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 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-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), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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 de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement - CNRS Ecologie et Environnement (INEE-CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IMRCP - Systèmes Moléculaires Organisés et Développement Durable (IMRCP - SMODD), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), ANR-17-CE34-0008-05, Agence Nationale de la Recherche, ANR-17-CE34-0008,PEPSEA,Nanoparticules de plastiques dans l'environnement: source, impact et prédiction(2017)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2020
• Subjects: Thalassiosira weissiflogii; Nanoplastics; Polyethylene; Scenedesmus subspicatus; Cordicula fluminea; Ecotoxicity; [SDE.ES]Environmental Sciences/Environment and Society; [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry; North Atlantic
• Online Access: https://insu.hal.science/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.