une approche écotoxicologique et génotoxicologique des sédiments de létang de berre programme...
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Une approche écotoxicologique et génotoxicologique des sédiments
de l’étang de Berre
• Programme ECCOREV : 2008-2009
• Programme BERTOX: INSU-EC2CO, 2010-2011
Concentrations en Pb en surface du sédiment - 1976
[Giorgetti, 1981]
Lagunaire eurytherme euryhalin
LEE dégradé
Pas demacrobenthos
Biocœnose benthique en 2006
Gipreb (2007)
101 espèces benthiques en 1949 moins de 15
1966 - Les apports d’eau douce par le canal EDF diminuent la salinité de l’étang (31-36‰
to 4-33‰) et induisent la stratification des eaux et des phénomènes d’anoxie au fond
Des approches intégrées de gestion de la zone côtière sont conduites sur le site depuis 10 ans, et la salinité s’est accrue
grâce à la diminution par étape des rejets d’eau douce.
Est ce que les contaminants présents dans le sédiment peuvent affecter la restauration espérée de
l’écosystème benthique ?
1) Mesurer les métaux et contaminants organiques dans les sédiments de surface
1) Évaluer leur biodisponibilité
2) Définir et analyser des biomarqueurs adéquats pour les organismes présents
4) Évaluer l’activité génotoxique et mutagénique des sédiments
1) Mesurer les métaux et contaminants organiques dans les sédiments de surface
1) Évaluer leur biodisponibilité
2) Définir et analyser des biomarqueurs adéquats pour les organismes présents
4) Évaluer l’activité génotoxique et mutagénique des sédiments
Première approche
Métaux dans les sédiments de surface (ppm=µg/g)
Fond géochimique naturel (FGN)
1976
B-SAV-Nord
V-cent
V-aero
Les teneurs ont diminué de 30 à 90% depuis 1970
Contamination modérée jusqu’à 3 fois le bruit de fond naturel dans Vaine
Maxima à V-Nord et V-Centre
EDTA pH4 pH6
Métaux (ppm) extraits à pH4, pH6 et avec l’EDTA
Maxima àV-Nord et V-centre
Grande variation entre les extractions
• pH physiologique des tubes digestifs de
mollusques ou polychaetes
• EDTA métaux fixés sur certains minéraux et
supposés plus biodisponibles
SE
RC
BH
BWEBS
RC
BH
SE
BWE
BS
RC ~ 4000 ppm
BH
SE
BWE
BS
Contamination faible à modérée
Maxima à V-Centre
Covariation avec l’extraction EDTA
Métaux dans Hediste Succinea
Pas de relation avec les teneurs totales
du sédiment ou extraites à pH4-6
Site fortement contaminé
Polychaete déposivore
V-AERO:Faible concentration(0,016 µg/mg prot)
1 - Contamination ou biodisponibilité trop faible pour induire des MT.
2 – variations temporelles
3 – autres processus de détoxificationBSA, V-CENT, V-NORD:
Pas de détection
Métallothionéine dans Hediste Succinea (méthode ELISA)
Sections congelées parois intestinales
Les MT sont des protéines enzymatiques impliquées dans les processus de
détoxification des métaux. Elles sont aussi marqueurs de stress.
MT sur un seul site et pas de relation avec les teneurs totales ou extraites
en métaux
Biomarqueur de défense
PCB d’origine différentes Dans Vaine et BSA
HAP pétrogénique sur BSA, pyrolitique sur Vaine
Contamination typique des zones côtières affectées par des apports urbains et industriels
concentrations PCB and HAP en surface du sédiment
Marseille ≈ 12600 µg/Kg
Marseille ≈ 270 µg/Kg
= lésion primaire de l’ADN(réversible/non transmis)
TEST DES COMÈTES
= mutation ponctuelle de l’ADN
(Souches pour métaux, nitroarenes et HAPs/aromatic amine)
TEST D’AMES
= mutation ADN majeure(irreversible /
transmissible)= effet mutagénique
TESTE DES MICRONOYAUX
Tests réalisés :- Sur chaque site- sur différentes extractions (pH4, pH6, deux protocoles pour conta. organique)- 4 doses tests- avec et sans activateur métabolique pour différencier les génotoxines directes ou indirectes.
Activité mutagénique et génotoxique des sédiments
B-SA1 V-AERO V-CENT V-NORD
Extraction métaux
pH4
Ames - + - -
Comet + + + -
MNC + + + -
pH6
Ames + + - -
Comet - + + -
MNC - + + -
Extraction organique
(hexane/dichloromet
hane)
SANSActivation
métabolique
Ames - - - -
Comet - - - -
MNC - - - -
AVECActivation
métabolique
Ames - + + +
Comet - + + +
MNC - + + +
Il apparaît une relation entre génotoxicité et contaminants,mais elle n’est pas relié aux seules valeurs de concentrations
• Effets génotoxiques des “métaux” observés sur les deux sites les plus contaminés.
• Effets génotoxiques des contaminants organiques observés uniquement avec l’activation métabolique. Le plus fort potentiel génotoxique n’est pas observé sur le site où les teneurs en HAP sont les plus fortes.• Un deuxième protocole d’extraction indique que les dérivés comme les nitroarènes et les amines aromatiques sont impliqués dans l’activité génotoxicité globale.
Programme Bertox-INSU 2010-2011
Deuxième approche : BERTOX
- Définir les interactions saisonnières entre la macrofaune, la bioturbation, les
communautés bactériennes et la physico-chimie du milieu (sédiment et eaux
interstitielles).
- Préciser l’influence des contaminants en étudiant:• Le comportement et la santé d’espèces sentinelles• La partition et la biodisponibilité des contaminants• Lévolution temporelle de biomarqueurs • Les marqueurs de génotoxicité dans les organismes
Deuxième approche : BERTOX
- Définir les interactions saisonnières entre la macrofaune, la bioturbation, les
communautés bactériennes et la physico-chimie du milieu (sédiment et eaux
interstitielles).
- Préciser l’influence des contaminants en étudiant:• Le comportement et la santé d’espèces sentinelles• La partition et la biodisponibilité des contaminants• Lévolution temporelle de biomarqueurs • Les marqueurs de génotoxicité dans les organismes
La réponse des tests de toxicité est en accord avec les teneurs en
multi-contaminants, mais aucune relation directe n’apparaît.
Eaux interstitiellesPhases minérales solides
Site VaineCentre
1 2 3 4 5 6 7
-10
-8
-6
-4
-2
0
ADN (ng/g)
-10
-8
-6
-4
-2
0
ADN extrait des sédiments
Activité des systèmes antioxydants et de résistance multixénobiotiques
ActivitéEnzyme
Antioxydante
cellule
Oxydativestress
Métaux
ERO
Diversité taxonomique et fonctionnelle des microflores du sédiment et des
organismes
Biomarqueurs de défense et dommage chez H. Succinea
Activité en GST et LDH (biotransformation des polluants organiques et état métabolique)
Métabolisme énergétique
Projet BERTOX
Echantillon
B9 1B9 2
B9 3B9 4
B9 5B10 1
B10 2B10 3
B10 4B10 5
B11 1B11 2
B11 3B11 4
B11 5
Ta
ux
de
lés
ion
s (
OT
M
2 )
0
5
10
15
20
25
5.97 ± 0.23 3.99 ± 0.16 13.60 ± 0.43
Test des comètes sur prélèvements intestinaux de H. Succinea
V-centreV-NordB9
O. Radakovitch, S. Rigaud, JM. GarnierE. Strady, B. Angeletti.
X. Moreau, L. De Jong, A. Thiéry ,
C. Gueydon, L. Malleret, P. Doumenq,
C. Di Giorgio, M. De Méo
CEREGE - Aix Marseille université
IMEP-BBE - Aix Marseille université
ISM2-AD2EM Aix-Marseille université
LBME - Faculté Pharmacie Marseille
Merci de votre attention
EPOC – Bordeaux
BIAF – Angers
OOB – Banyuls
IMEP-EMB Aix marseille université
MMS – Nantes
GIPREB
Deflandre B., Maire O., Delgard M.L., Mouret A., Ciutat A., Poirier D., Bichon S., Gremare A.
Metzger E.
Ghiglione J.F.
Mirleau P.
J.P. Amiard, PE Buffet
Bernard G., Mayot N., Grisel R
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