Note publique d'information : L'omniprésence des microplastiques (MP) représente une nouvelle pression environnementale
agissant sur les écosystèmes d'eau douce et une meilleure compréhension de la dynamique
de cette pollution est nécessaire. Ici, nous avons étudié les changements spatiaux
et temporels de la pollution en MPs (gamme de taille entre 700 μm et 5 mm) dans le
bassin versant de la Garonne (Sud-Ouest de la France) et la consommation de ces particules
par les organismes aquatiques. La composition des particules a été vérifiée par spectroscopie
infrarouge à transformée de Fourier à réflectance totale atténuée (ATR-FTIR). Premièrement,
un total de 14 sites situés dans le fleuve principal et plusieurs affluents a été
échantillonné pendant quatre saisons. Nous avons constaté que la concentration de
MP variait fortement à la fois dans l'espace et dans le temps en fonction de l'urbanisation
et des conditions hydrologiques, respectivement. Des concentrations plus élevées de
MP avec des tailles de particules plus petites ont été observées pendant les périodes
chaudes avec de faible débits. En deuxième, nous avons analysé les changements dans
la pollution des MP causés par les crues. Deux sites dans la Garonne, situés en amont
et en aval de Toulouse, ont été échantillonnés lors de deux épisodes de crue. Nous
avons constaté une augmentation générale de la concentration de MP pendant la crue,
induite par le débit de la rivière, mais cette augmentation était plus importante
dans le site en aval. En ce qui concerne les caractéristiques MPs, la prédominance
de particules plus grosses a été remarquée. En plus, un profil d'oxydation plus élevé,
représenté par une bande spectrale de carbonyle, a été trouvé dans les particules
recueillies pendant la crue. En troisième, une nouvelle voie d’entrée MP dans les
eaux douces a été évaluée en quantifiant la contamination en MP dans les amorces de
pêche. Nous avons analysé trois types d'amorces fabriquées industriellement (« pellets
», « bouillettes » et « farines »). A partir de 160 échantillons d'amorces, 28 MP
ont été identifiés dans les farines et les bouillettes, tandis qu’aucun MP n'a été
trouvé dans les pellets. Nous avons révélé que les MPs introduits accidentellement
lors de la fabrication des amorces et/ou ceux provenant de matières premières contaminées
pouvaient être transférés dans les eaux douces. En quatrième, la consommation de MPs
par les macroinvertébrés et les poissons a été quantifiée. Cette consommation a été
liée aux niches trophiques individuelles, quantifiées à l'aide d'analyses d'isotopes
stables (δ13C et δ15N). Nous avons d’abord démontré que l'abondance de MP ingérée
différait entre les macroinvertébrés et les poissons et n'était pas significativement
liée à la pollution en MP. Nous avons également constaté que les caractéristiques
des MP différaient entre les compartiments abiotique (eau et sédiments) et biotique
(macroinvertébrés et poissons). L'abondance de MP ingérée augmentait avec la taille
de l'organisme chez les poissons et les macroinvertébrés et avait tendance à augmenter
avec la position trophique des macroinvertébrés. L'origine des ressources consommées
par les poissons affectait significativement l'abondance des MP ingérés dans les poissons.
Dans l'ensemble, ces résultats suggèrent la prédominance d’une consommation directe,
très probablement accidentellement. En conclusion, nous soulignons que la pollution
par les MP devrait être perçue comme une forme de stress multiple en raison du comportement
particulier et des interactions potentielles avec d'autres contaminants environnementaux.
Les conséquences de ces interactions devraient être au centre des recherches futures.
Ce travail contribue à améliorer notre compréhension et à élucider les moteurs de
la dynamique et de la consommation de MP par les organismes aquatiques. Des études
complémentaires sont désormais nécessaires pour quantifier les risques induits par
cette pollution dans les écosystèmes d'eau douce.
Note publique d'information : The omnipresence of microplastic (MP) represents a novel environmental pressure acting
on freshwater ecosystems and a better understanding of the dynamic of this pollution
is needed. Here, we investigated the spatial and temporal changes in MP pollution
(size range 700 μm – 5 mm) in the Garonne catchment (Southwestern France) and the
consumption of these particles by aquatic organisms. The composition of MP was verified
through attenuated total reflectance Fourier transformed infrared spectroscopy (ATR-FTIR).
First, a total of 14 sites located in the main river and several tributaries were
sampled during four seasons. We found that MP concentration averaged 0.15 particles.m-3
(± 0.46 SD) and strongly varied both in space and in time, driven by urbanization
and hydrological conditions. Higher MP concentrations and smaller particle sizes were
observed in warm seasons with low discharge. Second, we analysed the changes in MP
pollution caused by flooding. Two sites in the Garonne River, located upstream and
downstream of Toulouse, were sampled during two flood episodes. We found a general
increase in MP concentration during flood episodes. This was driven by river discharge,
but this increase was greater in the downstream site. Regarding MP characteristics,
a predominance of larger particles was observed. Using multivariate analysis of the
infrared spectra, we quantified the changes in MP chemical profile during flooding.
A higher oxidation profile, represented by an increased carbonyl spectral band, was
found in particles collected during the flood. Third, a novel pathway of MP into freshwaters
was assessed by quantifying MP pollution in angling baits. We analysed three different
categories of industrially-produced baits (‘groundbait’, ‘boilies’ and ‘pellets’).
From 160 bait samples, 28 MP were identified in groundbait and boilies. No MP within
the studied size range were found in pellets. We revealed that MPs introduced accidentally
during bait manufacturing and/or those originating from contaminated raw ingredients
might be transferred into freshwaters. Fourth, the consumption of MPs by macroinvertebrates
and fish was quantified. This consumption was linked to individual trophic niches,
which were measured by stable isotope analyses (δ13C and δ15N). We demonstrated that
the abundance of ingested MP differed between macroinvertebrates and fish and was
not significantly related to MP pollution. We also found that MP characteristics differed
between the abiotic (water and sediment) and biotic (macroinvertebrates and fish)
compartments. The abundance of ingested MP increased with organism size in both fish
and macroinvertebrates and tended to increase with the trophic position of macroinvertebrates.
The origin of the resources consumed by fish significantly affected the abundance
of MP ingested in fish. Altogether, these results suggested the absence of MP bioaccumulation
in the studied size range in freshwater food webs and the dominance of direct consumption,
most likely accidentally. In conclusion, we highlighted that MP pollution should be
perceived as a multi-stressor due to the particulate behaviour and potential interactions
with other environmental contaminants. The consequences of these interactions should
be the focus of future research. This work contributes to improve our understanding
to elucidate the drivers of the dynamic and consumption of MP, and further studies
are needed to quantify the actual risks associated with this pollution in freshwater
ecosystems.
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