Dégradation efficace des retardateurs de flamme et des plastifiants esters organophosphorés dans les sédiments côtiers sous forte pression urbaine

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 20228 (2022) Citer cet article

1201 Accès

1 Citation

4 Altmétrique

Détails des métriques

Des preuves empiriques de la dégradation efficace dans des conditions environnementales pertinentes des retardateurs de flamme et des plastifiants esters organophosphorés (OPE) dans les sédiments côtiers d'une zone impactée dans le nord-ouest de la mer Méditerranée sont fournies. Les demi-vies variaient de 23,3 à 77,0 (conditions abiotiques) et de 16,8 à 46,8 jours (conditions biotiques), selon le composé, soulignant le rôle pertinent des assemblages microbiens favorisant la dégradation de l'OPE. Après une réduction significative immédiate de l'abondance bactérienne due à l'ajout d'OPE dans le sédiment au tout début de l'expérience, la biodégradation observée a été associée à une stimulation générale de la croissance de la communauté bactérienne pendant une première période, mais sans changement marqué. de la structure de la communauté. Cependant, la contamination par l’OPE a induit une diminution de la diversité de la communauté bactérienne dans les sédiments côtiers, perceptible après 14 jours d’incubation. Il est probable que d’un côté la contamination ait favorisé la croissance de certains groupes bactériens peut-être impliqués dans la biodégradation de ces composés mais, de l’autre, qu’elle ait également impacté certaines bactéries sensibles. Les demi-vies estimées comblent un manque de données concernant les taux de dégradation des OPE dans les sédiments marins et constitueront des données précieuses pour affiner l'évaluation des risques chimiques des OPE dans les environnements marins, en particulier sur les sites impactés.

Les esters organophosphorés (OPE) sont largement utilisés comme ignifugeants et plastifiants dans de nombreuses applications industrielles et représentent un marché mondial en croissance exponentielle1,2. Les OPE ont été considérés pendant un certain temps comme une bonne alternative aux éthers diphényliques polybromés (PBDE), largement utilisés, qui étaient répertoriés comme polluants organiques persistants (POP) par la Convention de Stockholm sur les POP en raison de leurs effets dangereux3. Cependant, les preuves scientifiques croissantes prouvant l’omniprésence environnementale mondiale et les effets dangereux des OPE indiquent qu’il s’agissait d’une substitution regrettable2,4. Les OPE pénètrent généralement dans le milieu marin via des sources terrestres, notamment les fuites directes des industries de fabrication de plastique et des sites de recyclage électronique (déchets électroniques)2,5, les dépôts atmosphériques6,7 et les apports fluviaux, qui proviennent principalement des usines de traitement des eaux usées ( Effluents de STEP)8,9,10,11. La lixiviation des OPE à partir du plastique marin peut également contribuer à leur stock total dans les environnements marins12. En raison de leurs valeurs généralement élevées de coefficient de partage octanol-eau (log Koe), de nombreux OPE sont lipophiles et ont une forte tendance à se lier aux particules en suspension riches en carbone, s'accumulant finalement dans les sédiments, bien que d'autres, généralement les chlorés, puissent présenter log Kow inférieur et solubilité dans l’eau plus élevée1. La détermination de leur concentration et de leur répartition dans les sédiments devient donc importante afin de comprendre leurs stocks actuels et l'exposition potentielle des organismes benthiques. Bien que la présence d'OPE dans les sédiments ait été reléguée au deuxième rang par rapport à d'autres compartiments environnementaux tels que l'air et l'eau, de plus en plus d'études étudient les OPE dans les sédiments de différents environnements marins9,13,14,15,16. Cependant, pour appréhender réellement leurs risques potentiels pour les organismes benthiques et le fonctionnement des écosystèmes marins dans une perspective plus large, il faudrait acquérir des données précises sur leur temps de séjour dans les sédiments.

Une étude expérimentale récente a mis en évidence le rôle des communautés microbiennes sur la dégradation de l'OPE dans l'eau de mer lié à leur capacité à utiliser le phosphore contenu dans les molécules d'OPE 17. Une confirmation expérimentale supplémentaire de la biotransformation de l'OPE dans les milieux naturels provient d'une expérience en microcosme menée sur des sédiments fluviaux enrichis. avec du Tris(2-chloroéthyl)phosphate (TCEP)18. Cependant, il existe peu de données sur la dégradation (microbienne) des OPE dans les sédiments marins. Une question ouverte à l’heure actuelle concerne la capacité des « sédiments contaminés » à dégrader efficacement les OPE dans les zones côtières marines. Les communautés microbiennes naturelles présentes dans les sédiments contaminés par l’OPE pourraient-elles accroître leur dégradation in situ ?