1 Bioaccumulation de composés émergents, per- et polyfluorés, ou prioritaires, par des invertébrés benthiques et des poissons d’eau douce BELCA 20/11/2014  Accumulation de contaminants prioritaires ou émergents par des invertébrés et poissons d’eau douce – détermination de TMF  Transfert de composés perfluorés du sédiment au biote (invertébrés benthiques, poissons)  Région Rhône-Alpes – Agence de l’Eau Rhône-Méditerranée-Corse

2 Transfert PFAS sédiment - biote Objectifs Reconstituer l’historique de la contamination sur un secteur impacté Décrire le patron de contamination des invertébrés et de 3 spp. de cyprinidés / secteur impacté Constituer une base de données susceptible de supporter une modélisation ultérieure Evaluer le rôle du sédiment dans les processus d’accumulation aboutissant aux poissons Documenter les cinétiques d’accumulation de quelques composés perfluorés pour des espèces d’invertébrés benthiques BELCA 20/11/2014

3 Rôle du sédiment / contamination du biote Tests d’accumulation – Collecte d’organismes sin situ et analyse Tests d’accumulation :  Sédiment tamisé / homogénéisé (enrichi) ; mini-carottes  Chironomes - élevage du laboratoire ; Gammares (stabulés au laboratoire)  Eau aquariums, interstitielle ; sédiments ; organismes  Analyses : PFAS (LC MS-MS) ;  13 C,  15 N … Organismes in situ :  Invertébrés benthiques (compromis entre abondance, connaissances antérieurs sur la diète …)  Poissons : 3 espèces de cyprinidés = barbeau fluviatile (BAF), gardon (GAR) et goujon (GOU) sur la base de données préliminaires : pêche électrique et filet  Analyses : contenus stomacaux; PFAS : muscle, foie  13 C,  15 N BELCA 20/11/2014

4 Tests d’accumulation sur sédiment tamisé / enrichi Prélèvement d’eau interstitielle (Rhizon ®) BELCA 20/11/2014

5 Réalisation de carottes de sédiment BELCA 20/11/2014 Tests d’accumulation (chironome)

6 Cinétiques accumulation / dépuration - chironome BELCA 20/11/2014 Bertin, D., Ferrari, B.J.D., Labadie, P., Sapin, A., Garric, J., Budzinski, H., Houde, M., Babut, M., Bioaccumulation of perfluoralkyl compounds in midge (Chironomus riparius) larvae exposed to sediment. Environ. Pollut. 189, 27–34 Bertin, D., Ferrari, B.J.D., Labadie, P., Sapin, A., Da Silva Avelar, D., Beaudouin, R., Pery, A.R.R., Garric, J., Budzinski, H., Babut, M., in prep. Refining PFASs uptake and depuration constants for Chironomus riparius larvae: what can be learned from modelling? Ecotoxicology and Environmental Safety.

7 Cinétiques accumulation / dépuration - gammare BELCA 20/11/2014 ‘steady state’ non atteint en 21 jours Cinétique d’élimination dépendante de la longueur de chaine fluorée  PFNA: 8.9 j  PFUnA 14.5 j  PFTrDA ? (pas de décroissance significative en 21 j) Bertin, D., Labadie, P., Ferrari, B.J.D., Sapin, A., Garric, J., Geffard, O., Budzinski, H., Babut, M., in prep. Accumulation of poly- and perfluoroalkyl compounds (PFASs) by a freshwater amphipod: Gammarus spp. (Crustacea). Environmental Pollution.

8 Modèle conceptuel de la contamination du gammare BELCA 20/11/2014 Bertin, D. et al. (in prep)

9 Réalisme environnemental ? Effet de la structure du sédiment – voies d’exposition BELCA 20/11/2014 Exposition par l’eau

10 In situ : contamination par compartiment Rhône à Condrieu BELCA 20/11/2014 Suspicion de bioamplification Variabilité à expliquer  Invertébrés  Poissons

11 Contamination des invertébrés Gammares plus contaminés que chironomes Diminution en lien avec contamination décroissante des sédiments superficiels ? Oligochètes : pas de tendance nette Données sédiments (mini-carottes) à exploiter BELCA 20/11/2014

12 Différences interspécifiques / poissons Voies d’exposition (respiration, nourriture) - Régime alimentaire ? Biométrie (taille-masse), genre ? Physiologie ? BELCA 20/11/2014

13 Contamination – âge ? BELCA 20/11/2014 Observation similaire pour PFOS, PFDA, PFDoA … Observation similaire pour PFUnA

14 Analyse des contenus stomacaux BELCA 20/11/2014 Approche qualitativeApproche semi-quantitative

15 TMF – réseaux trophiques en rivière Objectifs Déterminer des facteurs d’amplification trophiques / rivières  Faisabilité – contraintes, limites …  Variabilité des TMF en fonction des substances, niveaux d’exposition, caractéristiques des sites … Stratégie de surveillance du biote (état chimique DCE)  Alternative à l’utilisation généralisée du poisson ?  Utilisation d’organismes encagés ? BELCA 20/11/2014

16 Démarche Prélèvement d’invertébrés benthiques  Organisme  ligne de base  Autres organismes benthiques / contrainte prise d’essai analytique Poissons  Espèces cible  barbeau, chevaine (perche, truite fario)  Pêche électrique ou banque d’échantillons Encagement  chironome, gammare  Durée d’exposition  Nourriture  Mesure croissance Analyses  PFAS, HBCDD,  13 C,  15 N BELCA 20/11/2014

17 Dispositifs d’encagement BELCA 20/11/2014 chironomes gammares

18 HBCDD – estimation du TMF Les BAF adultes n’ont pas le même régime (  13 C) corrélation HBCDD /TL si jeunes BAF écartés R²=0.888 ; p< TMF = 15.3 ( ) – conc. normalisées par %lip À corriger (estimation TL à affiner, correction poissons entiers, individus vs pools …) BELCA 20/11/2014

19 Comparaison autochtones - encagés  15 N encagés # autochtones BELCA 20/11/2014 Voies, sources d’exposition #

20 Bilan (limites, biais, difficultés) En général : nombre d’échantillons (manipulation – coût vs robustesse ; connaissance de la variabilité) Tests d’accumulation :  Rôle du biofilm ?  Utilisation des données isotopiques  Dopage du sédiment (dépendance à la concentration) In situ :  Aléa échantillonnage – poissons ; invertébrés  Organisme - ligne de base  Liens trophiques (non connus a priori) Traitement des données  Normalisation lipides (TMF – HBCDD)  Relation [muscle] – [corps entier]  Comparaison auto – kg : cinétique,  15 N, accumulation nette … BELCA 20/11/2014

21 Historique de la contamination par les PFAS Carottage d’un dépôt sédimentaire non perturbé BELCA 20/11/2014 MéthodologieRésultatsDiscussion Analyse sédimentologique Datation / radio-isotopes PFAS (LC MS/MS) perfluoro-n-butanoic acid (PFBA), perfluoro-n-pentanoic acid (PFPA), perfluoro-n-hexanoic acid (PFHxA), perfluoro-n-heptanoic acid (PFHpA), perfluoro-n-octanoic acid (PFOA), perfluoro-n- nonanoic acid (PFNA), perfluoro-n-decanoic acid (PFDA), perfluoro-n-undecanoic acid (PFUnA), perfluoro-n-dodecanoic acid (PFDoA), perfluoro-n-tridecanoic acid (PFTrDA), and perfluoro-n-tetradecanoic acid (PFTeDA) perfluoro-1-butanesulfonate (PFBS) potassium salt, perfluoro-1- hexanesulfonate PFHxS) sodium salt, perfluoro-1- heptanesulfonate (PFHpS) sodium salt, n-perfluoro-1- octanesulfonate (PFOS) sodium salt and perfluoro-1- decanesulfonate (PFDS) sodium salt, N-Ethyl perfluorooctane sulfonamide (EtFOSA), N-Methyl perfluorooctane sulfonamide (MeFOSA), perflurooctane sulfonamide (FOSA), N-Ethyl perfluorooctane sulfonamidoacetic acid (EtFOSAA), N-Methyl perfluorooctane sulfonamidoacetic acid (MeFOSAA), and 6:2 Fluorotelomer sulfonic acid (6:2 FTSA)

22 Dépendance à la concentration ? BELCA 20/11/2014 Non : partition simpleOui : transport actif (analogie avec modèle d’adsorption) n = nombre de sites