Écotoxicité et bioaccumulation du Cr(III) et du Cr(VI) : spéciation, biodisponibilité et effets biologiques

Ecotoxicity and bioaccumulation of Cr(III) and Cr(VI) : speciation, bioavailability and biological effects

• Auteur / Autrice : Imad Aharchaou
• Direction : Davide Vignati, Eric Battaglia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écotoxicologie, biodiversité, écosystèmes
• Date : Soutenance le 21/02/2017
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (Vandoeuvre-lès-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Vera Slaveykova
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Mouneyrac
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Vera Slaveykova, Catherine Mouneyrac

Mots clés

Mots clés contrôlés

Toxicologie

Écotoxicologie

Bioaccumulation

Spéciation

Chrome

Mots clés libres

Chrome

Speciation

Bioaccumulation

Écotoxicité

Chromium

Speciation

Bioaccumulation

Ecotoxicity

Résumé

L’écotoxicité des éléments traces vis-à-vis du vivant est contrôlée par leur bioaccessibilité, leur biodisponibilité et leurs interactions avec le(s) site(s) d’action à l’intérieur des organismes. Dans le cas des certains éléments, l’existence dans le milieu naturel de plusieurs formes redox ayant des propriétés différentes doit aussi être prise en considération. Dans le cas spécifique du Cr, le consensus général considère le Cr(III) comme moins écotoxique que le Cr(VI). Toutefois, plusieurs études récentes soulignent que ce consensus devrait être réexaminé. Plus particulièrement, une connaissance insuffisante de la spéciation du Cr(III) pendant les tests en laboratoire pourrait avoir conduit à une sous-estimation de sa biodisponibilité et écotoxicité. Ce travail de thèse s’intéresse donc aux relations entre spéciation, biodisponibilité et bioaccumulation du Cr(III) et Cr(VI) dans différents modèles biologiques pour mieux appréhender leur potentiel écotoxique ainsi que leurs mécanismes d’interaction avec le vivant. Des études ont été menées chez les algues Pseudokirchneriella subcapitata et Chlamydomonas reinhardtii, le bivalve Corbicula fluminea et des cultures de cellules d’ovaire d’hamster chinois (CHO). L’ensemble des résultats de ce travail suggère que la validité du paradigme ‘le Cr(VI) est plus écotoxique que le Cr(III)’ serait dépendante des conditions d’exposition et du modèle biologique utilisé. Ce paradigme, accepté tant par la communauté scientifique que par les gestionnaires environnementaux, nécessite donc un réexamen afin d’assurer une meilleure gestion des risques liés au Cr

The ecotoxicity of the trace elements to the living organisms is controlled by their bioaccessibility, their bioavailability and their interactions with the site(s) of action inside the organisms. In the case of certain elements, the existence in the natural environment of several redox forms having different properties must also be taken into consideration. In the specific case of Cr, general consensus considers Cr(III) to be less ecotoxic than Cr(VI). However, several recent studies highlight that this consensus should be re-examined. In particular, insufficient knowledge of Cr(III) speciation during laboratory tests may have led to an underestimation of its bioavailability and ecotoxicity. This work focuses on the relationship between speciation, bioavailability and bioaccumulation of Cr(III) and Cr(VI) in different biological models in order to better understand their ecotoxic potential as well as their mechanisms of interaction with living organisms. Studies have been conducted on the algae Pseudokirchneriella subcapitata and Chlamydomonas reinhardtii, the bivalve Corbicula fluminea and cultures of Chinese hamster ovary cells (CHO). The results of this work suggest that the validity of the paradigm ‘Cr(VI) is more ecotoxic than Cr(III)’ would be dependent on the exposure conditions and the used biological model. This paradigm, accepted by both the scientific community and the environmental managers, requires a reassessment to ensure a better management of Cr risks