Ecotoxicity of polyethylene nanoplastics from the North Atlantic oceanic gyre on freshwater and marine organisms (microalgae and filter-feeding bivalves)

• Published in: Environmental Science and Pollution Research
• Main Authors: Baudrimont, Magalie, Arini, Adeline, Guégan, Claire, Venel, Zélie, Gigault, Julien, Pedrono, Boris, Prunier, Jonathan, Maurice, Laurence, Ter Halle, Alexandra, Feurtet-Mazel, Agnès
• Other Authors: Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cordouan Technologies, Géosciences Rennes (GR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Ecologie des forêts de Guyane (UMR ECOFOG), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech-Université de Guyane (UG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), ANR-17-CE34-0008-05, Agence Nationale de la Recherche
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2020
• Subjects: Cordicula fluminea; Ecotoxicity; Scenedesmus subspicatus; Thalassiosira weissiflogii; Nanoplastics; Polyethylene; [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society; [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry; North Atlantic
• Online Access: https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-02117520; https://doi.org/10.1007/s11356-019-04668-3

International audience Each year, 5 to 10 million tons of plastic waste is dumped in the oceans via freshwaters and accumulated in huge oceanic gyres. Under the effect of several abiotic factors, macro plastic wastes (or plastic wastes with macro sizes) are fractionated into microplastics (MP) and finally reach the nanometric size (nanoplastic NP). To reveal potential toxic impacts of these NPs, two microalgae, Scenedemus subspicatus (freshwater green algae), and Thalassiosira weissiflogii (marine diatom) were exposed for up to 48 h at 1, 10, 100, 1000, and 10,000 μg/L to reference polyethylene NPs (PER) or NPs made from polyethylene collected in the North Atlantic gyre (PEN, 7th continent expedition in 2015). Freshwater filter-feeding bivalves, Corbicula fluminea, were exposed to 1000 μg/L of PER and PEN for 48 h to study a possible modification of their filtration or digestion capacity. The results show that PER and PEN do not influence the cell growth of T. weissiflogii, but the PEN exposure causes growth inhibition of S. subspicatus for all exposure concentrations tested. This growth inhibition is enhanced for a higher concentration of PER or PEN (10,000 μg/L) in S. subspicatus. The marine diatom T. weissiflogii appears to be less impacted by plastic pollution than the green algae S. subspicatus for the exposure time. Exposure to NPs does not lead to any alteration of bivalve filtration; however, fecal and pseudo-fecal production increased after PEN exposure, suggesting the implementation of rejection mechanisms for inedible particles.