dans les réseaux d’assainissement. Les surplus d’eaux pluviales sont évacués au niveau de déversoirs d’orage vers les cours d’eau récepteurs. Ces « Rejets Urbains par Temps de Pluie » se caractérisent par une grande variabilité en termes de composition, concentration, durée, fréquence. Ainsi, pour évaluer leurs effets, il est souvent nécessaire de simplifier et/ou de contrôler les systèmes d’étude. Dans des canaux artificiels en laboratoire, des communautés périphytiques naturelles ont été exposées à une eau pluviale urbaine. L’objectif était de montrer l’influence de la durée d’exposition, ainsi deux temps de contact ont été considérés (4 h et 8 h). Des descripteurs structurels (biomasses totale et algale, dénombrements bactériens), fonctionnels (activités enzymatiques leucine aminopeptidase et β-D-glucosidase) ont été suivis. Les réponses immédiates et différées (4 jours) de cette perturbation ont alors été étudiées. Le rejet augmente l’abondance et l’activité de la communauté bactérienne, mais n’a pas d’influence sur le peuplement algal. Le fait de doubler la durée d’exposition semble insuffisant pour avoir une action notable sur la réponse des biofilms

Validation and integration of an effervescent reaction for fluid actuation in a microfluidic device

International audienc