Zeitschriftenartikel zum Thema „Microorganismes – Effets des métaux lourds“

RésuméCertains procédés d’épuration extensive des eaux usées utilisent les lentilles d’eau. Les rejets des eaux usées sont de plus en plus sujets à des pollutions de natures diverses, notamment les métaux lourds. Dans ce travail, on procède à une évaluation comparée de la tolérance et de l’accumulation de deux métaux lourds, le cuivre et le chrome, par deux espèces de lentilles d’eauLemna minoretLemna gibba. Bien que sous climat de type méditerranéen,L. gibbasoit plus utilisée queL. minor, les données disponibles dans la littérature concernent plutôtL. minor. L’évaluation des paramètres toxicologiques montre chezL. gibbaune tolérance nettement supérieure aux effets toxiques des deux métaux expérimentés. Le chrome est moins toxique que le cuivre et s’accumule à des taux supérieurs à ceux du cuivre dans les tissus des plantes. Pour les deux métaux, l’accumulation est plus importante chezL. minor. Cependant, on pense queL. gibbaserait plus indiquée dans des applications en phytoremédiation queL. minor, vu sa tolérance et sa productivité en biomasse. Les potentialités de ces deux espèces pour des applications de ce type se justifient par des taux d’accumulation fort élevés, spécialement pour le chrome où ils dépassent largement les 1000 µg g‑1de poids sec. En effet, les concentrations des plantes en Cr obtenues dans ce travail atteignent 2140 µg g‑1chezL. minoret 1710 µg g‑1chezL. gibba. Ces performances montrent un potentiel fort intéressant en comparaison à d’autres macrophytes comme la jacinthe d’eau par exemple.

Résumé Plusieurs métaux toxiques tels le cadmium (Cd), le mercure (Hg) et le cuivre (Cu) possèdent de nombreuses applications domestiques et industrielles. Au Canada, les métaux lourds sont reconnus comme polluants aquatiques majeurs. Notre laboratoire a récemment entrepris l’examen des effets des métaux lourds sur les hépatocytes de truite arc-en-ciel. Vu le manque de connaissances sur les interactions toxiques des métaux chez les organismes aquatiques, une attention particulière est portée à l’étude des mélanges. Les objectifs du présent travail sont (!) de déterminer l’accumulation du Cd, Hg et Cu par les hépatocytes de truite lors d’une exposition à ces métaux, seuls ou combinés, et (ii) de déceler les perturbations métaboliques induites telles que reflétées par l’activité de synthèse protéique des cellules. L’incorporation d’arginine tritiée ([3H]Arg) a été mesurée sur des hépatocytes soumis à des concentrations croissantes de Cd, Hg ou Cu. Dans chaque cas, on a noté une diminution de l’incorporation de 3H dans les protéines cellulaires. Cependant, si on en juge par les niveaux minimums nécessaires pour l’observer, le Cu apparaît comme le métal le moins cytotoxique. Un second groupe d’expériences a cherché à détecter si le Hg ou le Cu pouvaient altérer la réponse toxique causée par le Cd. Une incorporation légèrement plus faible a été observée lorsque le Hg est ajouté au Cd, mais sans que celle-ci soit statistiquement significative. De la même façon avec la paire Cd/Cu, il n’y a pas eu de modulation de la réponse au Cd par l’ajout du Cu. La capture de métaux a été évaluée dans les mêmes conditions que précédemment. L’analyse des métaux montre que les hépatocytes de truite sont capables de capter des quantités significatives des métaux non essentiels Cd et Hg. De plus, aucune compétition réciproque n’est observée pour leur entrée dans les hépatocytes. Enfin, en présence de Cd, la teneur cellulaire en Cu est comparable à celle des témoins. Les modèles cellulaires présentent plusieurs avantages dans le domaine de la toxicologie environnementale dont: la détection du potentiel nocif d’échantillons environnementaux complexes ainsi que l’Investigation du mode d’action des polluants toxiques.

La bioremédiation est une branche des biotechnologies qui utilise des mécanismes biologiques naturels ou détournés pour traiter des problèmes environnementaux. Les agents biologiques utilisés peuvent être de simples molécules organiques, comme de l’ADN ou des anticorps, ou bien des organismes vivants ou morts (bactéries, microalgues, champignons, algues et plantes supérieures). La phytoremédiation consiste plus spécifiquement à utiliser des plantes pour décontaminer des sols, des eaux ou de l’air pollués. Contrairement aux polluants organiques tels que les PCB, TNT, TCE, qui peuvent être métabolisés par les micro-organismes du sol ou les racines des plantes, les radionucléides ─ comme la plupart des métaux lourds ─ ne peuvent être dégradés, mais leur spéciation peut être modifiée et, par ce fait, leur biodisponibilité et leurs effets sur l’environnement. Ainsi, les stratégies de bioremédiation concernant les radionucléides vont consister en : - leur stabilisation/minéralisation afin de diminuer leur biodisponibilité grâce à un changement de leur état redox ; - pour les sols, leur extraction, en utilisant les mécanismes nutritifs des plantes ; - pour les solutions polluées, leur extraction, en utilisant les propriétés de « piège à cations » des parois végétales. En comparaison des méthodes physico-chimiques utilisées classiquement pour décontaminer les sols, mais qui conduisent à leur déstructuration et à une forte diminution de leur fertilité et de leur productivité, la bioremédiation est considérée comme une technique respectueuse de l’environnement. Un atout important de cette technique est également son coût, bien inférieur à celui des techniques traditionnelles de décontamination. Par contre, la bioremédiation ne peut être appliquée dans l’urgence, car les durées de traitement s’étalent sur plusieurs années ─ voire décennies ─ en fonction du degré de pollution. Les recherches actuelles portent donc essentiellement sur l’optimisation de ce temps de traitement. Nous présentons dans cet article différents exemples de bioremédiation in situ des métaux lourds et des radionucléides, et nous débattons en conclusion les aspects négatifs et positifs de cette technique.

Parmi les métaux lourds, le cadmium (Cd) est l’un des polluants les plus communs avec un impact néfaste sur la reproduction et la physiologie dans le système biologique. Cette étude a été conçue pour évaluer les effets néfastes du Cd sur les paramètres séminal et histopathologique des testicules; et d’explorer les potentiels thérapeutiques de l’extrait méthanolique de Gmelina arborea (MEGA) en évitant de tels dommages reproductifs. Pour ce faire, un total de 45 lapins âgés de 24 à 28 semaines et pesant entre 1,41 et 1,43 kg ont été utilisés. Les mâles de lapin ont été assignés à 5 groupes de traitement (contrôle, Cd-seul, Cd + 300 mg MEGA, Cd + 600 mg MEGA et Cd + 900 mg MEGA) dans un design complètement randomisé. Les lapins ont reçu 3 mg de CdCl2 / kg de nourriture pendant 7 jours, suivis de MEGA pendant 56 jours après toutes les 72 heures avant le début du prélèvement de sperme. Le résultat de l’évaluation du sperme indique que le volume de sperme, la motilité du sperme, la concentration du sperme, l’éjaculation totale et la viabilité étaient significativement (P

Le défi de préservation de la biodiversité reste pertinent en zones côtières notamment à Kribi, où la démographie galopante s’accompagne d’un accroissement notable des polluants. Pour appréhender les effets des métaux lourds dans le métabolisme de quelques macrophytes de Kribi, 4 sites de collecte des échantillons ont permis d’identifier deux Poacées, Panicum maximum et Echinochloa colona. Avec une température moyenne d’eau de 25,25 ± 0,17 °C, n = 16; l’on constate la sensibilité thermique des feuilles de E. colona par rapport à P. maximum. Le site kribi plus acide (pH = 4,16 ± 0,02) contient aussi plus de plomb (1,04 ± 0,01 mg/l). Corrélée au taux de chlorophylle et au nombre de feuilles de P. maximum, la quantité de chlorophylle accumulée et le nombre de feuilles diminuent avec l’augmentation du plomb. Ce métal provoque la chlorose foliaire, des lésions nécrotiques et le dessèchement du feuillage pour ces deux Poacées. Le fer s’observe plus dans le cours d’eau Bidou et augmente avec le taux de chlorophylle de P. maximum. La variation moyenne du zinc dans l’étude est de 0,11 mg/l. L’accumulation du zinc empêche le développement de feuilles de P. maximum. Mots clés: Chlorophylle, Kribi, métaux lourds, Poacées, polluants. English Title: Effect of phytoaccumulation of lead, iron, zinc on Poaceae in Kribi and its surroundingsThe challenge of preserving biodiversity in the context of modernization of industries remains relevant in coastal areas, especially in Kribi, where demography is galloping while pollutants increase. To control the effects of heavy metals in the metabolism of some macrophytes in Kribi, four sample collection sites were identified with two Poaceae, Panicum maximum and Echinochloa colona. With an average water temperature of 25.25 ± 0.17 °C, n = 16; the thermal sensitivity of E. colona leaves is found in relation to P. maximum. The more acidic Kribi site (pH = 4.16 ± 0.02) also contains more lead (1.04 ± 0.01 mg/l). Correlated with chlorophyll and leaves of P. maximum, the amount of chlorophyll accumulated and the number of leaves decrease with increasing lead. This metal causes leaf chlorosis, necrotic lesions, yellowing and foliage drying, for these two Poaceae. Iron is observed more in Bidou stream and increases with maximum P. chlorophyll. The average variation of zinc in the study is 0.11 mg / l and the accumulation of zinc prevents the development of P. maximum leaves. Keywords: Chlorophyll, heavy metals, Kribi, Poaceae, pollutants.

Résumé La baie des Anglais à Baie-Comeau (Québec) est un site industriel reconnu comme étant contaminé aux hydrocarbures et aux biphényls polychlorés (BPC). Une expérience de transfert à moyen terme de deux bivalves marins, Mya arenaria et Mytilus edulis L., a été réalisée entre un site de référence en aval de la baie des Anglais (Franquelin) et des sites contaminés près de Baie-Comeau suivant un gradient de contamination déterminé selon des données physico-chimiques antérieures. Les analyses chimiques de contaminants ont montré qu’il n’y a pas eu d’enrichissement en hydrocarbures, au mercure et en BPC pour toute la durée du protocole mais, parmi les sondes bioanalytiques choisies pour évaluer l’état de santé de cet écosystème, celles qui se sont avérées les plus sensibles chez Mya arenaria furent le glycogène et les lipides dans les gonades, et pour les deux bivalves, la fragilité de la membrane lysosomale de la glande digestive qui est un excellent indicateur de stress toxique. Les présents résultats sont compatibles avec un modèle qui consisterait à établir une évaluation ecotoxicologique d’un écosystème que l’on soupçonne perturbé par la pollution par (i) l’analyse de la bioaccumulation des substances toxiques que l’on croit présentes dans l’écosystème (hydrocarbures, BPC et métaux lourds) et (ii) l’évaluation des effets physiologiques et biochimiques des polluants à l’aide de sondes bioanalytiques appropriées.

Résumé Collomb Philippe. - Transition démographique, transition alimentaire. II. De la logique démographique à la logique alimentaire. Dans un monde où les migrations des pays pauvres vers les pays riches sont trop limitées pour réduire les inégalités sociales entre les peuples, les pays pauvres doivent procéder à des importations de plus en plus massives de céréales, selon leur solvabilité. La proportion de population agricole dans la population active nationale permet d'estimer ce volume d'importation. Ce facteur est en effet un indice de développement au même titre que le Produit National Brut. On améliore l'estimation en classant les pays selon des caractères d'anthropologie sociale tels que la langue dominante. La démographie (fécondité, croissance démographique, urbanisation, etc.) ne semble pas liée au volume de céréales importées. Est-ce à dire que ces flux céréaliers ne constituent pas une réponse à de lourds déficits vivriers induits par de fortes croissances démographiques ? Rien de tel, les effets de la démographie diffèrent selon le niveau de fécondité. Aux basses fécondités, plus l'accroissement démographique est faible, plus les importations sont élevées. Aux fortes fécondités, c'est l'inverse. Mais aux fortes fécondités, alors que les pays au sous-sol le plus riche (pétrole, métaux précieux, etc.) peuvent importer d'autant plus de céréales que leur croissance démographique est forte, c'est l'inverse pour les autres. On ne peut plus alors parler de développement mais de récession économique.

Les Lemnaceae en général, Lemna minor L. et L. gibba L. en particulier, font l'objet de recherches importantes au niveau international sur le rôle positif ou négatif que ces espèces peuvent jouer dans le domaine de l'épuration des eaux usées urbaines par les diverses techniques extensives. Selon les travaux scientifiques réalisés en vraie grandeur comme en pilote, les auteurs insistent soit sur l'intérêt de ces espèces (productivité élevée, haute teneur en protéines, capacité de bioaccumulation de métaux lourds, prélèvements périodiques aisés, bonnes capacités épuratrices en N et P. ...) soit sur leurs inconvénients (effets néfastes sur l'épuration dans les lagunages à microphytes, anaérobiose de la nappe aquatique, prélèvements périodiques difficiles - ! -, capacités épuratrices médiocres, voire nulles, ...). Dans ce contexte de résultats apparemment contradictoires, qui ne se limitent d'ailleurs pas aux seules Lemnaceae - loin s'en faut-, nous avons comparé, sous climat local, les rendements épuratoires de deux systèmes de bassins miniatures en série, rigoureusement identiques, alimentés par le même débit des mémos eaux usées urbaines durant toute la période de végétation : l'un des systèmes était peuplé de Lemna minor, l'autre n'en contenait pas. Nos résultats font apparaître que l'efficacité épuratrice de Lemna minor dépend, entre autres, de la fréquence des prélèvements périodiques de la biomasse produite. 1. Lorsque les prélèvements sont peu fréquents (7 fois sur la période de végétation), le système à Lemna épure sensiblement mieux que le témoin non « planté » en ce qui concerne les matières en suspension et la charge organique. Il influence défavorablement, par contre, l'épuration tertiaire au niveau de l'azote et surtout du phosphore. 2. Lorsque les prélèvements sont fréquents (24 fois sur la période de végétation), le système à Lemna améliore considérablement la rétention des matières en suspension et celle de la charge organique. II augmente nettement l'épuration tertiaire au niveau de l'azote et reste sans effet pour le phosphore.

Un enjeu majeur en élevage : la réduction des impacts sur l’environnement Le maintien, voire le développement, des productions animales sur notre territoire passe d’abord par la résolution des problèmes environnementaux en particulier dans les zones à fortes concentrations animales. Dans ces régions d’élevage intensif, l’impact de cette activité sur l’environnement est une préoccupation majeure, qui répond à une demande sociale forte. A cet égard dans l’esprit du public, plus encore que les autres productions animales intensives, la production porcine est considérée comme emblématique de pollution, en grande partie du fait des nuisances olfactives qui lui sont associées. Mais d’autres impacts environnementaux ont également attiré très tôt l’attention du public et du législateur sur la qualité des eaux, notamment les teneurs excessives en nitrates des ressources aquifères, et la réglementation actuelle sur les installations d’élevage est encore très largement basée sur cette seule dimension. Plus récemment, une prise de conscience des menaces que peuvent représenter les changements climatiques qui résultent et résulteront de l’accumulation de gaz à effets de serre dans l’atmosphère a pris corps, et il est clair qu’une attention particulière devra être accordée à la fertilité des sols qui pourrait être affectée à l’avenir par une accumulation excessive de métaux lourds. On le voit, les préoccupations sur les impacts environnementaux de l’élevage sont fondées et le monde de l’élevage doit résolument s’engager sur la problématique du développement durable en faisant évoluer «les manières de produire» ; en d’autres termes, il s’agit de relever le défi majeur de produire à des coûts compatibles avec les marchés mondiaux tout en réduisant ses impacts à des niveaux permettant de transmettre aux générations suivantes un environnement non dégradé. Porcherie verte : un programme précurseur en multi-partenariat Lancé en 2001 à l’initiative de l’INRA, le programme «Porcherie verte» a ouvert la voie dans ce domaine de recherche. C’est un programme interdisciplinaire conduit en multi-partenariat qui s’est donné précisément pour objectif de «concevoir et de promouvoir des systèmes durables de production porcine», diversifiés, compétitifs et répondant à un haut niveau d’exigences quant à la gestion de l’environnement. Les organisations partenaires (Adaeso, Ademe, Afssa, Agrocampus Ouest, Arvalis, Cemagref, Crab, Eaux et Rivières de Bretagne, FNP, Inra, Inzo, Ifip, MAP, MEDAD, Office de l’Elevage, RAD), ont voulu notamment contribuer à la réalisation de travaux de recherches concertés visant à mieux connaître et à mieux maîtriser les impacts environnementaux liés à l’activité de production porcine. Au-delà des nombreuses publications issues des ces travaux, et afin d’assurer une valorisation complète et un transfert des résultats les plus innovants, le programme «Porcherie verte» s’est conclu en novembre 2005 par un séminaire de réflexion et s’est traduit en 2007 par l’édition de fiches opérationnelles présentant les résultats-clé et leur impact scientifique et appliqué pour la filière porcine. Pour compléter cette diffusion et permettre une appropriation par un maximum d’acteurs et de porteurs d’enjeux, les coordonnateurs de «Porcherie verte» et les responsables d’INRA Productions animales ont décidé conjointement de consacrer un numéro complet de la revue à ce programme en s’appuyant cette fois sur une sélection de faits saillants sans vouloir être exhaustif. Ce document de synthèse apporte une touche finale à ce programme dont la réussite mérite d’être soulignée. Il est publié dans un contexte nouveau où, en prolongement du Grenelle de l’environnement et présence d’exigences renforcées vis-à-vis de l’environnement et du développement durable des territoires, l’INRA souhaite reproduire ce genre d’initiative avec d’autres filières. Bonne lecture !Patrick HERPIN et Jean-Marc PEREZ

Environmental pollution is a major global problem, posing a severe risk to humans and animals and limited data are available on the haematology of farm animals with heavy metal contamination due to exposure to crude oil pollution. This study was therefore conducted to assess the blood profile of rabbits fed ginger and turmeric additives to correct crude oil induced antioxidant challenges. The experiment was conducted using 40 mature rabbits of mixed breeds and sexes, randomly assigned to five treatments in a completely randomized design. Contaminated feed contained 0.035% of crude oil. Treatment 1 was a basal diet with no contamination and no test additive. Treatment 2 was offered contaminated feed with no test additives. Treatment 3 and 4 were contaminated feeds with 5g/kg body weight of ginger and turmeric, respectively. Treatment 5 had contaminated feed with a mixture of ginger and turmeric at 2.5g/kg body weight. At the end of the feeding trial which lasted for 10 weeks, blood samples were collected through the ear vein, and used for haematological and plasma lipid analysis. The results showed that additives improved the white blood cell count as both controls (Treatments 1 and 2) had depressed and significantly lower (p>0.05) values from the treated groups. Lymphocyte percentage was significantly depressed in the positive control (19.03%), against the range of 73.85% - 86.80% obtained in the other treatments. Total cholesterol was highest in the negative control (45.00mg/dL) and least in Treatments 3 and 5 (28.00mg/dL). Triglyceride level was significantly higher (p<0.05) in Treatment 4 (98.00mg/dL) and least (24.00mg/dL) in Treatment 3. In conclusion, ginger, turmeric, and their combination were beneficial in correcting the effects of crude oil contaminated feed on the blood profile of rabbits. La pollution de l'environnement est un problème mondial majeur, posant un risque grave pour les humains et les animaux et des données limitées sont disponibles sur l'hématologie des animaux de ferme contaminés par des métaux lourds en raison de l'exposition à la pollution par le pétrole brut. Cette étude a donc été menée pour évaluer le profil sanguin des lapins nourris avec des additifs de gingembre et de curcuma pour corriger les défis antioxydants induits par le pétrole brut. L'expérience a été menée en utilisant 40 lapins matures de races et de sexes mélangés, assignés au hasard à cinq traitements dans une conception complètement aléatoire. La charge contaminée contenait 0,035 % de pétrole brut. Le traitement 1 était un régime de base sans contamination et sans additif d'essai. Le traitement 2 s'est vu proposer des aliments contaminés sans additifs d'essai. Les traitements 3 et 4 étaient des aliments contaminés avec 5 g/kg de poids corporel de gingembre et de curcuma, respectivement. Le traitement 5 avait des aliments contaminés avec un mélange de gingembre et de curcuma à 2,5 g/kg de poids corporel. À la fin de l'essai d'alimentation qui a duré 10 semaines, des échantillons de sang ont été prélevés dans la veine de l'oreille et utilisés pour l'analyse hématologique et des lipides plasmatiques. Les résultats ont montré que les additifs amélioraient le nombre de globules blancs car les deux témoins (traitements 1 et 2) avaient des valeurs déprimées et significativement inférieures (p> 0,05) des groupes traités. Le pourcentage de lymphocytes était significativement diminué dans le contrôle positif (19,03%), contre la plage de 73,85% - 86,80% obtenue dans les autres traitements. Le cholestérol total était le plus élevé chez le témoin négatif (45,00 mg/dL) et le moins élevé dans les traitements 3 et 5 (28,00 mg/dL). Le niveau de triglycérides était significativement plus élevé (p<0,05) dans le traitement 4 (98,00 mg/dL) et inférieur (24,00 mg/dL) dans le traitement 3. En conclusion, le gingembre, le curcuma et leur combinaison ont été bénéfiques pour corriger les effets du pétrole brut aliments contaminés sur le profil sanguin des lapins.