PhytoCOTE : un projet intégratif des usages de pesticides dans le vignoble Bordelais, de leurs transferts et impacts sur les écosystèmes, des effets de changement de pratiques

International audienceLe projet de recherche PhytoCOTE qui a débuté mi-2015 pour une période de quatre ans, est une émanation du groupe "Pesticides" du LabEx COTE de l'Université de Bordeaux. Il présente un double objectif : le premier est de réunir autour d'une même thématique des laboratoires des Sciences du vivant et de l'environnement et des Sciences Humaines et Sociales ; le deuxième est de mettre en ½uvre des travaux de recherche dans une démarche originale d'intégration, relatifs à l'usage des pesticides dans les agrosystèmes, à leurs transferts dans les écosystèmes connexes, à la bioaccumulation et à leur toxicité potentielle dans le continuum écosystème agricole - écosystème estuarien ; ainsi que l'évaluation des effets de changements de pratiques par modélisation de différents scenarii. Les multiples approches scientifiques de ce projet justifient une intervention pluridisciplinaire (agronomie, chimie environnementale, hydrobiologie, écologie, écotoxicologie, socio-économie). Le projet vise ainsi en premier lieu à caractériser les pratiques agricoles et particulièrement la pression anthropique phytosanitaire sur des parcelles culturales notamment viticoles de la zone d'étude située dans le Blayais (rive droite de l'estuaire de la Gironde). L'analyse des modes de conduite agricole (conventionnel, agrobiologie, agroécologie,…) et la modélisation du comportement décisionnel des agriculteurs face aux choix des traitements a pour but d'anticiper la tendance d'évolution des usages de pesticides. Les résultats permettront d'établir des scenarii de changements des pratiques de protection phytosanitaire et d’analyser comment ces choix pourraient être influencés par les politiques publiques. Parallèlement, le site d'étude nouvellement étudié fera tout d’abord l'objet d'un état des lieux de la contamination des agrosystèmes par les pesticides, ce qui permettra de sélectionner quelques parcelles contrastées (contaminées par les pesticides organiques et/ou inorganiques) pour les études de transfert des composés vers les cours d’eau du petit bassin versant et vers l’atmosphère. La caractérisation de la dynamique spatio-temporelle des concentrations en pesticides sera réalisée simultanément dans les différents compartiments environnementaux (eaux de surface, eaux souterraines, sols et air) pendant une année complète de traitements phytosanitaires, et ce à deux échelles imbriquées, celle de la parcelle et celle du petit bassin versant (jusqu’à l’estuaire). Ces suivis seront réalisés par échantillonnage classique et par échantillonnages passif (sol, eaux et air) ou actif (air). La bioaccumulation des pesticides dans les organismes aquatiques sera également évaluée en utilisant des biofilms développés in situ et des bivalves d’eau douce (corbicules) transplantés en cage pendant un mois en amont et en aval des parcelles, parallèlement aux déploiements des échantillonneurs passifs. Les descripteurs de l'épaisseur et de l'élasticité des biofilms seront suivis en parallèle. De même, le potentiel toxique des pesticides dans les hydrosystèmes sera examiné i) sur les biofilms et les bivalves encagés en utilisant une approche transcriptomique (à l'échelle génomique), ii) sur des extraits d'échantillonneurs passifs, déployés dans les cours d’eau conjointement avec les biofilms et les bivalves en cage, en utilisant des micro-algues et des larves d'huîtres dans des conditions de laboratoire et iii) sur des extraits d’eau et de sédiment sur des larves et des embryons de poissons dans des conditions de laboratoire. Une simulation de l'effet de bonnes pratiques agroécologiques sur le site d'étude retenu devrait permettre d'acquérir des connaissances relatives aux conditions concrètes d’une réduction des usages des produits phytosanitaires. D'abord une analyse et modélisation multicritère permettra de mettre en évidence les zones à risque de transfert, en intégrant des critères de nature quantitative (pentes des terrains, quantités de pesticides appliqués,…) mais aussi qualitative (types de voies de transfert des molécules, efficacité des zones tampons…) en association avec une évaluation des flux potentiels transférés par modélisation agro-hydrologique. Une modélisation bioéconomique conduira à l'évaluation des contraintes et coût des réductions d’usage des pesticides proposées et de leur acceptabilité en termes de capacité des exploitations au changement de pratiques de production. Les résultats obtenus à partir des différents scenarii seront ensuite traités par modélisation multicritère afin de les prioriser en fonction des préférences des acteurs économiques et environnementaux ; cette capacité à atteindre les objectifs de maîtrise des intrants phytosanitaires restant un élément majeur d'appréciation de la durabilité des agroécosystèmes. Les résultats obtenus feront l'objet d'une démarche de valorisation et de transfert auprès des acteurs professionnels (agriculteurs-viticulteurs-conseillers) en vue d'apprécier les conséquences des pratiques agricoles mises en ½uvre, et le cas échéant de leurs modifications, sur les processus de transferts des pesticides et leurs impacts environnementaux. Nous présenterons ici la méthodologie générale déployée en vue de l'intégration des différentes questions de recherche développées de façon structurée

PBDE and PCB contamination of eels from the Gironde estuary: From glass eels to silver eels

International audienceSince the 1980s, the eel population has been decreasing dangerously. Persistent Organic Pollutants (POPs) such as Polychlorinated Biphenyls (PCBs) are one of the suspected causes of this decline. A preliminary study of PCB contamination carried out on different fish from the Gironde estuary (southwest of France, Europe) has shown a relatively high level of contamination of eel muscles. In order to characterize the contamination level of PCBs and PBDEs (PolyBrominated Diphenyl-Ethers) in eels from this estuary more than 240 eels were collected during the years 20042005 in the Gironde estuarine system, from glass eels to silver eels. Individual European eels were grouped according to length and localization sites. The results have shown a low contamination level of glass eels: respectively 28 ± 11 ng g1 dw for PCBs and 5 ± 3 ng g1 dw for PBDEs. The contamination level in eels (expressed in ng g1 dw) increases from glass eels to silver eels up to 3399 ng g1 dw of PCBs for the most contaminated silver eel. Such levels of PCBs similar to those observed in Northern Europe, could raise sanitary problems connected with the World Health Organization (WHO) recommendations. These results are worrying for the local people who regularly eat eels caught in the Gironde estuary

Utilisation des échantillonneurs passifs pour évaluer la contamination des écosystèmes aquatiques par les produits phytosanitaires - Application à un bassin versant viticole

National audienceL'échantillonnage passif représente une alternative aux prélèvements ponctuels pour la détermination de la contamination en pesticides. Les échantillonneurs présentent l'avantage d'intégrer la contamination du milieu pendant la période d'exposition de l'outil et permettent un abaissement des limites de détection grâce à l'accumulation des substances. Parmi les outils existants, les échantillonneurs passifs intégratifs pour les contaminants organiques polaires (POCIS : Polar Organic Chemical Integrative Samplers) ont été utilisés avec succès pour évaluer la contamination des hydrosystèmes en contexte agricole [1]. Ces POCIS peuvent être adaptés pour permettre la surveillance de milieux exigus ou de milieux à écoulements épisodiques tels que les fossés agricoles. Ces adaptations consistent à modifier les dimensions de l'outil, la surface membranaire, la quantité de phase ou encore la porosité des membranes pour influencer la quantité de substances accumulées [2]. Le projet de recherche multidisciplinaire PhytoCOTE étudie l'usage des pesticides dans les agrosystèmes, leurs transferts dans les écosystèmes connexes, leur bioaccumulation, et leur toxicité potentielle chez les organismes aquatiques. Le site d'étude est localisé dans une zone d'exploitation viticole sur la rive droite de l'estuaire de la Gironde. Dans ce cadre, un suivi annuel de la variabilité spatio-temporelle des concentrations en pesticides a été mis en place. Le suivi des cours d'eau permanents (ordre 1, 2 et 3) repose sur le déploiement de POCIS classiques à une fréquence mensuelle. Le suivi des fossés repose sur le déploiement de POCIS adaptés (miniPOCIS et POCIS-T) pendant la période d'application des pesticides. Parallèlement, des prélèvements d'eau sont réalisés à une fréquence mensuelle ou bimensuelle. Le suivi de la contamination est basé sur une liste de plus de 200 substances parmi lesquels les pesticides utilisés sur le bassin versant (54 substances). Différentes techniques d'extraction et d'analyse par LC-MS/MS et GC-MS/MS ont été développées pour permettre la quantification de ces composés

Mélanges complexes de pesticides dans les cours d'eau de zones viticoles mis en évidence par l'échantillonnage passif

National audienceLes pesticides sont utilisés à grande échelle dans le monde entier pour combattre les maladies fongiques, les plantes adventices, les insectes et autres organismes nuisibles. Les ventes de matières actives phytosanitaires sont estimées à environ 68 000 tonnes dont 28 000 tonnes de fongicides. Face à l'omniprésence des pesticides, il demeure crucial d'évaluer précisément la contamination des écosystèmes aquatiques par ces substances et métabolites et ainsi caractériser l'exposition des organismes. L'évaluation de l'exposition est en effet un préalable indispensable à l'élaboration de méthodes de mesures de risque fiables. Les pratiques culturales et phytosanitaires, la fréquence et la durée des ruissellements, l'importance des réseaux de drainage entraînent des fluctuations de courte durée des concentrations en pesticides. Ces fluctuations limitent la capacité de l'échantillonnage ponctuel à capturer les pics de concentration (exposition aiguë) ou à représenter avec un niveau de confiance acceptable les concentrations moyennes (exposition chronique). Une approche pour surmonter ces limites est l'utilisation d'un échantillonneur passif intégrateur de composés organiques polaires (POCIS - Polar Chemical Integrative Sampler) qui caractérise l'exposition chronique à des produits chimiques relativement solubles. Dans cette étude menée dans le vignoble bordelais, les concentrations de 200 pesticides et métabolites ont été mesurées dans les cours d'eau d'un site expérimental d'environ 830 ha localisé sur la rive droite de l'estuaire de la Gironde. L'activité agricole prépondérante dans le site est la viticulture (75 % de la surface agricole utile) associée à l'utilisation de fongicides. Les points de suivi sont localisés sur un tributaire de la Gironde (la Livenne) et sur un ruisseau (les Souches) drainant les eaux de parcelles viticoles vers ce tributaire (Figure 1). Afin de caractériser les niveaux de contamination des eaux de surface, 72 échantillonneurs passifs de type POCIS ont été déployés entre janvier et décembre 2017 pour évaluer l'exposition cumulée sur 30 jours des 6 points de suivi aux pesticides polaires et semi-polaires. Des échantillons d'eau ont été collectés mensuellement ou bimensuellement parallèlement au déploiement des POCIS pour permettre la comparaison des résultats obtenus par échantillonnages passifs et ponctuels. Les pesticides ont été élués de la phase des POCIS à l'aide de méthanol et de dichlorométhane. Les pesticides et certains de leurs métabolites ont été extraits des échantillons d'eau par microextraction en phase solide (SPME) ou extraction en phase solide (SPE), en fonction des composés, puis quantifiés par LC-MS/MS et GC-MS/MS (dilution isotopique)

Post-translational modifications of prostaglandin-endoperoxide synthase 2 in colorectal cancer: An update

The biosynthesis of prostanoids is involved in both physiological and pathological processes. The expression of prostaglandin-endoperoxide synthase 2 (PTGS2; also known as COX-2) has been traditionally associated to the onset of several pathologies, from inflammation to cardiovascular, gastrointestinal and oncologic events. For this reason, the search of selective PTGS2 inhibitors has been a focus for therapeutic interventions. In addition to the classic non-steroidal anti-inflammatory drugs, selective and specific PTGS2 inhibitors, termed coxibs, have been generated and widely used. PTGS2 activity is less restrictive in terms of substrate specificity than the homeostatic counterpart PTGS1, and it accounts for the elevated prostanoid synthesis that accompanies several pathologies. The main regulation of PTGS2 occurs at the transcription level. In addition to this, the stability of the mRNA is finely regulated through the interaction with several cytoplasmic elements, ranging from specific microRNAs to proteins that control mRNA degradation. Moreover, the protein has been recognized to be the substrate for several post-translational modifications that affect both the enzyme activity and the targeting for degradation via proteasomal and non-proteasomal mechanisms. Among these modifications, phosphorylation, glycosylation and covalent modifications by reactive lipidic intermediates and by free radicals associated to the pro-inflammatory condition appear to be the main changes. Identification of these post-translational modifications is relevant to better understand the role of PTGS2 in several pathologies and to establish a correct analysis of the potential function of this protein in diseases progress. Finally, these modifications can be used as biomarkers to establish correlations with other parameters, including the immunomodulation dependent on molecular pathological epidemiology determinants, which may provide a better frame for potential therapeutic interventions.Supported by Ministerio de Ciencia Innovación y Universidades, No. SAF2017-82436R and SAF2016-75004R; Comunidad de Madrid, No. S2017/BMD-3686; Fundación Ramón Areces, No. 2016/CIVP18A3864; and Instituto de Salud Carlos III and by Fondos FEDER, No. Cibercv and CiberehdPeer reviewe

Vers des traitements des eaux usées plus durables : Prise en considération des Produits de Transformation des contaminants chimiques organiques - TRANSPRO

National audienceLa préservation de la qualité de l'eau est un enjeu majeur à la fois pour l'environnement et pour la santé humaine. Dans le contexte de la Directive Cadre sur l'Eau (DCE, 2000/60/CE), de nombreux travaux ont étudié les micropolluants organiques, et les connaissances concernant leur présence, voies d'introduction, sources et impacts sur les écosystèmes aquatiques ont considérablement augmenté. Les eaux usées étant des sources importantes de micropolluants en lien avec la consommation de produits manufacturés, l'application de la DCE a conduit au renforcement de la réglementation sur le traitement des eaux usées urbaines et à la généralisation des procédés biologiques tels que les boues activées à aération prolongée ou les biofiltres, permettant d'éliminer significativement les micropolluants organiques. Les processus d'oxydation impliqués consistent en une dégradation qui peut ne pas être complète, générant des produits de transformation (TP) relativement stables et toxiques susceptibles de se retrouver à la fois dans les boues et effluents liquides. Jusqu'à présent, les données sur les TP restent rares et se limitent à quelques composés. Ainsi, il apparaît essentiel que les futurs projets de recherche portent sur la question des TP afin d'élucider leur présence, formation et devenir tout au long du système de traitement des eaux usées jusqu'à leur entrée potentielle dans le milieu aquatique par le biais des rejets d'effluents des stations d'épuration (STEP). Objet ou objectifs TRANSPRO étudie la formation des TP, en développant des méthodes innovantes de screening utilisant des outils à la fois chimiques (Spectrométrie de Masse Haute Résolution) et biologiques (tests in vitro). Il étudie l'ensemble du système de traitement des eaux usées (des entrées de STEP) jusqu'aux écosystèmes aquatiques naturels, en se concentrant sur différents types de procédés de traitement par rapport à leur capacité à générer des TP ainsi que sur les procédés naturels (biodégradation, photo-oxydation) pouvant donner lieu à des transformations dans le milieu lui-même. Méthode TRANSPRO est un projet financé par l'agence nationale de la recherche (ANR) sur la période 2019-2022. Il est porté par un consortium de partenaires publics. C'est un projet collaboratif impliquant un partenariat solide basé sur une expertise pluridisciplinaire, associant chimistes analyticiens (EPOC), physico-chimistes (EPOC, LGC), chimistes de l'environnement (EPOC, Irstea), spécialistes en génie des procédés et modélisation (Irstea, LGC), (éco) toxicologues (EPOC), spécialistes des systèmes de traitement des eaux usées (LGC, Irstea), tous rassemblés pour aborder une question commune: quels processus génèrent des TP, que sont ces TP et quels sont ceux pertinents d'un point de vue environnemental ? Résultats TRANSPRO va permettre d'améliorer nos connaissances sur la nature, l'origine et la dynamique des TP. Il permettra également de classifier les procédés de traitement des eaux usées par rapport à leur tendance à générer des TP et d'aider à sélectionner le processus le plus efficace en termes de dégradation des contaminants parents mais minimisant la formation des TP. TRANSPRO fournira ainsi des connaissances qui contribueront à améliorer les traitements des eaux usées pour concevoir les systèmes d'assainissement de demain. Tout savoir sur le projet TRANSPRO : https://lnkd.in/dkZnUy

Vers des traitements des eaux usées plus durables : Prise en considération des Produits de Transformation des contaminants chimiques organiques - TRANSPRO

National audienceLa préservation de la qualité de l'eau est un enjeu majeur à la fois pour l'environnement et pour la santé humaine. Dans le contexte de la Directive Cadre sur l'Eau (DCE, 2000/60/CE), de nombreux travaux ont étudié les micropolluants organiques, et les connaissances concernant leur présence, voies d'introduction, sources et impacts sur les écosystèmes aquatiques ont considérablement augmenté. Les eaux usées étant des sources importantes de micropolluants en lien avec la consommation de produits manufacturés, l'application de la DCE a conduit au renforcement de la réglementation sur le traitement des eaux usées urbaines et à la généralisation des procédés biologiques tels que les boues activées à aération prolongée ou les biofiltres, permettant d'éliminer significativement les micropolluants organiques. Les processus d'oxydation impliqués consistent en une dégradation qui peut ne pas être complète, générant des produits de transformation (TP) relativement stables et toxiques susceptibles de se retrouver à la fois dans les boues et effluents liquides. Jusqu'à présent, les données sur les TP restent rares et se limitent à quelques composés. Ainsi, il apparaît essentiel que les futurs projets de recherche portent sur la question des TP afin d'élucider leur présence, formation et devenir tout au long du système de traitement des eaux usées jusqu'à leur entrée potentielle dans le milieu aquatique par le biais des rejets d'effluents des stations d'épuration (STEP). Objet ou objectifs TRANSPRO étudie la formation des TP, en développant des méthodes innovantes de screening utilisant des outils à la fois chimiques (Spectrométrie de Masse Haute Résolution) et biologiques (tests in vitro). Il étudie l'ensemble du système de traitement des eaux usées (des entrées de STEP) jusqu'aux écosystèmes aquatiques naturels, en se concentrant sur différents types de procédés de traitement par rapport à leur capacité à générer des TP ainsi que sur les procédés naturels (biodégradation, photo-oxydation) pouvant donner lieu à des transformations dans le milieu lui-même. Méthode TRANSPRO est un projet financé par l'agence nationale de la recherche (ANR) sur la période 2019-2022. Il est porté par un consortium de partenaires publics. C'est un projet collaboratif impliquant un partenariat solide basé sur une expertise pluridisciplinaire, associant chimistes analyticiens (EPOC), physico-chimistes (EPOC, LGC), chimistes de l'environnement (EPOC, Irstea), spécialistes en génie des procédés et modélisation (Irstea, LGC), (éco) toxicologues (EPOC), spécialistes des systèmes de traitement des eaux usées (LGC, Irstea), tous rassemblés pour aborder une question commune: quels processus génèrent des TP, que sont ces TP et quels sont ceux pertinents d'un point de vue environnemental ? Résultats TRANSPRO va permettre d'améliorer nos connaissances sur la nature, l'origine et la dynamique des TP. Il permettra également de classifier les procédés de traitement des eaux usées par rapport à leur tendance à générer des TP et d'aider à sélectionner le processus le plus efficace en termes de dégradation des contaminants parents mais minimisant la formation des TP. TRANSPRO fournira ainsi des connaissances qui contribueront à améliorer les traitements des eaux usées pour concevoir les systèmes d'assainissement de demain. Tout savoir sur le projet TRANSPRO : https://lnkd.in/dkZnUy

4-Nonylphenol disrupts osmoregulation in the European sea-bass Dicentrarchus labrax

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