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Effet des nanoparticules d’argent sur la chaîne alimentaire et les processus environnementaux

 

Les nanoparticules d’argent sont souvent employées dans des produits commerciaux ou médicaux pour leur effet antimicrobien et peuvent donc être disséminées dans l’environnement lors de l’utilisation de ces produits. Le présent projet a étudié l’influence de ces particules sur différentes communautés microbiennes aquatiques.

Contexte (projet de recherche terminé)

L’argent a un effet toxique sur les bactéries, mais ne présente aucun danger pour l’homme. L’association de ces deux qualités fait que les nanoparticules d’argent comptent parmi celles qui sont souvent employées à des fins commerciales et médicales. Lorsque ces produits sont utilisés, les nanoparticules d’argent sont libérées dans l’environnement via les eaux usées. Et leur effet antimicrobien présente alors un risque pour les communautés de micro-organismes. Renata Behra et son équipe ont étudié l’effet des particules d’argent sur deux différents biofilms aquatiques, qui dépendent d’une population microbienne en bonne santé. Le premier système est dominé par des champignons qui décomposent les feuilles et interagissent avec des bactéries. Le second système est composé d’algues et autres microorganismes. Les deux communautés produisent des quantités substantielles de biomasse dont se nourrissent les organismes aquatiques comme les crevettes ou les escargots. Le projet a étudié l’influence sur les fonctions écologiques qui sont impliqués dans ces deux systemes, à l’intérieur des deux chaînes alimentaires. L’influence éventuelle des nanoparticules d’argent sur la cohabitation des bactéries avec les champignons ou les algues et dans quelle mesure les nanoparticules d‘argent parviennent dans des organismes vivants plus complexes par le biais de la chaîne alimentaire ont également été étudiées. Enfin, Renata Behra et son équipe ont également étudié les effets des nanoparticules d’argent sulfurées sur les biofilms. Leurs expériences se sont basées sur les découvertes du projet du PNR 64 de Ralf Kaegi, qui montrent que les nanoparticules d’argent réagissent très rapidement avec les sulfures dans les eaux usées.

Résultats

Les analyses montrent que dans chacun des deux biofilms les nanoparticules d’argent perturbent divers processus écologiques, ainsi que la répartition des espèces. Les particules se sont accumulées dans les biofilms, ont été très efficacement absorbées par les crevettes et les escargots et par conséquence ont porté atteinte à leur comportement et leur reproduction. Cela confirme le rôle des biofilms en tant que porte d’entrée majeure des nanoparticules dans la chaîne alimentaire et montre que les nanoparticules d’argent impactent, directement autant qu’indirectement, les écosystèmes aquatiques. Certains de ces effets n’ont pas été observés avec l’argent dissout et sont donc spécifiquement liés aux nanoparticules. De plus, l’équipe de Renata Behra a montré que ces nanoparticules d’argent, qui se lient aux sulfures, n’ont pas d’effet toxique sur les biofilms. Les résultats obtenus par Renata Behra confirment ainsi les découvertes du projet de Ralf Kaegi: la sulfuration des nanoparticules d’argent dans les eaux usées constitue un processus essentiel pour sensiblement réduire la toxicité des nanoparticules d’argent.

Importance

Ce projet présente des méthodes pour analyser l’influence des nanoparticules sur différents écosystèmes et révèle des voies d’entrée importantes des nanoparticules d’argent dans la chaîne alimentaire via les micro-organismes, et en conséquence, l’effet indirect qu’elles peuvent avoir sur l’écosystème.

Titre original

Silver nanoparticle effects on simple stream food webs and ecosystem processes

Direction du projet

  • Dr. Renata Behra

Autre requérant-e-s

  • Dr. Ralf Kägi
  • Dr. Andreas Voegelin

 

 

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 Contact

Dr. Renata Behra Umwelttoxikologie UTOX
EAWAG
Überlandstrasse 133
Postfach 611
8600 Dübendorf +41 44 823 51 72 renata.behra@eawag.ch