Introduction
La recherche en écotoxicologie a récemment pris
en compte le rôle important des sédiments dans la
compartimentation et la diffusion des xénobiotiques rencontrés en
milieux aquatiques.
Parmi ces derniers, les contaminants hydrophobes qui peuvent
être présents en faible quantité au niveau de la colonne
d'eau, trouvent au sein des sédiments des conditions environnementales
qui favorisent leur accumulation et leur persistance. Le haut poids
moléculaire et la forte hydrophobicité des Hydrocarbures
Aromatiques Polycycliques les conduisent à être
particulièrement concernés par ce type de
phénomènes au niveau des sédiments aquatiques. La
contamination des écosystèmes aquatiques par les HAPs revêt
deux caractéristiques principales :
- elle est ubiquiste car ces composés sont
présents à l'échelle globale des sédiments
dulçaquicoles ou marins dans une vaste gamme de concentrations,
- elle est croissante car leur persistance est associée
à une forte libération due à l'utilisation à grande
échelle de combustibles fossiles, dont la combustion est la principale
source de libération des HAPs dans les milieux naturels
Les propriétés physico-chimiques des
sédiments (granulométrie, teneur en matière organique)
influent à la fois sur la persistance des HAPs et sur leur diffusion
dans les écosystèmes aquatiques. Ces observations conduisent
à considérer l'association sédiments-HAPs comme une source
de contamination diffuse dont les effets à long terme sur la faune
aquatique sont très peu connus en conditions naturelles. Bien que la
toxicité aiguë et le caractère mutagène de certains
composés de cette famille soient maintenant clairement établis,
il apparaît que les HAPs peuvent montrer une vaste gamme d'effets
létaux et sublétaux sur les organismes vivant à
proximité ou dans les sédiments aquatiques. Afin d'évaluer
le danger potentiel associé à la présence des HAPs dans
les sédiments pour l'intégrité des
écosystèmes aquatiques, il convient de comprendre les relations
existant entre le comportement des HAPs en milieu aquatique (en termes de
partition et de toxicité) et les caractéristiques
physico-chimique des sédiments dans lesquels ils peuvent potentiellement
être présents. La mise en place d'études visant
l'acquisition d'informations relatives à ce schéma de relations
doit nécessairement prendre en compte un certain degré de
complexité des écosystèmes ainsi que les facteurs
biotiques et abiotiques susceptibles d'influer sur les HAPs présents
dans les sédiments aquatiques. Le Laboratoire des Sciences de
l'Environnement (E.N.T.P.E. de Vaulx en Velin) développe dans le cadre
du programme « Environnement, Vie et
Société » du CNRS un travail de recherche axé
sur cette thématique dans le cas d'un HAP très
représenté en milieu naturel, le pyrène. Cette recherche
est réalisée en collaboration avec 3 laboratoires (Laboratoire
BBSI (CEA Grenoble, Dr. Yves Jouanneau), Laboratoire TEPE, ESIGEC
(Université de Savoie, Pr. Gérard Blake) , Laboratoire LCME,
ESIGEC (Université de Savoie, Dr. Emmanuel Naffrechoux)) et se propose
d'aborder l'étude du devenir et des impacts du pyrène en
écosystèmes aquatiques à travers la mise en oeuvre de
bioessais monospécifiques et plurispécifiques en microcosmes. Les
travaux réalisés en phase I du programme de recherche (Godde,
2001) concernaient l'étude de la toxicité aiguë (24 heures,
48 heures) et chronique (3 à 14 jours) du pyrène dans le cadre
d'essais monospécifiques en phase aqueuse ou sur sédiments
dopés. Ces séries d'essais monospécifiques ont permis de
montrer l'influence de deux sédiments naturels, choisis pour les
caractéristiques marquées de leur phase organique (un
sédiment pauvre en matière organique et un sédiment riche
en matière organique d'origine végétale), sur la
toxicité du pyrène chez trois invertébrés
aquatiques (D. magna, H. azteca, C. riparius). Les travaux
présentés dans ce rapport concernent la mise en place de
bioessais plurispécifiques qui constituent logiquement la
deuxième phase de ce programme de recherche. Le but de ces essais
réalisés sur 28 jours est d'évaluer le comportement du
pyrène dans des écosystèmes aquatiques simplifiés
reconstitués en microcosmes. Ces systèmes présentent de
nombreux avantages dans le cadre des objectifs visés par cette
étude (Verrhiest et al., 2001). Ils permettent. de
contrôler et de suivre un nombre important de paramètres biotiques
et abiotiques reliés entre eux par une matrice d'interrelations
simplifiée. Le degré de complexité introduit dans les
systèmes permet d'obtenir dans le cadre d'études
écotoxicologiques, un schéma d'action du xénobiotique
introduit, relativement proche de situations rencontrées en milieu
naturel. Le protocole expérimental mis en place dans les bioessais de
cette étude inclue l'utilisation des deux phases sédimentaires
caractérisées en phase I, à travers la réalisation
de systèmes témoins et contaminés par le pyrène
à l'aide d'un dopage artificiel des sédiments. Lors de ces
essais, le suivi des organismes réalisés sur 28 jours est
destiné à fournir le maximum d'informations concernant les effets
potentiels du pyrène introduit dans les systèmes
contaminés, sur des critères d'évaluation létaux ou
sublétaux susceptibles d'être affectés (survie,
reproduction, croissance). Parallèlement, le suivi réalisé
sur les compartiments abiotiques (matrice sédimentaire et colonne d'eau)
doit permettre de relier ces données biologiques au comportement des
paramètres physico-chimiques des systèmes pouvant potentiellement
affecter la biodisponibilité et la toxicité du pyrène en
écosystème aquatique.
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