Field assessment of reproduction-related traits of chironomids using a newly developed emergence platform (E-Board)

Further progress in the development of reliable biomonitoring strategies requires to better link effects in aquatic ecological systems to ambient concentrations of chemical contaminants. Among existing tools, in situ bioassays using caging method represent an interesting way to achieve this challenge. However, elaboration of adapted exposure chambers and suitable operating procedures is still required, particularly to assess ecological relevant traits such as those related to the reproduction. In such context, we developed a new device (Emergence board E-Board) which allows assessing in rivers the development of the Chironpmus riparius species from the early fourth instar larvae to the adult stage. The system acts as a suspended matter trap floating in the subsurface of the water equipped of an emergence trap for catching adults. The system was tested in actual field conditions. Its easy handling allowed obtaining data which demonstrated its applicability for assessing the development of the chironomids. Moreover, by adapting energy-based models (DEB) specifically developed in the laboratory for the species C. riparius, we were able to predict the growth pattern and the emergence of chironomids in real environmental conditions. The E-Board represents thus a promising new in situ tool in perspective of evaluation of the quality of the ecosystems

Evaluation intégrée et multidisciplinaire de la qualité du milieu par l’approche “Weight-of-Evidence” : application à une étude de cas le long de la Seine (PIREN-Seine)

National audienceL’évaluation de la qualité des environnements fortement anthropisés, tel que le bassin de la Seine, et donc assujettis à des apports chroniques très complexes, constitue un véritable challenge et doit s’appuyer conjointement sur des analyses chimiques du milieu et les réponses du biote face à cette pression. La présente étude propose l’intégration et la synthèse d’un jeu de données pluridisciplinaire varié acquis lors du suivi de trois sites-ateliers le long de la Seine (à l’amont et à l’aval de Paris) au cours de quatre campagnes étalées sur une année, dans le cadre du programme PIREN-Seine (Phase 6). L’analyse repose sur l’application de l’approche « Weight-of-Evidence » consistant à examiner quatre volets ou lines of evidence combinant analyses chimiques du milieu (eau et sédiment), biodisponibilité des contaminants (bioaccumulation) et mesures de biomarqueurs chez des gammares exposés in situ, et réponses de tests de toxicité en laboratoire. Les résultats de chaque LOE reflètent parfaitement le gradient anthropique de la zone d’étude avec des niveaux de contaminations et des perturbations biologiques croissants de l’amont à l’aval de Paris. En se basant sur la moyenne annuelle, le risque environnemental global a pu être classé comme « modéré » pour le site amont et « sévère » pour les deux sites aval. L’analyse a également permis de mettre en évidence une certaine variabilité saisonnière, identifiant la campagne hivernale comme la moins fortement impactée. Le modèle a notamment été affiné par l’utilisation de valeurs de référence et de seuils de réponses issus d’études menées à large échelle géographique et intégrant certains facteurs confondants. La démarche appliquée ici s’est avérée très adaptée et performante, et pourrait représenter un outil d’aide à la décision d’un intérêt indéniable pour les différents acteurs environnementaux dans le cadre d’une analyse du risque environnemental

Role of Biofilms in Contaminant Bioaccumulation and Trophic Transfer in Aquatic Ecosystems: Current State of Knowledge and Future Challenges

International audienceIn freshwater environments, microbial assemblages attached to submerged substrates play an essential role in ecosystem processes such as primary production, supported by periphyton, or organic matter decomposition, supported by microbial communities attached to leaf litter or sediments. These microbial assemblages, also called biofilms, are not only involved in nutrients fluxes but also in contaminants dynamics. Biofilms can accumulate metals and organic contaminants transported by the water flow and/or adsorbed onto substrates. Furthermore, due to their high metabolic activity and their role in aquatic food webs, microbial biofilms are also likely to influence contaminant fate in aquatic ecosystems. In this review, we provide (1) a critical overview of the analytical methods currently in use for detecting and quantifying metals and organic micropollutants in microbial biofilms attached to benthic substrata (rocks, sediments, leaf litter); (2) a review of the distribution of those contaminants within aquatic biofilms and the role of these benthic microbial communities in contaminant fate; (3) a set of future challenges concerning the role of biofilms in contaminant accumulation and trophic transfers in the aquatic food web. This literature review highlighted that most knowledge on the interaction between biofilm and contaminants is focused on contaminants dynamics in periphyton while technical limitations are still preventing a thorough estimation of contaminants accumulation in biofilms attached to leaf litter or sediments. In addition, microbial biofilms represent an important food resource in freshwater ecosystems, yet their role in dietary contaminant exposure has been neglected for a long time, and the importance of biofilms in trophic transfer of contaminants is still understudied