Surface area of carbon-based nanoparticles prevails on dispersion for growth inhibition in amphibians

The attractive properties of carbon-based nanoparticles such as graphene and its derivatives or carbon nanotubes lead to their use in many application fields, whether they are raw or functionalized, such as oxidized. These particles may finally contaminate the aquatic compartment, which is a major receptacle of pollutants. The study of their impact on aquatic organisms is thus essential. At the nano scale, recent studies have highlighted that specific surface area should be used as the most relevant descriptor of toxicity instead of the conventional mass concentration. By using a dose-response model, this work compares the chronic toxicity observed on Xenopus laevis larvae after 12-day in vivo exposure to raw, oxidized carbon allotropes, or in the presence of chemical dispersant. We show that chemical dispersion does not influence the observed chronic toxicity, whether it is through surface chemistry (oxidation state) or through the addition of a dispersant. The biological hypothesis leading to growth inhibition are discussed. Finally, these results confirm that surface area is the more suited metric unit describing growth inhibition

Earthworm’s influence on phytoavailability and Human gastric bioaccessibility of metals

►Introduction : Le développement d’entreprises de recyclage des métaux comme la Société de Traitement Chimique des Métaux (STCM) participe à l’économie circulaire. Cependant, ces activités de recyclage ont durant plusieurs décennies également engendré des émissions de polluants dans l’environnement induisant une augmentation de sites pollués par les retombées atmosphériques de particules fines enrichies en métaux et métalloïdes. Par ailleurs, le ver de terre, organisme clé de l’écosystème sol, apparait comme un ingénieur physique et mécanique des sols, et fait désormais l’objet de nombreuses études environnementales. Pour cette étude, notre objectif était d’évaluer l’influence de la bioturbation des vers de terre sur la phytodisponibilité des métaux et les mécanismes en jeu en lien avec leur compartimentation, leur spéciation et leur écotoxicité. ►Mise en œuvre : Dans ce contexte, une expérience de 25 jours a été menée en microcosmes, avec ou sans vers de terre dans le sol et avec un gradient d’Eléments Traces Inorganiques (ETI) dû aux retombées des particules atmosphériques. L’influence de l’activité des vers de terre sur les transferts sol-plante des métaux a été étudiée au moyen de microcultures de laitues (dispositif RHIZOtests®) réalisées sur 3 conditions différentes de sols : sols non bioturbés (SNB), sols bioturbés (SB) et turricules (T, déjections des vers). Les concentrations en ETI dans les sols, les vers et les salades ont été mesurées et la bioaccessibilité gastrique humaine a été déterminée à partir du test in vitro BARGE. Par ailleurs, des analyses de spéciation chimique du plomb dans divers compartiments abiotiques (sols et turricules) et biotiques (divers organes du vers de terre) ont été réalisées par spectroscopie EXAFS au synchrotron de l’ESRF à Grenoble. ►Résultats & Discussions : L’activité des vers de terre n’est pas significativement impactée par les concentrations en ETI appliquées dans les sols. Mais, la bioturbation des vers augmente la concentration en ETI présents dans les feuilles de laitues (parties consommées par l’homme). La concentration en ETI dans les feuilles de salades peut augmenter avec l’activité des vers de terre, de plus de 45% et 36 % pour le Pb et le Zn respectivement. Généralement, dans les sols et les plantes, les concentrations mesurées en ETI pour les différentes conditions sont classées ainsi : SNB < SB et T. La bioaccessibilité gastrique humaine est fonction de la nature des ETI et augmente pour SB et T, dans le cas du Zn et du Cu notamment. Des changements de spéciation du plomb mettant en évidence l’effet des vers de terre sur le sol ont été observés par spectroscopie EXAFS, en comparant les sols SNB et T, et les tissus des vers de terre. La figure 1 présente les voies d’exposition des ETI pour les vers, et les mécanismes proposés pour expliquer l’augmentation de phytodisponibilité induite par la bioturbation. Figure 1. Voies d’exposition des vers de terre aux ETI et mécanismes potentiellement impliqués dans l’augmentation de phytodisponibilité du fait de la bioturbation. ►Conclusion : La bioturbation des vers de terre modifie le devenir des ETI dans les sols par des changements de spéciation pouvant augmenter la mobilité des métaux, et certainement aussi en raison de modifications de la distribution des matières organiques présentes dans le sol

Surface Area of Carbon Nanoparticles: A Dose Metric for a More Realistic Ecotoxicological Assessment

Engineered nanoparticles such as graphenes, nanodiamonds, and carbon nanotubes correspond to different allotropes of carbon and are among the best candidates for applications in fast-growing nanotechnology. It is thus likely that they may get into the environment at each step of their life cycle: production, use, and disposal. The aquatic compartment concentrates pollutants and is expected to be especially impacted. The toxicity of a compound is conventionally evaluated using mass concentration as a quantitative measure of exposure. However, several studies have highlighted that such a metric is not the best descriptor at the nanoscale. Here we compare the inhibition of Xenopus laevis larvae growth after in vivo exposure to different carbon nanoparticles for 12 days using different dose metrics and clearly show that surface area is the most relevant descriptor of toxicity for different types of carbon allotropes

Los paisajes culturales como Patrimonio Territorial, identificación de activos y turismo sostenible en la Provincia de Santa Fe

La temática de Paisajes Culturales se comprende como manifestación de la interacción entre el hombre y su ambiente natural, articulándose con la recuperación de las huellas reconocidas en un territorio específico, pero, sobre todo, con la posibilidad de reactivar y fortalecer el desarrollo social y productivo de la región. Sensibilizar y capacitar sobre la revalorización del patrimonio cultural resulta primordial, ya que fortalece las identidades y dinamiza economías regionales, promoviendo la participación de agentes locales y buenas prácticas agroecológicas, el turismo sustentable y la formulación de criterios de ordenamiento espacial, entre otros. El equipo académico que dirijo ha desarrollado en los últimos años distintos proyectos de investigación y vinculación al medio que constituyen un corpus teórico-documental relevante. El trabajo presentado particulariza distintas categorías de paisaje, resultando del mismo las Rutas culturales de la Región Sur de la Provincia de Santa Fe. Ampliaremos el “patrimonio rural”, focalizándolo en los campos del denominado “Paraje del Desmochado Afuera”, jurisdicción del antiguo Pago de los Arroyos. Conformará el área territorial perteneciente a la estancia jesuítica “San Miguel del Carcarañá”, los terrenos, fraccionados en lonjas perpendiculares al río Carcarañá, en cuya última lonja se estableció la estancia “La Cautiva” alrededor de 1867. Allí se advierte la presencia de estancias que fueran testimonio de los primeros asentamientos poblacionales y prácticas rurales, la avanzada de los malones, la colonización agrícola, etc. También la presencia de los trazados e instalaciones ferroviarias (Paisaje industrial), coincidentes con el Camino de Postas colonial, reforzaron la estructura regional y el surgimiento de poblados. Siendo objetivo principal el registro y documentación tratando de difundir el Patrimonio Territorial y sus activos, desarrollando estrategias de recuperación, puesta en valor e integración de circuitos turísticos, productivos y culturales. Es de destacar lo relevado en el Área Sur de la Provincia diseñando distintas Rutas Culturales y apostando a los conceptos de Marca Región, la preservación de las culturas tradicionales de producción. Debiendo incorporarse el Turismo Naranja, sustentable, educativo y comunitario, como activos territoriales e identificando el patrimonio tangible e intangible como herramienta de interés y puente de unión regional con sus economías.Facultad de Arquitectura y Urbanism

Assessment of graphene oxide ecotoxicity at several trophic levels using aquatic microcosms

Extensive development of new applications using graphene based materials such as graphene oxide (GO) increases its potential release and occurrence into aquatic environments, raising the question of its biological and ecological risks. As standardized single-species-based assays fail to highlight toxicological pathways implying interactions between organisms, the use of micro/mesocosms appears as a good solution to fill the lack of environmental realism inherent to these tests. In this work, experiments were achieved using microcosm systems to expose a reconstituted food chain to GO at environmentally-relevant concentrations (0.05 and 0.1 mg L−1). The trophic chain was composed of a consortium of algae and bacteria as primary producers, chironomid larvae as primary consumers and decomposers while larvae of the amphibian Pleurodeles waltii constituted the secondary consumers. Monitoring of multiple ecotoxicological and ecological endpoints allowed to observe changes in bacterial communities while no toxic effects were noticed in chironomids. However, chironomids feeding behaviour changed as a consequence of GO contamination, leading to an increase in leaf litter consumption. Genotoxic effects were noticed in Pleurodeles larvae. This study highlights the importance of using such experimental systems to better encompass the ecotoxic potential of GO through the determination of toxicological routes and consequences on ecosystem’s functioning

Ecotoxicité comparative de l'oxyde de graphène et d'autres nanoparticules de carbone chez des organismes aquatiques modèles : d'une évaluation en conditions monospécifiques vers l'étude d'une chaîne trophique expérimentale

The ecotoxicity of different carbon-based nanoparticles (CNPs) was assessed in freshwater organisms, especially in Xenopus laevis. The surface of the CNPs was shown to be the more relevant parameter to describe the growth inhibition in Xenopus, regardless of their allotropic form and their state of dispersion. Micronucleus induction was also studied in Xenopus and graphene oxide (GO) was found genotoxic at low dose. This result was in compliance with the study of genes expression. The involved toxicity mechanisms would be related to the oxidized functions of the CNP. Moreover, GO was also found responsible for genotoxicity in Pleurodeles waltl. and for teratogenicity, development delay and growth inhibition in Chironomus riparius. These organisms have finally been put together in a mesocosm, which has also led to genotoxicity in Pleurodeles in the presence of GO.L'écotoxicité de différentes nanoparticules de carbone (NPC) a été évaluée chez des organismes aquatiques, en particulier chez Xenopus laevis. Il a été montré que la surface des NPC est le paramètre le plus pertinent pour décrire l'inhibition de croissance chez le xénope, indépendamment de leur forme allotropique et de leur état de dispersion. L'induction des micronoyaux a aussi été étudiée chez le xénope, et l'oxyde de graphène (GO) s'est révélé génotoxique à faible dose, résultat corroboré par l'étude de l'expression des gènes. Les mécanismes de toxicité impliqués seraient notamment liés aux fonctions oxygénées de la particule. De plus, le GO a aussi entrainé de la génotoxicité chez Pleurodeles waltl. et de la tératogénicité, des retards de développement et de l'inhibition de croissance chez Chironomus riparius. La mise en interaction de ces organismes au sein d'un mésocosme a également conduit à l'observation de génotoxicité chez le pleurodèle en présence de GO

Comparative ecotoxicity of graphene oxide and other carbon-based nanoparticles in freshwater model organisms : from an assessment in monospecific conditions towards the study of an experimental trophic chain

L'écotoxicité de différentes nanoparticules de carbone (NPC) a été évaluée chez des organismes aquatiques, en particulier chez Xenopus laevis. Il a été montré que la surface des NPC est le paramètre le plus pertinent pour décrire l'inhibition de croissance chez le xénope, indépendamment de leur forme allotropique et de leur état de dispersion. L'induction des micronoyaux a aussi été étudiée chez le xénope, et l'oxyde de graphène (GO) s'est révélé génotoxique à faible dose, résultat corroboré par l'étude de l'expression des gènes. Les mécanismes de toxicité impliqués seraient notamment liés aux fonctions oxygénées de la particule. De plus, le GO a aussi entrainé de la génotoxicité chez Pleurodeles waltl. et de la tératogénicité, des retards de développement et de l'inhibition de croissance chez Chironomus riparius. La mise en interaction de ces organismes au sein d'un mésocosme a également conduit à l'observation de génotoxicité chez le pleurodèle en présence de GO.The ecotoxicity of different carbon-based nanoparticles (CNPs) was assessed in freshwater organisms, especially in Xenopus laevis. The surface of the CNPs was shown to be the more relevant parameter to describe the growth inhibition in Xenopus, regardless of their allotropic form and their state of dispersion. Micronucleus induction was also studied in Xenopus and graphene oxide (GO) was found genotoxic at low dose. This result was in compliance with the study of genes expression. The involved toxicity mechanisms would be related to the oxidized functions of the CNP. Moreover, GO was also found responsible for genotoxicity in Pleurodeles waltl. and for teratogenicity, development delay and growth inhibition in Chironomus riparius. These organisms have finally been put together in a mesocosm, which has also led to genotoxicity in Pleurodeles in the presence of GO

Mal-inscription de proximité et effets sur la participation électorale en region PACA

International audienc

Pistes pour mesurer la nature de la mal-inscription et comprendre ses effets différentiels sur la participation électorale

International audienceThis paper deals with the problem of bad voters registration which is a current key issue in electoral surveys. It is also related to the Modifiable Areal Unit Problem (Openshaw, 1984) and the ecological inference fallacy (Robinson, 1950), common issues in geography and political science. We propose a series of methods to estimate the bad voters registration and its distinct effects on electoral participation in the PACA region, and to study their relation with the distance from home to poll. We combine the data from INSEE on registration and vote (presidential and legislative elections in 2012) with the study of signature lists and letterbox addresses, about 7 different polling stations in Avignon (local elections in 2014). It is surprising to notice that most of the people who are bad registered live within a radius of 20 km around their assigned poll (corresponding approximately to the “French department”, i.e. the Nut 2 in the European nomenclature). The combination of those data with qualitative information on the 7 polling stations shows, against all the odds, that the obviousness « people who are registered near their home vote more often » is not necessary true.Investissant la problématique de la mal-inscription, devenue centrale dans l'analyse des comportements électoraux, cette communication touche également aux questions du MAUP (Modifiable Areal Unit Problem) (Openshaw, 1984) et de l'effet écologique d'agrégation (Robinson, 1950) communes à la géographie et la science politique, à partir de la problématique de la mal-inscription. Elle propose d'explorer, à titre expérimental, sur la région PACA, des méthodes permettant de mesurer l’ampleur de cette mal-inscription, sa relation avec la distance du domicile au bureau de vote et, plus largement, ses effets différentiels sur la participation électorale. Le protocole d'enquête expérimenté croise les données des enquêtes sur l’inscription et la participation électorale de l’INSEE (Présidentielle et législatives de 2012) et le relevé des listes d'émargement et boîtes aux lettres recueillis sur 7 bureaux de vote avignonnais contrastés socialement (Municipales 2014). L’information majeure qui ressort de ces études est que la mal-inscription est avant tout infra-départementale, puisque la majorité des mal-inscrits l'est dans un rayon de 20 km autour du leur domicile et qu'il est difficile d'affirmer que la distance pour se rendre au bureau de vote est un critère déterminant de l'abstention. En effet, la jointure des enquêtes participation et inscription de l'INSEE, doublée d'une analyse des données qualitatives sur les 7 bureaux de vote suggère, contre toute attente, que ce ne sont pas nécessairement les individus qui sont inscrits près de chez eux qui votent le plus

Influence de la bioturbation des vers de terre sur la phytodisponibilité et bioaccessibilité des métaux

National audienceIntroduction : Le développement d’entreprises de recyclage des métaux comme la Société de Traitement Chimique des Métaux (STCM) participe à l’économie circulaire. Cependant, ces activités de recyclage ont durant plusieurs décennies également engendré des émissions de polluants dans l’environnement induisant une augmentation de sites pollués par les retombées atmosphériques de particules fines enrichies en métaux et métalloïdes. Par ailleurs, le ver de terre, organisme clé de l’écosystème sol, apparait comme un ingénieur physique et mécanique des sols, et fait désormais l’objet de nombreuses études environnementales. Pour cette étude, notre objectif était d’évaluer l’influence de la bioturbation des vers de terre sur la phytodisponibilité des métaux et les mécanismes en jeu en lien avec leur compartimentation, leur spéciation et leur écotoxicité. Mise en œuvre : Dans ce contexte, une expérience de 25 jours a été menée en microcosmes, avec ou sans vers de terre dans le sol et avec un gradient d’Eléments Traces Inorganiques (ETI) dû aux retombées des particules atmosphériques. L’influence de l’activité des vers de terre sur les transferts sol-plante des métaux a été étudiée au moyen de microcultures de laitues (dispositif RHIZOtests®) réalisées sur 3 conditions différentes de sols : sols non bioturbés (SNB), sols bioturbés (SB) et turricules (T, déjections des vers). Les concentrations en ETI dans les sols, les vers et les salades ont été mesurées et la bioaccessibilité gastrique humaine a été déterminée à partir du test in vitro BARGE. Par ailleurs, des analyses de spéciation chimique du plomb dans divers compartiments abiotiques (sols et turricules) et biotiques (divers organes du vers de terre) ont été réalisées par spectroscopie EXAFS au synchrotron de l’ESRF à Grenoble. Résultats & Discussions : L’activité des vers de terre n’est pas significativement impactée par les concentrations en ETI appliquées dans les sols. Mais, la bioturbation des vers augmente la concentration en ETI présents dans les feuilles de laitues (parties consommées par l’homme). La concentration en ETI dans les feuilles de salades peut augmenter avec l’activité des vers de terre, de plus de 45% et 36 % pour le Pb et le Zn respectivement. Généralement, dans les sols et les plantes, les concentrations mesurées en ETI pour les différentes conditions sont classées ainsi : SNB < SB et T. La bioaccessibilité gastrique humaine est fonction de la nature des ETI et augmente pour SB et T, dans le cas du Zn et du Cu notamment. Des changements de spéciation du plomb mettant en évidence l’effet des vers de terre sur le sol ont été observés par spectroscopie EXAFS, en comparant les sols SNB et T, et les tissus des vers de terre. La figure 1 présente les voies d’exposition des ETI pour les vers, et les mécanismes proposés pour expliquer l’augmentation de phytodisponibilité induite par la bioturbation. Figure 1. Voies d’exposition des vers de terre aux ETI et mécanismes potentiellement impliqués dans l’augmentation de phytodisponibilité du fait de la bioturbation. Conclusion : La bioturbation des vers de terre modifie le devenir des ETI dans les sols par des changements de spéciation pouvant augmenter la mobilité des métaux, et certainement aussi en raison de modifications de la distribution des matières organiques présentes dans le sol