Une approche écotoxicologique et génotoxicologique des sédiments de l’étang de Berre

1. Une approche écotoxicologique et génotoxicologique des sédiments de l’étang de Berre • Programme ECCOREV : 2008-2009 • Programme BERTOX: INSU-EC2CO, 2010-2011

2. 1966 - Les apports d’eau douce par le canal EDF diminuent la salinité de l’étang (31-36‰ to 4-33‰) et induisent la stratification des eaux et des phénomènes d’anoxie au fond Concentrations en Pb en surface du sédiment - 1976 Biocœnose benthique en 2006 Lagunaire eurytherme euryhalin LEE dégradé [Giorgetti, 1981] Pas de macrobenthos Gipreb (2007) 101 espèces benthiques en 1949 moins de 15

3. Des approches intégrées de gestion de la zone côtière sont conduites sur le site depuis 10 ans, et la salinité s’est accrue grâce à la diminution par étape des rejets d’eau douce. Est ce que les contaminants présents dans le sédiment peuvent affecter la restauration espérée de l’écosystème benthique ? • 1) Mesurer les métaux et contaminants organiques dans les sédiments de surface • Évaluer leur biodisponibilité • Définir et analyser des biomarqueurs adéquats pour les organismes présents • 4) Évaluer l’activité génotoxique et mutagénique des sédiments Première approche

4. Métaux dans les sédiments de surface (ppm=µg/g) 1976 B-SA V-Nord V-cent V-aero Les teneurs ont diminué de 30 à 90% depuis 1970 Contamination modérée jusqu’à 3 fois le bruit de fond naturel dans Vaine Maxima à V-Nord et V-Centre Fond géochimique naturel (FGN)

5. Métaux (ppm) extraits à pH4, pH6 et avec l’EDTA • pH physiologique des tubes digestifs de mollusques ou polychaetes • EDTA métaux fixés sur certains minéraux et supposés plus biodisponibles Grande variation entre les extractions Maxima à V-Nord et V-centre EDTA pH4 pH6

6. RC Métaux dans Hediste Succinea Polychaete déposivore SE BWE BS BH RC SE BWE BH BS RC ~ 4000 ppm BWE SE BH BS Contamination faible à modérée Maxima à V-Centre Pas de relation avec les teneurs totales du sédiment ou extraites à pH4-6 Covariation avec l’extraction EDTA Site fortement contaminé

7. Métallothionéine dans Hediste Succinea (méthode ELISA) Sections congelées parois intestinales Les MT sont des protéines enzymatiques impliquées dans les processus de détoxification des métaux. Elles sont aussi marqueurs de stress. V-AERO: Faible concentration (0,016 µg/mg prot) Biomarqueur de défense MT sur un seul site et pas de relation avec les teneurs totales ou extraites en métaux 1 - Contamination ou biodisponibilité trop faible pour induire des MT. 2 – variations temporelles 3 – autres processus de détoxification BSA, V-CENT, V-NORD: Pas de détection

8. concentrations SPCB and SHAP en surface du sédiment Marseille ≈ 270 µg/Kg Marseille ≈ 12600 µg/Kg Contamination typique des zones côtières affectées par des apports urbains et industriels PCB d’origine différentes Dans Vaine et BSA HAP pétrogénique sur BSA, pyrolitique sur Vaine

9. Activité mutagénique et génotoxique des sédiments TEST D’AMES TESTE DES MICRONOYAUX TEST DES COMÈTES = mutation ADN majeure(irreversible / transmissible) = effet mutagénique = lésion primaire de l’ADN (réversible/non transmis) = mutation ponctuelle de l’ADN (Souches pour métaux, nitroarenes et HAPs/aromatic amine) • Tests réalisés : • - Sur chaque site • sur différentes extractions (pH4, pH6, deux protocoles pour conta. organique) • 4 doses tests • avec et sans activateur métabolique pour différencier les génotoxines directes ou indirectes.

10. • Effets génotoxiques des “métaux” observés sur les deux sites les plus contaminés. • Effets génotoxiques des contaminants organiques observés uniquement avec l’activation métabolique. Le plus fort potentiel génotoxique n’est pas observé sur le site où les teneurs en HAP sont les plus fortes. • Un deuxième protocole d’extraction indique que les dérivés comme les nitroarènes et les amines aromatiques sont impliqués dans l’activité génotoxicité globale. Il apparaît une relation entre génotoxicité et contaminants, mais elle n’est pas relié aux seules valeurs de concentrations

11. Programme Bertox-INSU 2010-2011 La réponse des tests de toxicité est en accord avec les teneurs en multi-contaminants, mais aucune relation directe n’apparaît. • Deuxième approche : BERTOX • - Définir les interactions saisonnières entre la macrofaune, la bioturbation, les communautés bactériennes et la physico-chimie du milieu (sédiment et eaux interstitielles). • Préciser l’influence des contaminants en étudiant: • • Le comportement et la santé d’espèces sentinelles • • La partition et la biodisponibilité des contaminants • • Lévolution temporelle de biomarqueurs • • Les marqueurs de génotoxicité dans les organismes

12. Phases minérales solides Eaux interstitielles Site Vaine Centre

13. Biomarqueurs de défense et dommage chez H. Succinea Métaux Oxydative stress ERO cellule Diversité taxonomique et fonctionnelle des microflores du sédiment et des organismes Activité en GST et LDH (biotransformation des polluants organiques et état métabolique) Métabolisme énergétique Activité des systèmes antioxydants et de résistance multixénobiotiques ADN extrait des sédiments Activité Enzyme Antioxydante Test des comètes sur prélèvements intestinaux de H. Succinea B9 V-Nord V-centre

14. Merci de votre attention O. Radakovitch, S. Rigaud, JM. Garnier E. Strady, B. Angeletti. X. Moreau, L. De Jong, A. Thiéry , C. Gueydon, L. Malleret, P. Doumenq, C. Di Giorgio, M. De Méo CEREGE - Aix Marseille université IMEP-BBE - Aix Marseille université ISM2-AD2EM Aix-Marseille université LBME - Faculté Pharmacie Marseille Deflandre B., Maire O., Delgard M.L., Mouret A., Ciutat A., Poirier D., Bichon S., Gremare A. Metzger E. Ghiglione J.F. Mirleau P. J.P. Amiard, PE Buffet Bernard G., Mayot N., Grisel R EPOC – Bordeaux BIAF – Angers OOB – Banyuls IMEP-EMB Aix marseille université MMS – Nantes GIPREB