Molecular and microscopic assessment of the effects of caffeine, acetaminophen, diclofenac, and their mixtures on river biofilm communities.

Lawrence, J.R., Zhu, B., Swerhone, G.D.W., Roy, J., Tumber, V., Waiser, M.J., Topp, E., et Korber, D.R. (2012). « Molecular and microscopic assessment of the effects of caffeine, acetaminophen, diclofenac, and their mixtures on river biofilm communities. », Environmental Toxicology and Chemistry, 31(3), p. 508-517. doi : 10.1002/etc.1723  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Nous avons examiné les effets de trois contaminants courants, soit la caféine (CF), l’acétaminophène (AC) et le diclofénac (DF) ainsi que des mélanges obtenus par les diverses combinaisons des trois, sur le développement, la fonction et la biodiversité des communautés constituant les biofilms des cours d’eau. Nous avons cultivé les biofilms dans des réacteurs annulaires rotatifs en les soumettant aux traitements suivants : AC, CF, DF, AC+CF, AC+DF, CF+DF et AC+CF+DF, à raison de 5 μg/L, et leur équivalent molaire en carbone et en nutriments. Nous avons incubé les biofilms avec des molécules marquées au 14C d’AC, de DF et de CF à raison de 5 mg/L, et leur équivalent molaire en carbone et en nutriments. Les résultats de l’incubation avec les molécules marquées indiquent que 90 % de la CF, 80 % de l’AC et moins de 2 % du DF ont été convertis en CO2. L’imagerie numérisée a permis de constater que divers effets ont touché la biomasse algale, cyanobactérienne et bactérienne. La biomasse algale n’a été changée ni par l’AC, ni par la CF en combinaison avec le DF, mais elle a beaucoup diminué avec les autres traitements. La biomasse cyanobactérienne n’a été changée que par le mélange AC+DF. À l’exception de l’AC, tous les traitements ont entraîné une baisse significative de la biomasse bactérienne. Le DC et les mélanges DF+CF et DF+AC ont donné lieu à l’augmentation du broutage par les micrométazoaires. L’électrophorèse en gel dénaturant de l’ADN des eubactéries, évaluée par analyse en composantes principales et analyse de similitude, a indiqué que, par comparaison au témoin, tous les traitements ont eu des effets sur la structure de la communauté microbienne (r = 0,47, p < 0,001). Toutefois, le traitement AC+CF+DF n’a pas eu d’effet différant de façon significative de son équivalent molaire en carbone et en nutriments. L’analyse des communautés a révélé que les archées se distinguaient dans une mesure significative par leur réponse aux différentes expositions, ce qui confirme qu’il y a lieu de prendre ces organismes en compte dans les études écotoxicologiques.

Date de modification :