Project

Bioaccumulation; Mercury; Methylmercury; Phytoplankton; Chlamydomonas reinhardtii; Dissolved organic matter; Ecotoxicology; Environmental Chemistry; Water quality

Lead
Le mercure et ses composés sont des toxines d'importance globale. Bien que les concentrations de mercure dans l'eau soient très faibles, le mercure et ses composés s’accumulent fortement dans les organismes aquatiques. De plus, les formes organiques se bioamplifient dans la chaîne alimentaire, représentant un risque majeur pour l’environnement et pour l'homme, par le biais de la consommation de poisson. Cependant, le contenu du mercure dans les organismes au sommet de la chaîne alimentaire, comme dans le cas des poissons, semble être déterminé par la quantité de mercure biodisponible à la base de la chaîne alimentaire. Par conséquent, l'amélioration des connaissances sur les différents processus déterminant l’accumulation de mercure dans le phytoplancton, objet du présent projet, est essentielle pour la compréhension de l’incorporation de Hg dans la chaîne alimentaire aquatique, ainsi que ses implications possibles pour la santé humaine et l’environnement.
Lay summary
Contenu et objectifs du travail de recherche Le principal objectif est de mieux comprendre les processus qui gèrent l’accumulation du mercure et ses composés par le phytoplancton et d'élucider l’influence des paramètres physicochimiques du milieu, ainsi que la matière organique dissoute sur leur bioaccumulation. Plus précisément, nous souhaitons: (i) comprendre la dynamique de la bioaccumulation du Hg dans une très large gamme de concentrations, représentatives en milieu naturel et pollué, (ii) caractériser les voies principales de prise en charge du mercure et ses composés; (iii) déterminer l’effet de ces composés sur le phytoplancton ; (iv)  étudier l'effet de la matière organique dissoute sur la dynamique de leur bioaccumulation et toxicité; (v) développer un modèle quantitatif permettant de prédire l’accumulation de mercure dans le phytoplancton dans les eaux douces selon les variations de concentrations de mercure et les conditions du milieu. Contexte scientifique et social du projet de recherche Les résultats du présent projet permettront d'améliorer de manière significative la compréhension de la prise en charge du mercure par le phytoplancton, qui représente un point d’entrée important du mercure dans la chaîne alimentaire. De plus, le mercure et ses composés sont répertoriés dans la liste des composés dangereux, donc ces informations inédites seront essentielles pour l’établissement de normes améliorées pour le mercure dans les eaux. Elles contribueront au développement de nouveaux outils de surveillance, le suivi de l’efficience des mesures de la convention de Minamata et permettront en outre d’apporter conseil aux entités politiques afin de protéger la population contre les risques environnementaux liés au mercure.

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Last update: 11.08.2016

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Mercury is a toxic contaminant of global importance. Hg concentrations in the water column are very low, however both inorganic mercury (IHg) and methylmercury (MeHg) significantly concentrate in aquatic biota. In addition, a MeHg strongly biomagnifies in the food chain, thus representing an important threat for ecosystems and humans e.g. through fish consumption. However, Hg contents in biota at the top of the food chain, such as fish, seems to be determined by the amount of bioavailable mercury at the base of the food chain. In such as context the present project aims to improve the basic knowledge on different processes governing Hg species bioavailability to phytoplankton and to elucidate the modifying role of water quality variables, with emphasis on dissolved organic matter (DOM). The IHg and MeHg bioavailability dynamics will be characterized by measurement of the cellular mercury contents, uptake fluxes, and cellular responses (e.g. photosynthesis and expression level of the selected genes as candidates for early biomarkers) in a large mercury concentration range. The influence of DOM of different origin such as fulvic and humic-like substances, as well as extracellular polymeric substances on the mercury bioavailability and cellular response will be studied. In parallel IHg and MeHg speciation in the exposure medium will be modeled. As an ubiquitous bioaccumulative and toxic substance, Hg is listed in the priority hazardous substances of the European Union setting Environmental Quality Standards (EQS). Therefore, further ecologically meaningful investigation of Hg bioavailability and understanding the basic processes determining the incorporation of Hg at the base of the food chain seems critical for elaboration of the scientifically sound EQC for mercury. The present research will also contribute to the development of early warning biomarkers in support to biomonitoring efforts of mercury monitoring and support the implementation of the Minamata Convention.