Ecotoxicity effects of oil Water Accommodated Fractions and oil Water Accommodated Fractions + Dispersant on cold environments : Acarita tonsa based bioassays and microbial community dynamics as monitoring tools
Effets écotoxicologiques du pétrole Fractions adaptées à l'eau et fractions adaptées à l'eau du pétrole + Dispersant sur les environnements froids : essais biologiques basés sur Acarita tonsa et dynamique de la communauté microbienne comme outils de surveillance
Résumé
Oil pollution is an emerging problem in the world seas, especially in cold environments where remediation procedures are difficult. After an oil spill, wave dynamics and other weathering fac tors introduce soluble oil hydrocarbons, especially polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the water column, creati ng Water Accommodated Fractions (WAF). As a form of remediation, dispersant are added to assist in biodegradation. However, studies have shown that dispersant have adverse effect on marine organisms. The objective of this thesis is to estimate the effects of the weathered oils (WAF) in cold environment, focusing on marine fauna using in vivo bioassays and microbial communities. In addition , it is important to evaluate the toxicological effects of added chemical dispersant to WAF and its efficiency in hydrocarbon degradation. The in vivo toxicological assays, conducted using the model organism WAF prepared from dis Acartia tonsa , showed that tilled oils (IFO 180 and Marine diesel) exhibited high toxicity toward the copepod considering the lethality, reproduction and molecular endpoints such as gene transcription patterns. This suggests that the chemical composition of WAF from the distilled oi ls contributed to toxicity higher than that of WAF from the crude oil. However, the addition of dispersant to crude oil WAF also increased the toxicity toward Acartia tonsa low fecun . In addition, Acartia tonsa exposed to WAF with dispersant has also shown dity, high mortality and affected gene transcription patterns, further highlighting the toxicity effects of dispersants. Upon examining the effects of WAF and WAF with dispersant on microbial communities using microcosm setups, dispersant added to WAF did not improve biodegradation rates. However, WAF with dispersant contributed to changes in the microbial community dynamics in both water and in sediment by selecting certain taxa. Results have shown that microbial communities with initial hydrocarbon degra ding bacteria due to history of chronic hydrocarbon exposure (legacy effects) were the main driver of the degradation rate of PAHs in water and in sediment. In conclusion, integrating both in vivo toxicity assays and studying microbial communities dynamics has paved the way to understand the fate of oil spilled in the cold environment after weathering and whether the traditional use of dispersant mitigated the oil spill effects
La pollution par les hydrocarbures est un problème émergent dans les mers du monde, en particulier dans les environnements froids où les procédures d'assainissement sont difficiles. Après un déversement de pétrole, la dynamique des vagues et d'autres facteurs d'altération introduisent la solubilisation des hydrocarbures, en particulier des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans la colonne d'eau, créant des fractions d'hydrocarbures solubilisés dans l'eau (WAF). Après une marée noire, des stratégies de lutte impliquent l'addition de dispersant afin de favoriser la biodégradation. Cependant, des études ont montré que les dispersants ont des effets néfastes sur les organismes marins. L'objectif de cette thèse est d'étudier les effets des hydrocarbures altérés par le temps (WAF) dans les environnements froid, en focalisant su marine à l'aide de bior la faune essais in vivo et sur les communautés microbiennes. De plus, il est important d'étudier les effets toxicologiques de l'ajout de dispersant chimique au WAF et son efficacité dans la dégradation des hydrocarbures. Les essais réalisés en utilisant Acartia tonsa toxicologiques in vivo , comme organisme modèle, ont montré que les WAF préparées à partir de pétroles distillés (IFO 180 et Marine diesel) présentaient une toxicité élevée envers le copépode considérant les paramètres de létalité, de reproduction et indicateurs moléculaires Tels que les modèles de transcription des gènes. Ces résultats suggèrent que la composition chimique des WAF obtenues à partir de pétroles distillés ont contribué à une toxicité supérieure à celle des WAF obtenues à partir de pétrole brut. Cependant, l'ajout de dispersant dans les WAF obtenues à partir de pétrole brut a augmenté la toxicité envers Acartia tonsa . En outre, Acartia tonsa exposé au WAF contenant un dispersant a également montré une faible fécondité, une mortalité élevée et des profils d'expression génique affectés, soulignant davantage les effets toxique des dispersants. Après avoir examiné les effets du WAF et du WAF avec dispersant sur les communautés microbiennes dans des expérimentations en microcosmes, le dispersant ajouté au WAF n'a pas amélioré les taux de biodégradation. Cependant, le WAF avec dispersant a contribué à des changements dans la structure des communautés microbiennes et leur dynamique, à la fois dans l'eau et dans les sédiments, résultant en la sélection de certains taxons. Les résultats ont montré que les communautés microbiennes possédant des microorganismes dégradant les hydrocarbures, en raison d'une exposition chronique aux hydrocarbures (effet héritage), étaient responsables des taux de dégradation élevés des HAP dans l'eau et dans les sédiments. En conclusion, l'intégration à la fois des essais de toxicité in vivo et de l'étude de la dynamique des communautés microbiennes a ouvert la voie pour comprendre le devenir du pétrole, déversé dans l'environnement froid, après leur altération. Nous avons également évalué si l'utilisation traditionnelle de dispersant atténuait les effets du déversement de pétrole.
Origine : Version validée par le jury (STAR)