La spectrométrie de masse haute résolution pour la recherche de micropolluants organiques dans l’environnement
L’analyse non ciblée connaît une forte période de croissance dans le domaine de l’analyse environnementale, car elle ouvre le champ des investigations de la qualité des milieux à un très grand nombre de composés. Cet article consiste en un retour d’expérience de 12 laboratoires français sur les pratiques et les précautions à considérer lors de la réalisation d’analyses non ciblées, en particulier pour la recherche de composés suspects dans les échantillons issus des milieux aquatiques. En effet, si cette technique apporte des informations nouvelles et très prometteuses, elle n’en reste pas moins une technique complexe qu’il convient d’utiliser avec de nombreuses précautions pour assurer des résultats de qualité. La réflexion commune entreprise dans le groupe de laboratoires, a permis de synthétiser des informations techniques afin de présenter les enjeux de cette méthodologie d’intérêt majeur en analyse environnementale de façon simple et accessible aux laboratoires, demandeurs d’analyse ou toute personne intéressée par ce type d’approche. Les verrous liés à la spécificité des analyses non ciblées, au développement de méthodes et au rendu de résultats ont été développés pour fournir des clés de compréhension pour les laboratoires et les utilisateurs de résultats. Ce travail s’attache ainsi à être un guide de découverte de la technique pour les personnes désireuses de voir ce que peut apporter l’analyse non ciblée, mais également un guide de bonnes pratiques pour celles et ceux qui acquièrent ou qui analysent des données issues de ces techniques.
(TSM. Techniques Sciences Méthodes, n° 0299-7258, pp. 43-54, 01/06/2021)
BRGM, LHN, ANSES, LEESU, ENPC, UPEC UP12, VERI, UB, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, CIRSEE, ISA, UCBL, INC-CNRS, CNRS, UNILIM, PEIRENE, GEIST, UNILIM, INERIS, LCE, AMU, INC-CNRS, CNRS, RiverLy, INRAE
Uptake and effects of graphene oxide nanomaterials alone and in combination with polycyclic aromatic hydrocarbons in zebrafish
Because of its surface characteristics, once in the aquatic environment, graphene could act as a carrier of pollutants, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), to aquatic organisms. In this study we aimed to (1) assess the capacity of graphene oxide (GO) to sorb PAHs and (2) to evaluate the toxicity of GO alone and in combination with PAHs on zebrafish embryos and adults. GO showed a high sorption capacity for benzo(a)pyrene (B(a)P) (98% of B(a)P sorbed from a nominal concentration of 100 μg/L) and for other PAHs of the water accommodated fraction (WAF) of a naphthenic North Sea crude oil, depending on their log Kow (95.7% of phenanthrene, 84.4% of fluorene and 51.5% of acenaphthene). In embryos exposed to different GO nanomaterials alone and with PAHs, no significant mortality was recorded for any treatment. Nevertheless, malformation rate increased significantly in embryos exposed to the highest concentrations (5 or 10 mg/L) of GO and reduced GO (rGO) alone and with sorbed B(a)P (GO-B(a)P). On the other hand, adults were exposed for 21 days to 2 mg/L of GO, GO-B(a)P and GO co-exposed with WAF (GO + WAF) and to 100 μg/L B(a)P. Fish exposed to GO presented GO in the intestine lumen and liver vacuolisation. Transcription level of genes related to cell cycle regulation and oxidative stress was not altered, but the slight up-regulation of cyp1a measured in fish exposed to B(a)P for 3 days resulted in a significantly increased EROD activity. Fish exposed to GO-B(a)P and to B(a)P for 3 days and to GO + WAF for 21 days showed significantly higher catalase activity in the gills than control fish. Significantly lower acetylcholinesterase activity, indicating neurotoxic effects, was also observed in all fish treated for 21 days. Results demonstrated the capacity of GO to carry PAHs and to exert sublethal effects in zebrafish.
(Science of the Total Environment. vol. 775, n° 0048-9697, pp. 145669, 01/06/2021)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, UPV / EHU
Etude des effets interactifs d’un produit virucide et de la lumière artificielle sur les biofilms aquatiques en milieu urbain
(31/05/2021)
UR EABX, INRAE, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, UQAM, INRS
Approche multi-descripteurs pour le suivi des effets interactifs d’un biocide et de la lumière sur les biofilms de rivières
(27/05/2021)
UR EABX, INRAE, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, UQAM, INRS
Evaporation process of linalool droplet at high relative humidity using acoustic levitation
(25/05/2021)
ISM, UB, INC-CNRS, CNRS, LPTC, UB, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
A realistic Greenland ice sheet and surrounding glaciers and ice caps melting in a coupled climate model
Greenland ice sheet experienced an intensive melting in the last century, especially in the 1920s and over the last decades. The supplementary input into the ocean could disrupt the freshwater budget of the North Atlantic. Simultaneously, some signs of a recent weakening of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) have been reported. In order to better understand the possible impact of the increasing melting on the North Atlantic circulation, salinity and temperature trends, we construct an observation-based estimate of the freshwater fluxes spanning from 1840 to 2014. The estimate is based on runoff fluxes coming from Greenland ice sheet and surrounding glaciers and ice caps. Input from iceberg melting is also included and spatially distributed over the North Atlantic following an observed climatology. We force a set of historical simulations of the IPSL-CM6A-LR coupled climate model with this reconstruction from 1920 to 2014. The ten-member ensemble mean displays freshened and cooled waters around Greenland, which spread in the subpolar gyre, and then towards the subtropical gyre and the Nordic Seas. Over the whole period, the convection is reduced in the Labrador and Nordic Seas, while it is slightly enhanced in the Irminger Sea, and the AMOC is weakened by 0.32±0.35 Sv at 26∘ N. The multi-decadal trend of the North Atlantic surface temperature obtained with the additional freshwater forcing is slightly closer to observations than in standard historical simulations, although the two trends are only different at the 90% confidence level. Slight improvement of the Root Mean Square Error with respect to observations in the subpolar gyre region suggests that part of the surface temperature variability over the recent decades may have been forced by the release of freshwater from Greenland and surrounding regions since the 1920s. Finally, we highlight that the AMOC decrease due to Greenland melting remains modest in these simulations and can only explain a very small amount of the 3±1 Sv weakening suggested in a recent study.
(Climate Dynamics. vol. 57, n° 0930-7575, pp. 2467-2489, 24/05/2021)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LOCEAN-VARCLIM, LOCEAN, MNHN, IRD, INSU - CNRS, SU, CNRS, IPSL (FR_636), ENS-PSL, UVSQ, CEA, INSU - CNRS, X, CNES, SU, CNRS, UPCité, LOCEAN-NEMO R&D, LOCEAN, MNHN, IRD, INSU - CNRS, SU, CNRS, IPSL (FR_636), ENS-PSL, UVSQ, CEA, INSU - CNRS, X, CNES, SU, CNRS, UPCité, IRD, SHOM, IFREMER, CNRS
Dispersive characteristics of non-linear waves propagating and breaking over a mildly sloping laboratory beach
The dispersive characteristics of unidirectional irregular waves propagating and breaking over a mildly sloping beach are examined using a highly-resolved laboratory dataset. Cross-spectral analyses are used to determine the cross-shore evolution of (single-valued) dominant wavenumber κ and phase velocity c spectra, and lead to the identification of four different regimes of propagation: I - a linear regime where short waves mostly propagate as free components; II - a shoaling regime where non-linear effects at high harmonics are significant but primary components follow the linear wave dispersion relation; III - a shoaling regime near the mean breaking point location, where amplitude dispersion effects at primary components are important; IV - a surf zone regime, where all components propagate slightly faster than non-dispersive shallow water waves. Bispectral analyses performed onshore of the shoaling region show that the presence of forced energy at high harmonics, which originate from non-linear interactions between triads of frequencies, are responsible for the deviations of wavenumber and phase velocity spectral estimates from predictions by the linear dispersion relation, confirming the findings from previous field-based studies. A Boussinesq approximation of the non-linear energy exchanges between triads is then used to quantify the relative amount of forced energy at high harmonics and explain the differences in dispersion properties observed in the shoaling region between broad and narrow-band spectra. Larger relative amounts of forced energy at high frequencies, which suggest more efficient non-linear energy transfers, are found to be associated with larger deviations of dominant κ and c from predictions by the linear dispersion relation.
(Coastal Engineering. vol. 167, n° 0378-3839, pp. 103917, 21/05/2021)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LEGI, CNRS, Fédération OSUG, UGA, Grenoble INP, UGA
Étude de la sensibilité des juvéniles de moule perlière (Margaritifera margaritifera) à une contamination métallique, aux nutriments et à la température
Margaritifera margaritifera ou la moule perlière est un mollusque bivalve d’eau douce aujourd’hui en danger critique d’extinction en Europe. La pollution environnementale est considérée comme l’un des facteurs majeurs impliqués dans la disparition des populations de M. margaritifera. Cette thèse vise à étudier l’impact d’une contamination métallique (aluminium Al, arsenic As, cadmium Cd, cuivre Cu et nickel Ni) et des nutriments responsables du processus d’eutrophisation (nitrates NO3- et ortho-phosphates PO43-) sur le stade juvénile de M. margaritifera, considéré comme l’un des stades les plus sensibles de l’espèce. Afin d’appréhender les potentiels effets du changement climatique, l’effet de la température a également été étudié. Dans un premier temps, les seuils de toxicité aigüe des différents contaminants et nutriments, ont été déterminés. Les résultats ont montré une grande tolérance des juvéniles à des concentrations en contaminants largement supérieures à celles retrouvées dans l’environnement, et dépendante de l’âge des individus. Les effets des différents facteurs étudiés seuls ou en mélange ont ensuite été évalués lors de tests de toxicité chronique par le biais de plusieurs biomarqueurs : l’expression des gènes, la bioaccumulation des métaux et le comportement des organismes, dont la méthode a été développée dans cette thèse. Au niveau moléculaire, la contamination métallique a révélé un impact sur la modulation des gènes de plusieurs fonctions biologiques comme l’apoptose, la détoxication, la réparation de l’ADN ou encore le métabolisme mitochondrial. De plus, ces travaux ont permis de confirmer la capacité des juvéniles à accumuler ces éléments traces métalliques (ETMs), notamment le Cd, le Cu et l’Al, contrairement à l’As qui s’accumule peu dans les tissus. L’impact des nutriments au niveau moléculaire n’est observé que lorsqu’ils sont étudiés en combinaison et notamment à une température de 22°C, soit 6 degrés de plus que la température moyenne annuelle de la Dronne. L’effet de la température étudiée seule, a montré un impact sur l’expression des gènes en relation avec le stress oxydant et la réparation de l’ADN lorsque les juvéniles sont exposés à une température de 26°C, alors qu’à 21°C, aucune modification n’a pu être observée. L’exposition des organismes à plusieurs contaminants en mélange (As, Cu, Al, NO3- et PO43-) combinée à différentes températures (16, 26 et 30°C) a permis de mettre en évidence l’impact d’une augmentation de la température sur l’expression des gènes du métabolisme mitochondrial, du stress oxydant, de la détoxication et de l’immunité, et sur le comportement des juvéniles, en termes de distance parcourue. Finalement, cette étude a permis d’évaluer la sensibilité des jeunes stades de vie de la moule perlière et d’améliorer nos connaissances sur l’impact de certains ETMs, des nutriments responsables de l’eutrophisation des milieux aquatiques et de la température sur cette espèce, à différentes échelles de l’organisme. Ces travaux suggèrent que l’augmentation de la température causée par le changement climatique, combinée à la présence de contaminants dans les cours d’eau pourrait accentuer le déclin des populations de moule perlière.
(19/05/2021)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Advances of sclerochronology research in the last decade
Over the past decade, sclerochronological research has continued to develop rapidly and is diversifying with respect to methods, taxa, geographic coverage as well as temporal depth. Chonologically aligned environmental records from bivalves, gastropods, coralline algae, corals, and many other periodically formed biogenic hard parts are integrated to build networks across broad spatial domains and trophic levels. Replication and exact dating ensure that environmental signals are fully preserved and facilitate the integration among chronologies as well as observational records of climatic and biological phenomena. The proliferation of chronologies promises to usher in a new era of synthesis that integrates tropical to polar environments and links with other high-resolution archives such as tree-ring chronologies to assess broad-scale couplings between the ocean and atmosphere across different latitudes. An increasing number of studies also applies sclerochronological methods to fossils from the more distant past and studies paleoclimate variability in deep time. At the same time, rapid advances are being made in developing, optimizing and validating proxies from isotopes, trace and minor elements, and ultrastructures (aka microstructures) of periodically growing skeletal hard parts to reveal new parameters of environmental variability from these exactly dated frameworks. Beyond the importance for paleoclimatology, information recorded in such archives is of increasing relevance to ecology and management to provide insights on life history, population connectivity, productivity, and disentangling the impacts of natural and anthropogenic environmental and climate change. Likewise, environmental information from archaeological samples are providing new insights into long-term interactions between climate variability and dynamics of past human societies. This review paper provides insights into advances in the field of sclerochronology, with an emphasis on mollusks, including trends in the analysis of growth patterns, development and interpretation of proxies, diversity of taxa used in sclerochronological research, as well as the geographic and temporal coverage of sclerochronological research.
(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. vol. 570, n° 0031-0182, 15/05/2021)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Synchronies, changements technologiques et climatiques : nouveaux apports méthodologiques dans l'étude du sud-ouest de la France à la fin du Paléolithique moyen
Évaluer des synchronies et diachronies entre des changements climatiques et culturel ou technologiques est un prérequis pour comprendre le possible impact des changements environnementaux sur les groupes humains. Face aux fluctuations climatiques, ils se sont adaptés, déplacés voire même ont disparu. La recherche de synchronies durant la fin du Paléolithique moyen jusqu'au début du Paléolithique supérieur (~80-35 ka avant le présent), est entravée par la limite de la technique de datation par radiocarbone, les larges incertitudes chronologiques affectant les archives archéologiques et paléoclimatiques, mais également par les faibles résolutions des données paléoclimatiques, si disponibles. En Europe, la période entre ~ 50-35 ka est marquée par la disparition l'Homme de Néandertal et l'arrivée de l'Homme anatomiquement moderne (HAM). Afin de déterminer si les changements climatiques et environnementaux ont été concomitants avec les transitions des techno-complexes lithiques, plusieurs axes de réflexions et outils sont mis en oeuvre. Il s'agit premièrement de reconstruire les paléoenvironnements et paléoclimats dans le sudouest de la France, région abondamment riche en études sur les sites archéologiques des Paléolithiques moyen et supérieur. L'apport des techniques de datation par luminescence au-delà de 40 ka parait nécessaire pour l'élaboration d'une chronologie plus robuste des archives paléoenvironnementales et climatiques. A cela, s'ajoute une nouvelle approche de modèles d'âgeprofondeur. Enfin, une reconstextualisation des changements de techno-complexes lithiques est essentielle, par le développement d'une base de données chronologique fiable et critique pour la période d'étude. C'est seulement après l'amélioration des deux archives, archéologique et paléoclimatique, qu'il sera alors possible d'appréhender ou non les moyens d'adaptations des groupes préhistoriques face aux changements environnementaux et climatiques.
(03/05/2021)
IRAMAT-CRP2A, IRAMAT, UTBM, UO, UBM, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS