Stratégie bio-analytique de type EDA pour l’identification de contaminants émergents dans les milieux aquatiques : Etude de cas en aval d’un rejet industriel

International audienc

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

Long-Term Changes in Population Dynamics of the Shrimp Palaemon longirostris in the Gironde Estuary

International audienceSpanning 20 years (1979–2007), this study is the longest time series pertaining to the resident shrimp species Palaemon longirostris in a European estuary. Data from monthly faunal surveys undertaken across the middle part of the Gironde estuary from April 1979 along with data from a statistical analysis of the commercial catches throughout the entire estuary and river were considered in order to explore their inter and intra-annual variability and long-term trends. Long-term densities series as well as environmental series (salinity, discharge, temperature and NAO) were decomposed and the effects of environmental variables were also examined using statistical models (GAMs). This revealed important spatio-temporal variability and a significant overall decrease in abundance of this species in the Gironde estuary since the beginning of the 1980s. This longterm decrease in abundance corresponded significantly to long-term decreases in both discharge and the NAO index, as well a long-term increase in temperature and salinity in the middle part of the estuary. However, models showed that environmental factors explained only a small part of the variability. The upstream shift of the population highlighted in this study, probably due to the intrusion of marine waters into the middle section of the estuary, may also have contributed to its decrease in abundance. Inter-annual variability of densities was also significantly linked with inter-annual fecundity fluctuations, and a significant decrease in both mean female size and fecundity was shown for preserved samples from 1992. Moreover, the breeding period has been temporally stretched out and began earlier in more recent years, potentially due to the increase in spring temperature

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

Echantillonneurs passifs : évaluation de l’exposition des biofilms aux mélanges de pesticides, et du risque écotoxique dans les cours d’eau

National audienceLa contamination généralisée des cours d’eau par les pesticides, généralement en mélanges et à concentrations relativement faibles, requiert la prise en compte dans le diagnostic de la complexité de l’exposition. Le développement récent de l’échantillonnage passif des contaminants a permis d’une part de mieux considérer la diversité des contaminants présents dans l’environnement, et d’abaisser leurs limites de détection, fournissant ainsi un panorama plus exhaustif de la contamination réelle. Le biofilm est une communauté complexe, composée de microalgues, de bactéries, de champignons, de protozoaires, etc. enchâssés dans une matrice polysaccharidique. Son utilisation en écotoxicologie revêt un haut degré de pertinence environnementale, comparé aux espèces modèles utilisées traditionnellement. Elle permet de mieux comprendre et prédire les impacts réels de contaminants pour l’écosystème, bien mieux que l’extrapolation de résultats déconnectés de la complexité des conditions de milieu (diversité des organismes, et de leurs relations). Le modèle biofilm a ainsi été utilisé avec succès dans de nombreuses études écotoxicologiques au laboratoire, utilisant des contaminants seuls ou en combinaisons simples (binaires, ternaires) de substances. Cependant, la qualification du risque écotoxique associé aux mélanges de contaminants est difficilement envisageable par ce biais, la multiplicité des mixtures possibles (en termes de composition et de concentrations) empêchant de tester toutes les combinaisons susceptibles d’être rencontrées in situ. Nous proposons ici de présenter les avancées récentes permises par le couplage entre échantillonnage passif et écotoxicologie, pour la mesure du potentiel toxique dans les milieux aquatique, et pour la mise en ½uvre d’expérimentations plus réalistes environnementalement

Des communautés complexes exposées à des contaminants multiples : utilisation des extraits d'échantillonneurs passifs en écotoxicologie microbienne

International audienceIn rivers, risk assessment requires taking into account both the complexity of contaminations (multiple substances at low concentrations), and the increasing demand for ecologically realistic biological endpoints used in toxicity testing. These issues can be tackled by coupling toxicity assessment using complex communities, such as periphyton (composed of microalgae, bacteria, fungi, protozoa, etc.), and complex contaminants like passive samplers extracts (PSE). Here we propose to review some recent progresses in ecotoxicology allowed by the joint use of PSE from POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Samplers) and river periphyton. More specifically, we will present diverse experimental approaches, aiming: at characterizing the “toxic potential” of waters and applying the pollution community induced tolerance –PICT– approach to pesticide mixtures, at identifying the compounds responsible for toxicity in the mixture (effect-directed analyses –EDA), and at increasing the environmental realism in microcosm experiments by performing chronic low dose exposure to mixtures from PSE. We were able to detect PICT in periphyton collected in rivers showing a gradient of increasing pesticide concentrations or at sites with different contamination profiles using toxicity tests with PSE from the field. From a pesticide mixture that proved to be toxic, we performed successive fractionation steps to identify, through an EDA approach, the substance(s) responsible for toxicity. In the mixture we used, however, no individual fraction was found to explain the impacts of the cocktails, whereas combinations of fractions did. This highlights the need to consider the “mixture issue” in environmental risk assessment. One way to improve mixture toxicity assessment is to implement chronic exposure experiments with PSE. We successfully performed artificial channel experiments using of PSE as a complex contaminant at low doses. The environmentally relevant concentrations tested drove community changes, in their structure (biomass, composition) as well as in their functions (enzymatic activities). Altogether, these encouraging results open wide perspectives for a more realistic risk assessment, from both biological and chemical points of view