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Évolution temporelle de la prise en charge et de la toxicité de l'argent (en présence et en absence d'acide humique) et du cadmium chez l'algue verte: Pseudokirchneriella subcapitata.

Paquet, Nathalie (2007). Évolution temporelle de la prise en charge et de la toxicité de l'argent (en présence et en absence d'acide humique) et du cadmium chez l'algue verte: Pseudokirchneriella subcapitata. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 188 p.

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Résumé

Plusieurs facteurs influencent la toxicité des métaux chez les organismes phytoplanctoniques. Le facteur clé, bien documenté et reconnu, est la spéciation chimique du métal en solution. On présume habituellement que celle-ci demeure constante tout au long d'une exposition. Or, il s'avère que même lorsque le métal est bien tamponné, par exemple avec de l'EDTA (acide éthylènediamine-tétraacétique), les phénomènes d'adsorption et d'absorption des métaux, de même que ceux d'exsudation de ligands organiques peuvent modifier les conditions d'exposition pendant l'expérience. L'impact de ce biais méthodologique sur l'estimation des données toxicologiques telle que la CE50 (concentration ayant un effet sur 50 % de la population) demeure peu connu. L'argent (Ag) est un métal très toxique. Aux concentrations nécessairement faibles employées dans les tests de toxicité, il ne reste que très peu longtemps dans le milieu à l'étude. L'absorption par les algues est très rapide et aucun ligand non métabolisable ne permet de maintenir la concentration en argent stable dans le milieu d'exposition. On s'attend donc à ce que l'argent soit presque épuisé du milieu d'exposition sur une période de quelques heures. Pour arriver à évaluer les effets de ce métal sur la croissance du phytoplancton, nous avons exposé l'algue verte Pseudokirchneriella subcapitata à diverses concentrations d'argent, en absence et en présence de matière organique dissoute (MOD) et nous avons mesuré la prise en charge du métal, sa concentration cellulaire et l'inhibition de la croissance en fonction du temps. Nous avons utilisé de petits inoculums et, grâce à la cytométrie en flux, il nous a été possible d'énumérer précisément ces faibles densités cellulaires initiales. En démarrant avec une population faible et en diminuant le temps d'exposition, nous croyions pouvoir minimiser l'exsudation de ligands pouvant modifier la spéciation des métaux, donc leur biodisponibilité, ainsi que les pertes de métal en solution par prise en charge et par absorption. Cette prédiction a d'abord été validée à l'aide du cadmium (Cd), un métal dont la toxicité est très étudiée. Comparativement aux tests normés réalisés avec ce métal (test CEAEQ ; CE50 = 83 ± 2 nM), nous avons observé une toxicité plus élevée à l'aide de notre méthode (CE50 = 20 ± 6 nM). Ceci peut s'expliquer par la plus grande biodisponibilité du métal dans de telles conditions. Les résultats obtenus avec l'argent abondent dans le même sens, les résultats de toxicité obtenus avec notre méthode étant de 13 ± 3 nM, soit environ deux fois moins que les valeurs rapportées dans la littérature. De la matière organique dissoute a également été ajoutée lors des tests d'exposition effectués avec l'argent. L'influence quantitative de ce ligand sur la biodisponibilité des métaux a été peu étudiée à ce jour, tout particulièrement chez l'argent. Ceci s'explique par la quasi-absence de technique analytique et/ou de modèle d'équilibre chimique fiables permettant d'estimer la concentration de métal libre en présence de MOD. Pour remédier à ce constat, une technique d'échange ionique a été utilisée pour mesurer la concentration d'argent libre en présence de MOD dans nos milieux d'exposition. Ainsi, nos résultats indiquent que la matière organique a un effet protecteur sur le phytoplancton. Après une exposition de 96 h, la toxicité de ce métal était inférieure en présence 5 mg C/L d'acide humique provenant de la rivière Suwannee (CE50Ag-dissous = 46 ± 3 nM) qu'en son absence (CE50Ag-dissous = 13 ± 3 nM). Ce résultat peut s'expliquer par la concentration inférieure de l'ion libre Ag⁺ en présence de MOD, la CE50 évaluée à 96 h selon la concentration de métal libre en solution étant de 5,0 ± 0,6 nM. La prise en charge et l'adsorption sont également inférieures en présence de MOD. Plus étonnamment, quand la toxicité est exprimée en termes de quotas cellulaires, nos résultats suggèrent que moins d'argent interne est nécessaire en présence de MOD pour inhiber la croissance algale de 50 %. Des tests plus poussés seraient nécessaires afin d'éclairer les causes de ce dernier phénomène observé.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Fortin, Claude
Co-directeurs de mémoire/thèse: Campbell, Peter G.C.
Mots-clés libres: algue verte; toxicité; argent; phytoplancton; matière organique dissoute; MOD; acide humique; cadmium; Pseudokirchneriella subcapitata
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 17 déc. 2013 21:27
Dernière modification: 17 mars 2016 14:01
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1884

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