Role of different microbial compartments (biofilms, suspended matters, surface sediment) and some of them components (bacterial cells, extracellular polymeric substances and biominerals) on HgII methylation and reduction

• Main Author: Remy, Paul-Philippe
• Other Authors: Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour l'Environnement (LCPME), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Lorraine, Frédéric Jorand
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: French
• Published: HAL CCSD 2015
• Subjects: Mercury methylation; Thermokarst pond; Biofilm; Iron reducing bacteria; Sulfate reducing bacteria; Green rust; Biofilms; Bactéries sulfato-réductrices; Fer > Réduction par les bactéries; Rouille verte; Mercure-Méthylation; Étangs; Bactéries sulfatoréductrices; Méthylation du mercure; Mare thermokarstique; Bactéries ferriréductrices; [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry; Molecular Biology; Canada; Nunavik; Verte; Subarctic; subarctique*; Thermokarst
• Online Access: https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01751715; https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01751715/document; https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01751715/file/DDOC_T_2015_0076_REMY.pdf

Monomethylmercury formation, the neurotoxic form of mercury, is mainly linked to anaerobic microbial activity. In order to assess the relative contribution of several microbial compartments (biofilms, raw water and sediment) we evaluated methylation of samples from ponds of temperate area (Lorraine, France) and from subarctic ponds (Nunavik, Quebec). Biofilms were not found to specifically promote mercury methylation, whereas sediment emerges as the main compartment involved in mercury methylation. The formation of methylmercury is positively linked to the temperature and to nutrients. Thus, by increasing the open water period, the water temperature and of the microbial activity, current climate changes may turn these ponds in preferential location for mercury methylation in the subarctic ecosystem. Finally, the reactivity of green rust, a mineral which can be produced by bacterial activity of environmental biofilms, may compete with mercury methylation by reducing HgII into Hg0 La formation de méthylmercure, la forme la plus toxique du mercure, est due à l’activité bactérienne anaérobie. Afin de connaître la contribution des compartiments microbiens (biofilms, eaux brutes, sédiments) dans la méthylation du mercure, nous avons évalué les vitesses de méthylation d’échantillons de mares de région tempérée (Lorraine) et subarctique (Québec, Canada). Si les bactéries des biofilms ne semblent pas plus méthylantes que d’autres, le sédiment apparait comme le compartiment le plus méthylant en lien avec la concentration en nutriments ainsi qu’avec la température. Ainsi, les changements climatiques actuels, en augmentant la température de l’eau et en favorisant l’activité biologique, peuvent faire de ces mares des sites préférentiels de la méthylation du mercure en milieu subarctique. Enfin, l’activité des biofilms a mené à la formation de rouille verte, un minéral capable de réduire HgII en mercure élémentaire, concurrençant ainsi la méthylation bactérienne