La moule comme bioindicateur de la pollution aux micro- et nano-plastiques en milieu aquatique

Mussels as a bioindicator of micro- and nano-plastic pollution in the aquatic environment

• Auteur / Autrice : Adèle Wolinski
• Direction : Franck Lartaud
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Mer
• Date : Inscription en doctorat le 01/06/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de l'environnement d'Île-de-France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Ecogéochimie des Environnements Benthiques

Mots clés

Mots clés libres

Mytilus galloprovincialis

Dreissena polymorpha

Bioaccumulation

Polymère

État de santé

Mytilus galloprovincialis

Dreissena polymorpha

Bioaccumulation

Polymer

Health status

Résumé

La pollution plastique considérée comme un marqueur de l'anthropocène (i.e., ère géologique caractéristique des actions de l'homme sur l'environnement) pose aujourd'hui un véritable défi tant pour la biodiversité que pour la société. La pollution par les macroplastiques (> 5 mm) et les microplastiques (MP, < 5 mm), impacte la qualité des écosystèmes aquatiques et marins en particulier, ces derniers étant le réceptacle final de tous les déchets à longue durée de vie dont les plastiques font partie. Cette pollution influence l'état de santé des organismes et de nombreux services écosystémiques (e.g., pollution visuelle des zones touristiques, risque sanitaire de consommation de produits aquacoles, ou effet vecteur de transfert d'espèces invasives ou pathogènes). Différentes mesures ont été préconisées dans la mise en oeuvre des outils de planification et de surveillance des eaux des bassins versants et des océans. Ainsi, la Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin (DCSMM) a inscrit dans son descripteur 10 le suivi des déchets plastiques comme critère du bon état des masses d'eau (DIRECTIVE 2008/56/CE s.d.). Les protocoles de suivi actuels se révèlent toutefois encore limitants, en termes de contraintes techniques et financières (e.g., fenêtre météorologique et temps nécessaire au déploiement de filets manta par bateau pour les opérations en mer, filets de maille 300 μm qui sous-estiment la quantité des petits microplastiques inférieures à 300 μm) et des nanoplastiques (< 1 μm). Ces limites de quantification, liées à des mesures ponctuelles et sélectives, expliquent en partie le constat que les mesures actuelles ne reflètent que partiellement les flux de plastiques dans les milieux aquatiques. L'utilisation d'espèces sentinelles ou bioindicatrices est une alternative pouvant offrir une mesure plus précise et intégrée, vers laquelle se tournent une partie de la communauté scientifique et des gestionnaires. En effet, certains organismes sont susceptibles de renseigner sur les caractéristiques écologiques ou sur des changements de condition du milieu. C'est notamment le cas d'espèces bioaccumulant des polluants dans leurs tissus (e.g., chair, coquille) sur le lieu où elles vivent. Les bioindicateurs présentent de nombreux avantages liés au faible coût associé à leur mise en place et à leur caractère intégratif sur de longues périodes, comprenant notamment les variations saisonnières. Les bivalves tels que les moules sont déjà utilisés comme espèces bioindicatrices dans de nombreux suivis de pollution, notamment aux métaux et aux composés organiques. L'objectif de cette thèse CIFRE est de développer et tester les conditions d'utilisation d'un nouveau bioindicateur des micro- et nano-plastiques, en rivière et en eau de mer, afin d'améliorer les mesures de cette pollution dans l'environnement et du risque sanitaire éventuel associé. Les organismes modèles seront la moule marine Mytilus galloprovincialis et la moule zébrée en eau douce Dreissena polymorpha.

Plastic pollution considered as a marker of the Anthropocene (i.e., geological era characteristic of human actions on the environment) poses today a real challenge both for biodiversity and for society. Pollution by macroplastics (> 5 mm) and microplastics (MP, < 5 mm), impacts the quality of aquatic and marine ecosystems in particular, the latter being the final receptacle of all long-lived waste of which plastics are a part. This pollution influences the health of organisms and many ecosystem services (e.g. visual pollution of tourist areas, health risk of consumption of aquaculture products, or vector effect of transfer of invasive or pathogenic species). Different measures have been recommended in the implementation of planning and monitoring tools for watersheds and oceans. Thus, the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) has included in its descriptor 10 the monitoring of plastic waste as a criterion for the good status of water bodies (DIRECTIVE 2008/56/EC n.d.). However, current monitoring protocols still prove to be limiting, in terms of technical and financial constraints (e.g., meteorological window and time required to deploy manta nets per boat for operations at sea, 300 μm mesh nets that underestimate the quantity of small microplastics (< 300 μm) and nanoplastics (< 1 μm). These quantification limitations, related to selective, spot measurements, partly explain the finding that current measurements only partially reflect plastic fluxes in aquatic environments. The use of sentinel or bioindicator species is an alternative that can offer a more accurate and integrated measurement, which some of the scientific community and managers are turning to. Indeed, some organisms are likely to provide information on ecological characteristics or on changes in environmental conditions. This is particularly the case for species that bioaccumulate pollutants in their tissues (e.g., flesh, shell) where they live. Bioindicators have many advantages related to the low cost associated with their implementation and their integrative nature over long periods, including seasonal variations. Bivalves such as mussels are already used as bioindicator species in many pollution monitoring, especially for metals and organic compounds. The objective of this CIFRE thesis is to develop and test the conditions of use of a new bioindicator of micro- and nano-plastics, in river and sea water, in order to improve the measurements of this pollution in the environment and of the possible associated health risk. The model organisms will be the marine mussel Mytilus galloprovincialis and the freshwater zebra mussel Dreissena polymorpha.