Influence de la matière organique dissoute naturelle et d'herbicides, seuls et combinés, sur des microalgues marines et d'eau douce PDF Download

Author: Nathalie Coquillé
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Les microalgues, qui sont à la base des réseaux trophiques aquatiques, peuvent être la cibleindirecte des herbicides provenant des usages agricoles et urbains. Elles sont également en interaction avecd'autres éléments de leur environnement comme la matière organique dissoute (MOD) naturelle, ellemêmesusceptible d'interagir avec les herbicides. Cette thèse a visé à étudier, en milieu contrôlé, l'influencede la MOD naturelle sur la toxicité d'herbicides vis-à-vis de microalgues en cultures monospécifiques nonaxéniques. Ont été considérés de la MOD naturelle d'eau douce et marine, trois herbicides (irgarol, diuronet S-métolachlore) seuls et en mélange, deux espèces de microalgues dulçaquicoles (Gomphonema gracileet Sphaerellopsis sp.) et deux espèces marines (Chaetoceros calcitrans et Tetraselmis suecica). Les effetsont été déterminés sur la croissance, l'efficacité photosynthétique et le contenu relatif en lipides desmicroalgues. En parallèle, l'environnement chimique a été caractérisé en suivant l'évolution de lacomposition et des propriétés de la MOD, ainsi que des concentrations d'herbicides et de leurs métabolites.Les résultats de ces travaux, qui considèrent pour la première fois la MOD naturelle dans sa globalité eninteraction avec des microalgues et des herbicides, démontrent le rôle clé joué par la MOD sur (i) lastimulation de la croissance des quatre espèces de microalgues (et en retour la modification de la MOD parcelles-ci), (ii) la modulation de la toxicité des herbicides et suggèrent (iii) la capacité de Sphaerellopsis sp.et/ou de ses bactéries associées de biodégrader le diuron.

Author: Mathieu Millour
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Author: Céline Porcher
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Pages : 124

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Author: Gisèle Farrugia
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Pages : 250

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Après une très longue période pendant laquelle les auteurs ont cru à l'influence prépondérante des sels minéraux dissous en tant que facteurs chimiques affectant l'écologie des algues, on s'est aperçu assez récemment, en raison des multiples divergences de vue entre ces auteurs, que les composés organiques de diverses origines devaient avoir une importance au moins aussi grande, voire supérieure, à celle des substances minérales. En vue d'apporter une contribution aux travaux de cette nouvelle école, nous avons recherché la présence de matières organiques dans les eaux d'alimentation des collections d'eau naturelles (eaux météoriques, telluriques, de sources) et étudié, par des tests biologiques, les propriétés, soit antibiotiques, soit favorisantes, de ces substances organiques sur les algues d'eau douce. Nous avons également recherché dans les interactions entre plantes, animaux et bactéries aquatiques considérés surtout au point de vue de leurs possibilités de destruction, de restitution, ou de production des substances minérales ou organiques biologiquement actives, les cause des variations saisonnières de la composition chimique des eaux et de leur possible influence sur le développement de la microflore. Nous avons constaté que nos observations apportaient confirmation à de nombreux travaux de nos devanciers, notamment sur les points suivants : insuffisance de la notion de pH, de la composition chimique minérale des eaux, de la température, de l'éclairement, pour expliquer l'écologie des algues, et aussi les raisons de leurs accidentels développements massifs ; importance considérable des substances organiques de composition encore presque inconnue agissant énergiquement à des doses extrêmement faibles ; insuffisance notoire des renseignements fournis par la détermination globale du taux des matières organiques dissoutes par la méthode de l'oxygène emprunté au permanganate de potassium. En résumé, nos conclusions sont les suivantes : – les eaux météoriques contiennent toutes des sels minéraux capables de permettre la multiplication d'un certain nombre d'espèces d'algues. – les composés organiques, qu'elles contiennent également, peuvent soit favoriser, soit, au contraire, inhiber cette multiplication. – les eaux de ruissellement sont beaucoup plus riches que les eaux météoriques en sels minéraux et composés organiques dissous. – cependant, leurs propriétés biogéniques pour les algues varient suivant qu'elles ruissellent sur des terres cultivées, ou des sols forestiers. – la nature des substances organiques dissoutes dans ces diverses eaux semble beaucoup plus déterminante pour la multiplication des algues, que la concentration de ces eaux en sels minéraux indispensables. – en conséquence, l'introduction de matières organiques dans un étang, par des eaux météoriques et de ruissellement (pluies prolongées, orages), peut modifier brusquement et considérablement sa microflore. Ceci se vérifie d'ailleurs nettement dans la nature. – la teneur des eaux stagnantes en sels minéraux et composés organiques dissous varie au cours des saisons. – ces variations sont imputables aux propriétés d'absorption de la vase, aux fluctuations du peuplement animal et végétal aquatiques, à l'apport d'eaux nouvelles en cours d'année. – en général, les eaux stagnantes de forêt sont très rapidement épuisées en phosphates et nitrates, substances limitantes, qui n'y existent qu'en très faible quantité, même au moment du remplissage, et ceci explique pourquoi on n'observe que rarement dans de tels étangs des développements massifs d'algues pouvant former d'épaisses fleurs d'eau. – dans les étangs de plaine recevant des eaux plus riches en nitrates et phosphates, la vase absorbe rapidement l'excédent de ces sels, et les restitue peu à peu ultérieurement. – la cause de cet épuisement est le développement massif du phytoplancton et des phanérogames aquatiques. – le seul phytoplancton, lorsqu'il se multiplie en abondance, est capable, en été, d'utiliser complètement les phosphates et nitrates, même lorsque ceux-ci sont lentement renouvelés par l'apport de sources (cas des canaux du parc de Rambouillet). – il y a parfois restitution temporaire des phosphates à l'occasion de la décomposition, par les bactéries, d'un abondant phytoplancton ou zooplancton en cours de mortalité. – le maximum des bactéries aérobies dans toutes les eaux, quel que soit leur type, coïncide avec le maximum du zooplancton. – ce maximum semble indépendant de la teneur des eaux en matières organiques dissoutes, mesurées en oxygène emprunté au permanganate. – il ne semble pas non plus en rapport avec la température de l'eau, celle-ci étant généralement plus élevée en juillet et août, et le nombre des bactéries étant cependant plus faible dans les eaux à cette époque. – il est probable que la nature des matières organiques dissoutes (prédominance animale ou végétale) influe sur le nombre des bactéries, les premières étant plus fermentescibles que les secondes. – il est également probable que les algues se développant en masse dans certains étangs (canaux du parc de Rambouillet, par exemple limitent, par leurs substances d'excrétion, le nombre des espèces de bactéries présentes au même moment (action antibiotique). – la teneur des eaux en matières organiques dissoutes ne détermine pas à elle seule la présence massive de cyanophycées ; c'est surtout la nature de ces substances qui est déterminante. – mais il n'est pas impossible que ces même substances d'excrétion favorisent la multiplication d'un nombre limité d'autres espèces, qui se multiplient alors avec exubérance. – la valeur biogénique des eaux d'un même étang varie pour les mêmes espèces d'algues au cours de l'année. – ces variations ne semblent liées directement ni à la température, ni à lumière, ni au pH. – elles sembleraient, au contraire, liées à la présence de substances organiques thermostables ou thermolabiles, plus ou moins adsorbables par le charbon activé, provenant du métabolisme des bactéries qui, elles, sont beaucoup plus influencées par les facteurs température et pH. – l'influence des substances organiques dissoutes, en provenance, soit du métabolisme bactérien, soit du métabolisme algal, soit du métabolisme des animaux inférieurs et supérieurs, nous parait extrêmement importante pour expliquer soit la présence, soit le développement massif, soit l'absence, de nombreuses algues. Il n'a pas encore été possible de déterminer la nature de ces molécules organiques d'ailleurs très labiles, ni, naturellement, de préciser l'influence de chacune d'elles.

Author: Benoît Pernet-Coudrier
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Ce doctorat s'intègre dans le projet ANR BIOMET (JC05_59809) et a eu pour vocation d'améliorer les connaissances actuelles sur l'influence de la matière organique dissoute sur la spéciation et la biodisponibilité des métaux particulièrement dans le cas de système sous forte pression urbaine tel que la Seine. La compréhension de l'influence de la MOD sur la spéciation et la biodisponibilité des métaux suppose en outre que l'on connaisse précisément sa composition chimique ou plus exactement ses groupements fonctionnels. C'est pourquoi une partie de ces travaux est consacrée à l'extraction et la caractérisation de la matière organique dissoutes d'origine naturelle et urbaine. La caractérisation des fractions de MOD a été réalisée de manière originale par une approche multidimensionnelle à l'aide d'un véritable éventail de techniques analytiques (analyses élémentaires; isotopiques; fonctionnelles et moléculaires) permettant ainsi de mieux aborder l'influence de la MOD sur la spéciation et la biodisponibilité du cuivre et du plomb. Parallèlement à l'étude de caractérisation de la MOD, ce travail s'attache à mieux cerner le rôle de la MOD d'origine urbaine en particulier de la MOD hydrophile sur la spéciation et la biodisponibilité du cuivre et du plomb. Dans cet objectif, les techniques : potentiométrique à l'aide d'électrode ionique spécifique et la récente technique électrochimique AGNES ainsi que des biotests de toxicité aiguë (Daphnia magna) et de bioaccumulation (Fontinalis antipyretica) ont permis : - d'étudier la complexation du cuivre et du plomb par les fractions de MOD obtenues afin notamment de fournir des paramètres de complexations des MOD hydrophiles peu connues jusqu'à présent et ainsi mieux prédire le transport des métaux en milieu urbain. - d'évaluer le rôle protecteur de la MOD d'origine urbaine sur la biodisponibilité du cuivre. Les résultats ont montré que la MOD issue des effluents de station d'épuration et rejetée dans le milieu récepteur présente des caractéristiques originales à savoir un fort pourcentage de MOD hydrophile, c'est à dire une faible hydrophobicité et un degré d'aromaticité peu marqué soulignant le caractère peu réfractaire de cette MOD. En revanche une plus grande diversité fonctionnelle de la MOD d'origine urbaine par rapport à la MOD naturelle a été mise en évidence notamment par un taux de structures protéiques très important. Les résultats obtenus ici pour la première fois vis-à-vis des MOD hydrophiles d'origine urbaine ont montré une réactivité particulière vis-à-vis du cuivre. En effet les fractions HPI et plus généralement les fractions issues des effluents de station d'épuration ont montré une teneur en sites complexants plus élevée que ce qu'il avait été déjà observé pour des matières organiques naturelles. Les valeurs des constantes ne semblent pas varier d'une fraction à l'autre et assez peu suivant l'origine de la MOD. Le rôle particulier de l'azote dans la complexation du cuivre notamment sous la forme de groupements amines a été mis en évidence. Les approches utilisées pour évaluer la biodisponibilité du cuivre ont révélé pour l'ensemble des fractions de MOD un effet protecteur vis-à-vis du cuivre sur les organismes vivants. Néanmoins cet effet protecteur ne se trouve pas à la hauteur de celui pouvant être prédit par le modèle de l'ion libre principalement dû à une biodisponibilité de certains complexes organiques. Ceci peut être expliqué par l'important taux de structures protéiques dans ces MOD, les protéines étant connues pour jouer un rôle important dans les mécanismes de transports des métaux au sein des organismes. Par ailleurs, l'outil DGT (Diffusive gradient in thin films) a montré son efficacité pour évaluer la fraction biodisponible du cuivre.

Author: Zeinab Matar
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Ce doctorat s'intègre dans les programmes OPUR et Piren-Seine et a eu pour vocation d'améliorer les connaissances actuelles sur l'influence des rejets urbains de temps de pluie sur la spéciation et la biodisponibilité des métaux dans les systèmes sous forte pression urbaine tel que la Seine. En effet l'impact des métaux lourds dans le milieu récepteur sur les organismes vivants dépend d'une part de leurs teneurs totales mais aussi et surtout de leur biodisponibilité. Il est généralement admis que la forme biodisponible des métaux lourds pour les organismes vivants est la forme dissoute libre. Les RUTP vont donc pouvoir considérablement modifier la teneur et la biodisponibilité des métaux lourds dans le milieu naturel dans la mesure où ces rejets sont fortement chargés en matière organique dissoute (MOD) qui va influencer considérablement, avec la MOD déjà présente dans le cours d'eau, la spéciation des métaux dans le milieu étant donnée sa capacité à complexer ces derniers et sa tendance à diminuer leur biodisponibilité. La compréhension de l'influence de la MOD sur la spéciation et la biodisponibilité des métaux suppose en outre que l'on connaisse précisément sa composition chimique ou plus exactement ses groupements fonctionnels. C'est pourquoi une partie de ces travaux est consacrée à la caractérisation de la matière organique dissoute d'origine naturelle et urbaine par son fractionnement selon le critère de polarité. Une caractérisation plus fine a été réalisée à l'aide des analyses fonctionnelles permettant ainsi de mieux aborder l'influence de la MOD sur la spéciation et la biodisponibilité du cuivre. Parallèlement à l'étude de caractérisation de la MOD, ce travail s'attache à mieux cerner le rôle de la MOD d'origine urbaine en particulier de la MOD hydrophile sur la spéciation et la biodisponibilité du cuivre. Dans cet objectif, la technique potentiométrique à l'aide d'électrode ionique spécifique ainsi que des biotests de toxicité aiguë (Daphnia magna) ont permis :- d'étudier la complexation du cuivre par les MOD afin notamment de fournir des paramètres de complexations des MOD hydrophiles peu connues jusqu'à présent et ainsi mieux prédire le transport des métaux en milieu urbain.- d'évaluer le rôle protecteur de la MOD d'origine urbaine sur la biodisponibilité du cuivre. Les résultats ont montré que la MOD issue des rejets urbains et rejetée dans le milieu récepteur présente des caractéristiques originales à savoir un fort pourcentage de MOD hydrophile, c'est à dire une faible hydrophobicité et un degré d'aromaticité peu marqué soulignant le caractère peu réfractaire de cette MOD. En revanche une plus grande diversité fonctionnelle de la MOD d'origine urbaine par rapport à la MOD naturelle a été mise en évidence notamment par un taux de structures protéiques très important. Les résultats obtenus vis-à-vis des MOD d'origine urbaine ont montré une réactivité particulière vis-à-vis du cuivre. En effet les rejets urbains ont montré une teneur en sites complexant plus élevée que ce qu'il est observé pour des matières organiques naturelles. Le rôle particulier de groupements amines dans la complexation du cuivre a été mis en évidence. L'approche utilisée pour évaluer la biodisponibilité du cuivre a révélé pour l'ensemble des MOD un effet protecteur vis-à-vis du cuivre sur les organismes vivants. Une corrélation positive de cet effet avec la teneur en eaux usées été mise en évidence, notamment pour les MOD des RUTP et plus particulièrement pour la fraction hydrophile (HPI), signalant ainsi la forte influence de la MOD d'origine urbaine sur la biodisponibilité et la toxicité du cuivre.

Author: Dennis A. Hansell
Publisher: Academic Press
ISBN: 0124071538
Category : Science
Languages : en
Pages : 712

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Marine dissolved organic matter (DOM) is a complex mixture of molecules found throughout the world's oceans. It plays a key role in the export, distribution, and sequestration of carbon in the oceanic water column, posited to be a source of atmospheric climate regulation. Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, Second Edition, focuses on the chemical constituents of DOM and its biogeochemical, biological, and ecological significance in the global ocean, and provides a single, unique source for the references, information, and informed judgments of the community of marine biogeochemists. Presented by some of the world's leading scientists, this revised edition reports on the major advances in this area and includes new chapters covering the role of DOM in ancient ocean carbon cycles, the long term stability of marine DOM, the biophysical dynamics of DOM, fluvial DOM qualities and fate, and the Mediterranean Sea. Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, Second Edition, is an extremely useful resource that helps people interested in the largest pool of active carbon on the planet (DOC) get a firm grounding on the general paradigms and many of the relevant references on this topic. Features up-to-date knowledge of DOM, including five new chapters The only published work to synthesize recent research on dissolved organic carbon in the Mediterranean Sea Includes chapters that address inputs from freshwater terrestrial DOM

Author: Robert G. Wetzel
Publisher: Academic Press
ISBN: 0080574394
Category : Science
Languages : en
Pages : 1023

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Limnology is the study of the structural and functional interrelationships of organisms of inland waters as they are affected by their dynamic physical, chemical, and biotic environments. Limnology: Lake and River Ecosystems, Third Edition, is a new edition of this established classic text. The coverage remains rigorous and uncompromising and has been thoroughly reviewed and updated with evolving recent research results and theoretical understanding. In addition, the author has expanded coverage of lakes to reservoir and river ecosystems in comparative functional analyses.

Author: Stuart Findlay
Publisher: Academic Press
ISBN: 0122563719
Category : Nature
Languages : en
Pages : 534

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Overviews of the source, supply and variability of DOM, surveys of the processes that mediate inputs to microbial food webs, and syntheses consolidating research findings provide a comprehensive review of what is known of DOM in freshwater. This book will be important to anyone interested in understanding the fundamental factors associated with DOM that control aquatic ecosystems."--BOOK JACKET.