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Écotoxicité des nanotubes de carbone mono-paroi chez des invertébrés aquatiques: influence de facteurs abiotiques

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Revel, Messika (2015). Écotoxicité des nanotubes de carbone mono-paroi chez des invertébrés aquatiques: influence de facteurs abiotiques Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en biologie, 169 p.

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Résumé

Ces dernières années, la production et l’utilisation des nanomatériaux se sont accrues. En effet, de nombreux secteurs peuvent tirer des bénéfices de l’incorporation de nanomatériaux dans leurs produits tels que l’électronique, le pharmaceutique ou encore la cosmétique. Parmi les nanomatériaux, les nanotubes de carbone tiennent une place importante. Ils sont déjà présents dans du matériel électronique et sportif et l’on envisage de les utiliser pour l’élimination des contaminants présents dans l’eau ou encore pour la vectorisation de molécules thérapeutiques. La présence des nanomatériaux dans l’environnement va donc augmenter et il est primordial d’évaluer leurs effets toxiques potentiels sur les organismes susceptibles de se retrouver en contact avec eux.

Ce projet de recherche avait pour but d’étudier l’écotoxicité des nanotubes de carbone monoparoi (SWCNT) et l’influence de divers paramètres extérieurs, à l’aide de trois organismes aquatiques : l’amphipode Hyalella azteca, la daphnie Daphnia magna et la moule Elliptio complanata. Pour la réalisation des travaux, 3 sous-objectifs ont été définis : 1) déterminer l’influence de facteurs abiotiques sur la toxicité des nanotubes de carbone ; 2) étudier les effets indirects des nanotubes de carbone par une étude préliminaire des effets de l’adsorption d’un métal toxique sur les organismes présents dans le milieu, à l’aide de tests de toxicité ; et 3) mesurer les effets sous létaux des nanotubes de carbone seuls et co-exposé à un métal toxique à l’aide de biomarqueurs cellulaires et moléculaires.

Les résultats obtenus ont révélé une diminution de la survie et de la croissance des hyalelles exposées aux nanotubes de carbone mono-paroi en fonction de la durée d’exposition. De plus, nous avons constaté que la présence de sédiment artificiel, non contaminé, diminuait la toxicité des nanotubes de carbone bruts dispersés dans le milieu d’exposition. La deuxième partie du projet nous a permis de calculer un faible taux d’adsorption du cadmium par les SWCNT (24,4 mg Cd /kg SWCNT). De plus, la présence de nanotubes de carbone bruts à une concentration non toxique (500 ou 1 000 μg/L) a augmenté la toxicité du cadmium pour la daphnie D. magna d’un facteur 2. Nous avons donc poursuivi l’étude des effets indirects des SWCNT, et, la dernière partie du projet a permis d’observer que les nanotubes de carbone bruts et purifiés avaient la capacité d’induire des dommages à l’ADN et qu’il existait un effet potentialisateur des nanotubes de carbone vis-à-vis du cadmium à de faibles concentrations (500 μg/L pour les SWCNT et 20 μg/L pour le Cd). Par contre, aucun effet n’a été observé au niveau du stress oxydant et des paramètres immunitaires.

L’ensemble de ces résultats nous indique la complexité de l’étude des effets écotoxicologiques des nanomatériaux et l’importance de considérer les facteurs environnementaux, en particulier la présence des sédiments et celle de contaminants. De plus, ce travail met en avant l’intérêt d’utiliser des approches complémentaires. Nos résultats indiquent qu’il est essentiel de caractériser les nanomatériaux étudiés et notamment l’état d’agglomération. Enfin, généralement, tout comme dans la première partie de ce travail, les effets toxiques directs sont mesurés à des concentrations élevées. Ces concentrations sont éloignées de celles qui sont estimées dans l’environnement. Par contre, les effets indirects via les interactions avec d’autres contaminants peuvent intervenir à des concentrations beaucoup plus faibles. Dans le futur, il serait pertinent de poursuivre l’étude des effets d’interactions entre les nanotubes de carbone et les contaminants présents dans le milieu aquatique tels que les métaux ou les composants organiques.

Type de document: Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Robidoux, Yves
Co-directeurs de mémoire/thèse: Fournier, Michel
Mots-clés libres: -
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 29 avr. 2018 05:15
Dernière modification: 29 avr. 2018 05:15
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/6766

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