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Toxicité et bioaccumulation du cadmium chez le saumon atlantique juvénile (Salmo salar) en présence de matière organique dissoute (Mod) synthétique ou naturelle.

Gauthier, Joël (1995). Toxicité et bioaccumulation du cadmium chez le saumon atlantique juvénile (Salmo salar) en présence de matière organique dissoute (Mod) synthétique ou naturelle. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 112 p.

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Résumé

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L'acidification des eaux de surface provoque la mise en circulation de métaux traces (ex. AI, Cd, Mn, Zn) dans le milieu aquatique. En laboratoire, plusieurs de ces métaux (ex. AI, Cd) se révèlent toxiques envers les poissons dont le saumon Atlantique (Salmo salar). Il existe beaucoup d'évidence à l'effet que la réponse biologique d'un métal dissous (toxicité et bioaccumulation) soit proportionnelle à la concentration de l'aquo ion MZ+ ou ion libre. Un modèle simple d'interactions métal-organisme a alors été élaboré par Morel (1983): le modèle de l'ion libre (MIL). D'après celui-ci, l'influence de la matière organique dissoute (MOD), qu'elle soit naturelle ou synthétique, se limite à une complexation de l'ion libre du métal d'intérêt, donc à une diminution de toxicité et de bioaccumulation. Toutefois, il est également possible que la MOD atténue la toxicité du métal par un effet direct à la membrane biologique, contredisant ainsi le MIL. La présente étude consistait principalement à valider le MIL en présence de cadmium et de MOD synthétique (EDTA) ou naturelle (un acide fulvique extrait d'un sol) dans des conditions se rapprochant de celles rencontrées dans les rivières de la Côte-Nord (pH= 5,50, eau très douce, dominance en anions organiques). Pour ce faire, des saumons Atlantique juvéniles (Salmo salar, âge 0+ ou 1 +) ont été exposés à des concentrations constantes de l'ion libre Cd²+ en milieu inorganique ou organique dans des bioessais statiques ou dynamiques, i.e. à renouvellement continu. Le MIL prédit que la toxicité du métal et sa bioaccumulation au niveau des branchies devraient demeurer constantes dans de telles conditions. De plus, deux objectifs secondaires étaient visés: (i) déterminer la toxicité aiguë du cadmium en milieu inorganique, (ii) évaluer l'accumulation branchiale du Cd: en fonction de concentrations croissantes de Cd²+ d'un milieu à l'autre et en fonction du temps (Cinétique). La toxicité aiguë du Cd a été mesurée par la CL50 exprimée en terme de Cd²+. Les deux valeurs, calculées pour deux groupes de poissons de provenance différente, sont de 3 et 15±4 nM de Cd²+. Au-delà d'une certaine concentration d'ion libre Cd²+ dans le milieu d'exposition, un délai constant était visible avant le début de la mortalité étant donné la saturation des canaux calciques. Toutefois, le cumul de la mortalité n'est pas complètement indépendant de la concentration de l'ion libre en solution suggérant que d'autres mécanismes de prise en charge/toxicité entreraient en jeu à de fortes concentrations de Cd²+. L'étude de la cinétique d'accumulation branchiale du Cd a, au début, mis en évidence une accumulation rapide, suivie d'un état stationnaire: cet état persiste à faible concentration d'ion libre Cd²+ (≈ 1 nM) mais à forte concentration d'ion libre (≈ 16 nM), on note une seconde augmentation des concentrations branchiales de Cd. En présence d'EDTA, le MIL prédit relativement bien la biodisponibilité du Cd. Cependant, l'apparition d'un plateau de bioaccumulation branchiale en fonction de concentrations croissantes de Cd²+ limite l'applicabilité du modèle. Ce plateau pourrait être dû à la saturation des canaux calciques. En présence d'acide fulvique, la prédiction du MIL n'a pas été respectée: la bioaccumulation branchiale du Cd était nettement moins importante qu'en milieu inorganique malgré le fait que la concentration de l'ion libre Cd²+ était la même. L'explication la plus probable de l'effet protecteur apparent de la MOD naturelle est son effet direct sur l'organisme. La MOD naturelle diminuerait la réponse biologique de deux façons: par complexation et par l'action directe à la surface membranaire. La nature de l'interaction MOD-cellule pourrait être hydrophobe ou encore, elle pourrait impliquer la formation de liaisons hydrogènes. L'ion libre Cd²+ ne semble donc pas pouvoir prédire adéquatement la biodisponibilité du cadmium en présence de MOD naturelle.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Campbell, Peter G.C.
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: toxicité; bioaccumulation; cadmium; modèle de l'ion libre; matière organique dissoute ; saumon; Salmo salar
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 07 oct. 2013 19:13
Dernière modification: 18 nov. 2015 20:07
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1549

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