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3. Contaminants organiques et biologiques étudiés

3.1. Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs)

3.1.4. Effets toxiques chez les organismes aquatiques

3.1.3. Contamination des organismes vivants et des réseaux trophiques

L’accumulation de composés hydrophobes tels que les HAPs varie selon leur coefficient de

partage octanol/eau et leur masse moléculaire. L’accumulation des HAPs est également gouvernée

par la position des organismes dans la colonne d’eau. Les organismes au contact du sédiment ont

tendance à accumuler des HAPs de masse moléculaire élevée. Les processus de biotransformation

jouent également un rôle primordial dans l’accumulation de ces composés. Il apparaît notamment

que les moules accumulent des composés de haute masse moléculaire contrairement aux poissons

qui possèdent des capacités de biotransformation bien supérieures. Enfin, la position des espèces

dans la chaîne trophique joue également un rôle non négligeable. En effet, des études ont

démontré que le crabe accumule des HAPs de masses molaires plus faibles que les mysides ou

encore les euphausiides (Baumard et al, 1998).

3.1.4. Effets toxiques chez les organismes aquatiques

La toxicité des HAPs en milieu aquatique dépend de leur biodisponibilité et de leur facteur

de bioaccumulation ou de bioconcentration au sein des organismes. Les effets biologiques des

HAPs peuvent également varier selon l’isomère considéré.

Toxicité aiguë

La toxicité aiguë des HAPs est principalement due à leur effet narcotique. Les HAPs sont

parmi les contaminants les plus toxiques dans l’environnement aquatique, notamment par leurs

propriétés mutagènes et carcinogènes (Shaw & Connell, 1994). Des CL

50

ont été enregistrées chez

plusieurs espèces de vertébrés et d’invertébrés pour différents composés et figurent dans le tableau

6. Des CL

50

, 48 heures ont été obtenues pour différentes espèces exposées à des HAPs

comprenant entre 2 et 5 cycles aromatiques. Chez les vertébrés, des CL

50

de 0,241 et 0,071 mg.L

-1

ont été enregistrées chez le poisson de lait Chanos chanos lors d’exposition respectivement à

l’anthracène et au benzo(a)pyrène (Palanikumar et al, 2012). Chez les invertébrés, des CL50, 48

heures ont été obtenues chez les Daphnies, Daphnia magna et Daphnia pulex. Dans le cadre

d’exposition de Daphnia magna à l’acénaphtène, une CL

50

, 48 heures de 41000 µg.L

-1

a été

enregistrée (Leblanc, 1980). Des CL

50

, 48 heures de 4100, 2160, 3400 et 4663 µg.L

-1

ont été

également obtenues lors d’exposition de Daphnia pulex au naphtalène (Crider et al, 1983 ;

Milleman et al, 1984 ; Geiger & Buikema, 1981 ; Smith et al, 1988). En parallèle, une CL

50

, 48

heures de 10 µg.L

-1

a été observée dans le cadre d’une exposition de Daphnia pulex au naphtalène

(Trucco et al, 1983). Enfin, des expérimentations ont également portées sur les copépodes.

Notamment, des CL

50

, 48 heures de 0,422 et 0,89 mg.L

-1

ont été obtenues respectivement pour

Acartia tonsa et Robertsiona propinqua lors d’exposition au phénanthrène (Bellas & Thor, 2007 ;

Stringer et al, 2012) et à 25,3 µg.L

-1

pour Eurytemora affinis lors d’une exposition au B(a)P

(Forget-Leray et al, 2013).

Toxicité chronique

La toxicité chronique dépend essentiellement de la structure du composé et de sa

métabolisation. Deux voies de métabolisation des HAPs ont été mises en évidence chez les

vertébrés i.e. la mono-oxygénation et l’oxydation mono-électronique via des mono-oxygénases à

cytochrome P450. Les capacités de biotransformation des HAPs par les invertébrés sont, quant à

elles, très variables d’un taxon à l’autre, et d’une espèce à l’autre, de faibles pour les mollusques à

élevées pour certains crustacés (Jorgensen, 2010). Le potentiel immunotoxique et génotoxique (via

la formation d’adduits à l’ADN) des HAPs a été identifié à la fois chez les poissons et chez les

mollusques (Reynaud & Deschaux, 2006 ; Wootton et al, 2003). Les HAPs sont également connus

pour induire des effets sur la reproduction, notamment, démontré chez les poissons comme le

choquemort Fundulus heteroclitus (Wassenberg et al, 2002). De nombreux effets sub-létaux des

HAPs sur divers organismes ont été mis en évidence. Chez les poissons, notamment chez la perche

de mer Sebastes Schlegeli (Hilgendorf) et le bar Lateolabrax japonicus, le BaP induit un effet sur la

durée de développement (Jifa et al, 2006 ; Kim et al, 2008).

Chapitre 1

Tableau 6 : CL50 relevées dans la littérature chez différents organismes aquatiques lors d’exposition aux HAPs. (a 24 h, b 48 h, c 72 h, d 96 h).

Nom Commun Espèce CL50 (mg.L-1) HAPs Références Vertébrés

Poisson lait Chanos chanos 0,633 a Anthracène Palanikumar et al, 2012

0,088 a Benzo(a)pyrène Palanikumar et al, 2012

0,241b

Anthracène Palanikumar et al, 2012

0,071b Benzo(a)pyrène Palanikumar et al, 2012

0,031d Anthracène Palanikumar et al, 2012

0,014d Benzo(a)pyrène Palanikumar et al, 2012

Truite Salmo trutta 580 d (µg.L-1) Acenaphtène Holcombe et al, 1983

Tête de boule Pimephales promelas 1730 d (µg.L-1) Acenaphtène Geiger et al, 1985

Invertébrés

Copépodes (adultes) Acartia tonsa 0,422 b Phenanthrène Bellas & Thor, 2007

Robersiona propinqua 0,89 b Phenanthrène Stringer et al, 2012

Quinquelaophontes sp 0,75 c Phenanthrène Stringer et al, 2012

Oithona clavisae 0,522 b Phenanthrène Barata et al, 2005

Palaemonetes pugio 0,36 c Phenanthrène Unger et al, 2007

Eurytemora affinis 0,025b Benzo(a)pyrène Forget-Leray et al, 2013

Copépodes (nauplii) Nitrocra lacustri 71 d (µg.g-1) Phenanthrène Lotufo & Fleeger, 1997

Shizopera knabeni 84 d (µg.g-1) Phenanthrène Lotufo & Fleeger, 1997

Eurytemora affinis 0,045d Benzo(a)pyrène Forget-Leray et al, 2005

Mysides Americamysis bahia 545 b (µg.L-1) Acenaphtène Thursby et al, 1989

Daphnie Daphnia magna 41000 b (µg.L-1) Acenaphtène Leblanc, 1980

1000 d (µg.L-1) Naphtalène Trucco et al, 1983

Daphnia pulex 10 b (µg.L-1) Benzo(a)anthracène Trucco et al, 1983 4100 b

(µg.L-1

) Naphtalène Crider et al, 1983

2160 b (µg.L-1) Naphtalène Milleman et al, 1984

5 d (µg.L-1) Benzo(a)pyrène Trucco et al, 1983

9 d

(µg.L-1

) Benzo(a)pyrène Kagan et al, 1985; 1987

3400 b (µg.L-1) Naphtalène Geiger et Buikema, 1981

Chez les crustacés, les HAPs induisent des effets sur le temps de développement.

L’exposition au BaP induit un retard de développement respectivement chez la crevette

Paleomonetes pugio, et chez les copépodes E. affinis et T. japonicus (Oberdöster et al, 2000 ;

Forget-leray et al, 2005 ; Bang et al, 2009). Un retard dans le développement est également

observé chez le crabe américain Rhithropanopeus harrisii et la Daphnie Daphnia pulex après une

exposition au phénanthrène (Laughlin & Neff, 1979 ; Geiger & Buikema 1992). Bellas & Thor

(2007) et Lotufo & Fleeger (1997) ont montré également des effets sur la reproduction avec une

diminution du nombre d’œufs produits par femelle chez le copépode Acartia tonsa à 1245 nM lors

d’exposition au phénanthrène et chez les copépodes femelles N. lacustri et S. knabeni entre 22 et

90 µg.g

.-1

. Enfin, des effets sur le sex-ratio ont également été rapportés lors d’exposition de T.

japonicus au BaP (Bang et al, 2009).