Biodisponibilité, transferts et effets des éléments trace métalliques dans des réseaux trophiques terrestres : changements d’échelle spatiale et de niveau d’organisation biologique – STARTT

Ce projet a pour objectif d’étudier, à 2 échelles spatiales et différents niveaux d’organisation biologique (biochimique, individuel, populationnel), les processus impliqués dans la biodisponibilité, les transferts et les effets d’éléments traces métalliques (ETMs) dans des réseaux trophiques terrestres. Une zone de 40 km² incluant le site Metaleurop (Nord-Pas-de-Calais) et ses alentours a été retenue comme site d’étude à échelle large. A cette échelle, la variation spatiale de la contamination des sols sera étudiée et mise en relation avec celle des vertébrés retenus pour l’étude (micromammifères) et de paramètres de leur santé individuelle. Trois sites de quelques dizaines d’hectares chacun possédant une mosaïque paysagère comparable et répartis selon un gradient de contamination croissante (un site témoin non pollué, un site très pollué proche de l’usine Metaleurop et un site modérément pollué), seront choisis pour l’étude à échelle locale. Sur certains sols représentatifs de ces sites, la spéciation du cadmium, du zinc et du plomb sera étudiée par spectroscopie d'absorption X (EXAFS) et autres techniques complémentaires (micro-fluorescence X et micro-diffraction X), et mise en relation avec la disponibilité environnementale évaluée par extractions chimiques séquentielles et dilution isotopique. Ces informations seront croisées avec la biodisponibilité des ETMs, évaluée par les concentrations dans des organismes exposés en laboratoire aux sols retenus, et dans les plantes et les invertébrés identifiés dans le régime alimentaire des vertébrés et prélevés in situ. Les effets seront étudiés sur des vertébrés échantillonnés sur les 3 sites retenus (biomarqueurs, hormones sexuelles, paramètres de santé individuelle (morphométrie, parasitisme, succès de reproduction,…). Certaines approches (protéomique notamment) seront mises au point sur des organismes (rats) exposés en laboratoire avant d’être appliquées aux organismes sauvages prélevés in situ. Ce projet apportera des éléments de compréhension relatifs aux phénomènes de changement d’échelles spatiales, biologiques et méthodologiques qui serviront au développement d’outils et de méthodes utiles au diagnostic (biosurveillance et évaluation des risques a posteriori) et à la gestion environnementale (évaluation des risques a priori). La réalisation des travaux de terrain et de laboratoire est prévue sur 3 années.