Il a été estimé que 4 à 13 millions de tonnes de plastique ont été déversées dans les océans en 2010 (Jambeck et al., 2015). Après avoir effectué de nombreuses études dans le milieu marin, ce n’est qu’assez récemment que la communauté scientifique a pris conscience de l’importance de comprendre et d’identifier les origines de cette pollution. L’évaluation du niveau de pollution par le plastique dans les eaux continentales n’a été abordée que récemment (Wagner, 2014). L'objective général de cette thése a été de réaliser un suivi spatio-temporel de la pollution de larges microplastiques (taille 700 µm-5 mm) dans le bassin versant de la Garonne ainsi que la consommation de ces particules par les organismes aquatiques.
Le premier objective a été de quantifier les variations spatiales et temporelles des concentrations en microplastiques dans l’eau de la Garonne et dans ses principaux affluents et évaluer les déterminants de cette variation. Nous avons constaté un effet significatif du niveau d'urbanisation sur la concentration de microplastiques, avec une concentration de microplastiques qui augmentait avec le niveau d'urbanisation. La concentration de microplastiques était significativement différente entre campagnes d’échantillonnage avec des concentrations de microplastiques plus fortes dans les périodes chaudes avec une hydrologie faible.
Le deuxième objective a été de comprendre la dynamique de pollution en microplastiques dans l’eau lors d’un épisode de crue et analyser l’impact de l’urbanisation sur cette dynamique. Une augmentation plus importante de la concentration de microplastiques a été observée dans le site en aval pour les deux épisodes de crue monitorés et était due à l’augmentation du débit de la rivière. L'inondation a entraîné une augmentation des particules de polyéthylène et des particules de polystyrène blanches uniquement dans le site en aval. L'urbanisation a régulé la variation de la pollution microplastique dans l'écosystème d'eau douce étudié lors d'un épisode de crue.
Le troisième objective a été d'analyser la présence potentielle de microplastiques dans les amorces de pêche, potentielles sources de contamination des eaux douces.
La pêche récréative, où de nombreux pêcheurs lancent des amorces manufacturées dans les écosystèmes d'eau douce, est une activité répandue avec implications socio-économiques importantes en Europe. Il représente également une voie potentielle des microplastiques dans les eaux douces qui n'ont pas encore été quantifiés. En conséquence, nous avons analysé trois catégories différentes d’amorces de fabrication industrielle (« farine », « bouillettes » et « pellets ») pour leur contamination microplastique (particules de 700 µm à 5 mm). Sur 160 échantillons, 28 microplastiques ont été identifiés dans les farines et bouillettes. Nous révélons que les microplastiques dans les amorces peuvent être introduits accidentellement lors de la fabrication et/ou provenant de matières premières contaminées et peuvent être transférés dans les eaux douces.
Pour le quatrième et dernier objective, nous avons étudié s’il existe un transfert dans le réseau trophique des microplastiques (macro-invertébrés et poissons) par l’analyse de la relation entre la position trophique des organismes et la contamination en plastique dans leur système digestif. Les premières analyses ont permis de révéler qu’il n'y avait pas de corrélation significative entre la pollution en microplastiques dans l’eau et l’environnement et la contamination en microplastiques des macro-invertébrés et des poissons, respectivement. Les résultats de la contamination en microplastiques et niche trophique des individus, mesurées à l’aide des isotopes stables, indiquent, pour les espèces étudiées, une ingestion principalement directe et accidentelle des microplastiques composés des polymères les plus denses lorsqu‘elles s’alimentent sur le fond des cours d’eau. |
It was estimated that 4 to 13 million tonnes of plastic were dumped into the oceans in 2010 (Jambeck et al., 2015). After carrying out numerous studies in the marine environment, it is only fairly recently that the scientific community has realized the importance of understanding and identifying the origins of this pollution. The assessment of the level of plastic pollution in inland waters has only recently been discussed (Wagner, 2014). The general objective of this thesis was to carry out a spatio-temporal monitoring of the pollution of large microplastics (size 700 µm-5 mm) in the Garonne watershed as well as the consumption of these particles by aquatic organisms.
The first objective was to quantify the spatial and temporal variations in the concentrations of microplastics in the water of the Garonne and in its main tributaries and to assess the determinants of this variation. We found a significant effect of the level of urbanization on the concentration of microplastics, with the concentration of microplastics increasing with the level of urbanization. The concentration of microplastics was significantly different between sampling campaigns with higher microplastic concentrations in warm periods with poor hydrology.
The second objective was to understand the dynamics of microplastic pollution in water during a flood episode and to analyze the impact of urbanization on this dynamic. A greater increase in the concentration of microplastics was observed at the downstream site for the two flood events monitored and was due to the increased flow of the river. The flooding resulted in an increase in polyethylene particles and white polystyrene particles only in the downstream site. Urbanization has regulated the variation of microplastic pollution in the studied freshwater ecosystem during a flood event.
The third objective was to analyze the potential presence of microplastics in fishing groundbaits, potential sources of contamination of freshwater.
Recreational fishing, where many fishermen throw manufactured groundbaits into freshwater ecosystems, is a widespread activity with significant socio-economic implications in Europe. It also represents a potential pathway for microplastics in freshwater that has not yet been quantified. Accordingly, we analyzed three different categories of industrially produced primers ("flour", "boilies" and "pellets") for their microplastic contamination (particles 700 µm to 5 mm). Out of 160 samples, 28 microplastics were identified in the flours and boilies. We reveal that microplastics in primers can be introduced accidentally during manufacturing and / or from contaminated raw materials and can be transferred to freshwater.
For the fourth and final objective, we investigated whether there is a transfer in the food web of microplastics (macro-invertebrates and fish) by analyzing the relationship between the trophic position of organisms and plastic contamination in their system. digestive. Initial analyzes revealed that there was no significant correlation between microplastic pollution in water and the environment and microplastic contamination in macroinvertebrates and fish, respectively. The results of the contamination of microplastics and trophic niche of individuals, measured using stable isotopes, indicate, for the species studied, a mainly direct and accidental ingestion of microplastics composed of the densest polymers when they feed on the bottom of streams. |