Dissertations / Theses on the topic 'Pesticides organochlorés'

Ce travail s’intéresse à évaluer l’efficacité de procédés d’oxydation avancée pour l’élimination de pesticides dans l’eau, plus particulièrement l’acide 2,4-dichlorophénoxyacétique (2,4-D), un herbicide largement répandu, qui a été récemment classé comme cancérogène possible pour l’homme. Ces procédés utilisent différents types de rayonnement – UV/visible, ultrasons, rayons gamma –, seuls ou en combinaison avec des oxydants et/ou catalyseurs (ozone, peroxyde d’hydrogène, réactif de Fenton). L'influence du pH, de la dose d'oxydant, du type et de la concentration du catalyseur, du spectre d'irradiation lumineuse, de la dose de rayons gamma et de la fréquence ultrasonore est également analysée, de façon à déterminer par plans d’expériences les plages de fonctionnement optimales pour la conversion et la minéralisation du polluant. Parmi les procédés individuels, seules l’ozonation et l’oxydation Fenton homogène d’une part, la photolyse et l’irradiation gamma d’autre part permettent d’éliminer plus de 25% du carbone organique total en 1 heure. La sonolyse (à haute fréquence) apparaît comme le traitement moins performant, avec une dégradation du 2,4-D inférieure à 15% sur la même durée. Par ailleurs, des effets synergiques marqués sont mis en évidence en associant les différents types de rayonnement avec H2O2 ou le réactif de Fenton. Dans le dernier cas, le polluant est décomposé en moins de 10 minutes, tandis que le rendement de minéralisation est plus que doublé par rapport aux procédés séparés. Il en est de même pour le procédé couplé UV/O3 par rapport à l’ozonation et la photolyse seules. Ramenés à leur consommation énergétique, les traitements les plus efficaces sont, respectivement en termes de conversion et de minéralisation, l’oxydation radio-Fenton et l’oxydation photo-Fenton utilisant une lampe UV à basse pression de mercure. Par ailleurs, contrairement à la photolyse, ce dernier procédé est également activé par une lampe à arc Xenon, dont le spectre d’émission est proche de celui de la lumière du soleil. Sur la base de ces résultats, un photo-réacteur solaire à recirculation est mis en oeuvre pour traiter par oxydation photo-Fenton homogène des solutions de 2,4-D, préparées dans l’eau du robinet ou une eau résiduaire en entrée de station d’épuration. Dans les deux cas, la conversion du pesticide dépasse 95% en 1 heure et sa minéralisation 75% en 5 heures. Par ailleurs, l’eau ainsi traitée respecte tous les paramètres de qualité établis par la norme cubaine de rejet des eaux usées, en incluant une étape successive de neutralisation avec Ca(OH)2 et de filtration. Enfin, plusieurs parmi les meilleurs procédés sont évalués pour éliminer deux autres pesticides organochlorés, particulièrement toxiques et persistants dans l’environnement : le chlordécone et le bêta-hexachlorocyclohexane. Des résultats encourageants sont obtenus, avec une dégradation pratiquement totale des polluants en cinq heures, ce qui démontre l’intérêt des méthodes étudiées pour cette problématique
This work investigates the efficacy of advanced oxidation processes for the remediation of pesticidesin water, more particularly 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), a widely used herbicide that hasrecently been classified as a possible carcinogen to humans. These methods use different types ofradiation - UV / visible, ultrasound, gamma rays - alone or in combination with oxidants and / orcatalysts (ozone, hydrogen peroxide, Fenton’s reagent). The influence of pH, oxidant dose, catalysttype and concentration, light irradiation spectrum, gamma radiation dose and ultrasound frequencyis also analyzed, in order to determine by experimental design the optimal operating ranges for theconversion and mineralization of the pollutant. Of individual processes, only ozonation andhomogeneous Fenton oxidation on the one hand, photolysis and gamma irradiation on the otherhand, achieve the abatement of more than 25% of total organic carbon in one hour. (High frequency)sonolysis appears as the less efficient treatment, resulting in less than 15% of 2,4-D being degradedover the same duration.In addition, marked synergistic effects are demonstrated by combining the different types of radiationwith H2O2 or Fenton’s reagent. In the latter case, the pollutant is decomposed in less than 10 minutes,while the mineralization yield more than doubles compared to the separate processes. It is the samefor UV/O3 coupled process with respect to ozonation and photolysis alone. When accounting for theirenergy consumption, the most effective treatments are, respectively in terms of conversion andmineralization, radio-Fenton oxidation and photo-Fenton oxidation using a low-pressure mercuryvaporUV lamp. Moreover, unlike photolysis, the latter method is also activated by a Xenon arc lamp,whose emission spectrum is close to that of sunlight. Bases on these results, a solar photoreactoroperating in closed loop is used to treat 2,4-D solutions, prepared with tap water or inlet stream ofwastewater treatment plant, by homogeneous photo-Fenton oxidation. In both cases, the conversionof the pesticide exceeds 95% in 1 hour and its mineralization 75% in 5 hours. Moreover, the treatedwater complies with all the quality parameters established by the Cuban norm for wastewaterdischarge, when including a subsequent step of neutralization with Ca(OH)2 and filtration.Finally, several of the best processes are evaluated to eliminate two other organochlorine pesticides,particularly toxic and persistent in the environment: chlordecone and beta-hexachlorocyclohexane.Encouraging results are obtained, with an almost complete degradation of the pollutants in fivehours, which demonstrates the value of the investigated methods for this issue
En este trabajo se estudió la factibilidad de diferentes procesos avanzados de oxidación para laeliminación de plaguicidas en aguas, específicamente el ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), unode los herbicidas más utilizados a nivel mundial y que recientemente ha sido clasificado comocancerígeno para el hombre. Estos procesos utilizan diferentes tipos de irradiación – UV/Visible,ultrasonido, radiación gamma – solos o en combinación con oxidantes y/o catalizadores (ozono,peróxido de hidrógeno, reactivo de Fenton). Con el objetivo de determinar las condiciones óptimaspara la degradación y mineralización del contaminante, se analizó la influencia del pH, la dosis deoxidante, el tipo y la concentración del catalizador, el espectro de irradiación luminosa, la dosis deirradiación gamma y la frecuencia y potencia ultrasónicas. Entre los procesos individuales,solamente la oxidación Fenton homogénea, la ozonización, la fotólisis y la radiación gamma lograroneliminar más de un 25% del carbono orgánico total en una hora. La sonólisis (a alta frecuencia)resultó el proceso menos eficiente, con una degradación del 2,4-D inferior al 15% en el mismotiempo.Al asociar los diferentes tipos de irradiación con el H2O2 o el reactivo de Fenton, se observaronefectos sinérgicos importantes. Para este último, el contaminante se degradó totalmente en menosde 10 minutos, mientras que la mineralización fue superior al doble de la obtenida para los procesospor separado. Lo mismo ocurrió para el proceso combinado UV/O3, respecto a los procesos defotólisis y ozonización solos. Teniendo en cuenta el consumo energético asociado a la degradacióny mineralización respectivamente, los tratamientos más eficientes fueron el radio-Fenton y el foto-Fenton utilizando una lámpara de baja presión de mercurio. Por otra parte, al contrario de la fotólisis,este último proceso se activó con una lámpara de arco de Xenon, la cual posee un espectro deemisión cercano a la luz solar. Teniendo en cuenta estos resultados, se realizó un grupo deexperimentos a escala de banco utilizando un foto-reactor solar, donde se trataron por oxidaciónfoto-Fenton homogénea disoluciones de 2,4-D preparadas con agua técnica y agua residualobtenida a la entrada de una planta de tratamiento de aguas. En los dos casos, la degradación delpesticida supera el 95% en 1 hora y su mineralización en 75% en 5 horas. Además, al incluir unaetapa de neutralización con Ca(OH)2, el agua residual tratada logra cumplir las normas de calidadestablecidas por la norma cubana de vertimiento de aguas residuales.Finalmente, algunos de los procesos con mejores resultados se evaluaron para la eliminación otrosdos pesticidas organoclorados de mayor toxicidad y persistencia en el medio ambiente: laclordecona y el beta hexaclorociclohexano. Al aplicar las técnicas de tratamiento a estoscompuestos se lograron buenos resultados, cercanos a la degradación total de ambos plaguicidasen cinco horas, lo que demuestra el interés de los métodos estudiados en esta tesis

Le sol peut être le facteur majeur du transfert des polluants organiques persistants (POPs) aux animaux d'élevage et par conséquence aux denrées d'origine animale (viande, lait, œufs). Les animaux de ferme peuvent ingérer des quantités variables de sol en parallèle avec la végétation, notamment quand ils sont élevés en plein air ce qui mettra en péril la sécurité sanitaire des denrées dans le cas d'une zone contaminée. Ce travail a été focalisé sur les stratégies de séquestration qui peuvent apporter la sécurité sanitaire des denrées produits par des animaux d'élevage dans des zones contaminées par des POPs. Les différentes expérimentations ci-jointes ont été focalisées sur les pesticides organochlorés (OCPs) parmi les POPs. Le stockage de ces produits chimiques désormais interdits depuis de longues années dans des dispositifs parfois vétustes pose la question de leur pénétration dans l'environnement dans de nombreux pays. Le but de tous ces essais était de réduire le transfert des OCPs dans la chaîne « sol - animaux d'élevage - denrées d'origine animale » par l'application de différents matériaux carbonés basés sur des charbons actifs (CA) ou des biochar (BC) qui sont des candidats sérieux pour la séquestration des POPs. Les AC/BCs utilisés comme amendement du sol contaminé peuvent adsorber les OCPs en réduisant ainsi leur disponibilité environnementale mais aussi leur biodisponibilité pour des animaux qui peuvent ingérer du sol et par conséquence seront exposés ainsi aux polluants y étant présents. Différents concepts scientifiques comme la disponibilité environnementale, la biodisponibilité, le taux de transfert, les cinétiques et les isothermes d'adsorption ont été employés dans les différentes approches in vitro et in vivo afin d'étudier des stratégies de séquestration basées sur des CAs et des BCs comme possibles solutions pour réduire le transfert de différents OCPs (DDT et ses métabolites, les isomères des HCHs et la CLD) du sol vers les denrées d'origine animale dans des zones contaminées. Plusieurs CAs (DARCO, ORBO, Shubarkol) et BCs (Japanese knotweed, Oak tree, Sargassum) ont été évalués comme matériaux séquestrant (SM) et la démonstration de leur efficacité permet leur utilisation comme amendement de sol dans le cadre d'une stratégie de séquestration. De plus, des propriétés physiques et chimiques des SM, le taux d'amendement, mais aussi le temps de contact entre les contaminants d'un côté et les différents SM ou fractions de la matière organique du sol de l'autre coté se sont révélés comme facteurs d'explication des différences d'efficacité des stratégies de séquestrations par des ACs et BCs. Des stratégies de séquestration basés sur des ACs ou des BCs peuvent être particulièrement efficace dans des conditions de sols contaminés de manière modeste et de réduire très significativement la disponibilité polluants (jusqu'à 90%). Par conséquence, le transfert des polluants dans les denrées des animaux d'élevage sera notablement réduit ce qui, par conséquence, permet d'améliorer la protection des consommateurs dans des zones contaminées
Soil could be the main vector for the transfer of persistent organic pollutants (POPs) to agricultural animals, and, accordingly, to the food products they produce (meat, milk, eggs). Farm animals especially free-range species could ingest soil in different proportions together with vegetation which in case of contamination context represent a serious consequence to produce insecure food of animal origin. Hereby, this study was mainly focused on sequestration strategies which could ensure the safety of food produced by livestock animals in POP contaminated areas.The current work was focused on organochlorinated pesticides (OCPs) among the POPs. These forbidden and obsolete chemicals have been stored over long time in facilities, which may have been deteriorated over the decades, which raises issues by their diffusion in the environment in various countries. The aim of the current study was to reduce OCPs transfer in the food chain «soil - farm animals - food products of animal origin» by the application of different carbonaceous materials based on activated carbons (AC) or biochars (BC), which are serious candidates to sequestrate POPs. The use AC/BC as soil amendment can adsorb POPs reducing its environmental availability but also their bioavailability for free-ranged animals, which may ingest soil and by consequence soil-bound pollutants.Several scientific concepts such as environmental availability, bioavailability, transfer rate, bioaccumulation factor, adsorption kinetics and adsorption isotherms were integrated into the current study using in vitro and in vivo approaches in order to investigate application of sequestration strategies based on ACs and BCs as possible solutions for reduction of the OCPs (DDT and metabolites, HCH isomers and CLD) transfer from soil to food products in contaminated areas. Several ACs (DARCO, ORBO, Shubarkol) and BCs (Japanese knotweed, Oak tree, Sargassum) were revealed by the current work as effective sequestrants that could be effectively used in sequestration strategies as soil amendment. In addition, physical and chemical properties of SMs, amendment rate, contact time between contaminants and SMs and fractions of soil organic matter appeared as factors explaining efficiency of sequestration strategies based on AC/BCs.Finally, sequestration strategy based on AC/BC can be especially effective under conditions of moderate soil contaminations, which could significantly reduce environmental availability of pollutants (up to 90%) and, as a result, transfer to food products.Keywords: Organochlorine pesticides, Soil, Transfer, Farm animals, Sequestration, Activated carbon, Biochar, Bioavailability

Ce travail a eu l’objectif d’étudier les risques de contamination du sol et des chaînes alimentaires avec des pesticides organochlorés (POC). Nous avons analysé les sols autour des entrepôts et la migration de POC en aval des sites. Nous avons effectué l’évaluation du risque d’un des sites pollués (ancien dépôt de pesticides) et nous l’avons estimé de « classe 2 » - site à surveiller. Nous avons étudié l’accumulation des POC dans les chaînes alimentaires : dans les produits végétaux, les poissons et les produits alimentaires d’origine animale (crèmes et œufs). Nous avons trouvé que les concentrations de POC dépassent les normes européennes dans beaucoup d`échantillons. Ces données indiquent que la contamination de produits alimentaires avec de pesticides est le résultat de l`interdiction de l`utilisation du DDT et du HCH en agriculture et dans le domaine de la santé publique. Dans cette étude, nous avons effectuées des estimations des apports quotidiens de pesticides (DDT, HCH et HCB). Les données obtenues ne dépassent pas les valeurs admissibles. Nous avons conclu que les anciens entrepôts sont la source principale de pollution de différents écosystèmes et nous avons proposé une méthode efficace pour la remédiation des sols pollués – le « landfarming »
The objective of this work was to study the risks of contamination of soil and food chains with organochlored pesticides (OCP). We have analyzed the soils around stockpiles and the migration of OCP`s downstream of the sites. We have evaluated the risk of a contaminated site (an old stockpile of pesticides) and we have estimated it of “type 2” – site to supervise. We have studied the accumulation of OCP`s in food chains: in vegetables, fish and food products of animal origin (creams, eggs). We found that OCP concentrations exceeded European norms in a lot of samples. These data indicate that the contamination of the food products with pesticide residues is a result of the ban on the use of DDT and HCH in agriculture and public health programs. In the present study we have estimated daily intakes of pesticides (DDT, HCH and HCB). Our results don’t exceed the admissible daily intakes (ADI). We concluded that the old stockpiles are the principal source of pollution of different ecosystems, and we propose an efficient method of remediation of contaminated soils - the “landfarming”

Ce travail de recherche porte sur l'étude de trois familles de contaminants organiques hydrophobes persistants : hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), polychlorobiphényles (PCB) et pesticides organochlorés (OCP) dans les sédiments d'une lagune méditerranéenne : l'étang de Thau. Les niveaux et les distributions géographiques ont été déterminés pour chaque famille de contaminants étudiés. De même, leurs stocks et leurs flux ont été estimés dans le sédiment de surface. L'étude des carottes sédimentaires a permis de reconstituer l'historique de la contamination des sédiments de l'étang de Thau. Cet historique s'avère représentatif de l'évolution de la contamination au niveau national et concorde avec les tendances européennes et mondiales. L'étude des carottes sédimentaires a également fourni des renseignements sur la dynamique de la contamination des sédiments dans l'étang de Thau. Les grandes tendances temporelles, les inventaires et les flux ont été quantifiés pour les trois familles des contaminants étudiés. Enfin, une étude expérimentale plus restreinte sur la disponibilité des contaminants associés aux sédiments de l'étang a également été réalisée. Ce travail a permis d'aborder la disponibilité des contaminants sur différents niveaux d'une carotte sédimentaire en fonction de la nature : l'origine et l'âge de la matière organique et des propriétés physico-chimiques des contaminants. L'approche expérimentale de cette étude a été basée sur l'utilisation d'un échantillonneur passif. Les premiers résultats ouvrent des perspectives de travail visant à une meilleure compréhension de la disponibilité des contaminants sédimentaires.

La pollution organochlorée de quelques cours d'eau français (Seine, Isère, Rhin, Rhône) a été etudiée a l'aide de bryophytes autochtones et implantées. L'analyse des échantillons a permis de localiser précisément diverses sources de pollution par le PCB, le lindane et ses isomères, l'HCH et le DDT et ses métabolites. L'implantation sur des sites particulièrement contaminés a montré la bonne résistance des bryophytes à une pollution multiforme (289 ppm de PCB dans des mousses implantées dans un effluent industriel, 67 ppm de DDT et ses métabolites dans les mousses du Drac de Grenoble). Une durée de transfert de 6 jours semble suffisante pour obtenir une bonne analogie entre les concentrations en micropolluants dans les mousses autochtones et celles des transférées. La moitié des concentrations à l'équilibre est atteinte en 24 heures. Les cinétiques d'accumulation et de relargage des PCB par les bryophytes ont été étudiées in situ et en laboratoire. L'accumulation est rapide et l'équilibre est atteint après 10 jours d'incubation. La dépuration est lente. En 17 jours de relargage, les bryophytes éliminent seulement 47% des concentrations initiales en PCB. Les différences interspécifiques sont inférieures à un facteur 2. Des grilles de qualité basées sur la contamination organochlorée des bryophytes aquatiques sont proposées
Organochlorine pollution of french rivers (Seine, Isère, Rhône) is studied with autochthonus and implanted aquatic bryophytes. Analysis of PCB, lindane and isomers, HCB, DDT and its metabolites in mosses allows to localise different degrees of pollution in effluents. Implantation on particulary contaminated sites has shown a good resistance of mosses to a multiform pollution : 289 ppm of PCB in mosses implanted in a industrial effluent, 67 ppm of DDT and metabolites in bryophytes in Drac river close to Grenoble. Transfert during 6 days seems to be sufficient to obtain a good analogy between micropollutant concentrations in autochthonous and implanted mosses. Half of equilibrium concentrations is reached in 24 hours. Accumulation and depuration kinetics of PCB by aquatic bryophytes were studied in situ and in laboratory. Accumulation is rapid and the steady state is reached after 10 days of accumulation. Depuration is slow : in 17 days of depuration, bryophytes had eliminated only 47% of initial PCB concentrations. Interspecific differences don't exeed twice factor. Quality indexes based on organochlorine pollution of bryophytes are proposed

Ce travail de thèse se développe dans le cadre d'un projet dont l'objectif général de proposer une approche innovante pour la dépollution des eaux contaminées par les pesticides organochlorés par une technique d'adsorption sur charbons actifs issus des noyaux des dattes (espèce : Phoenix dactylifera, types : Ajwa, Anbari et Khudri). Ensuite d'étudier la capacité de rétention de ces matériaux sur colonne en laboratoire avec des applications sur sites contaminés (effluents agricoles et rejets de la station d’épuration). La préparation de meilleurs charbons actifs à partir des noyaux de dattes par un procédé simple de pyrolyse précédé d’une imprégnation chimique à l’acide phosphorique. Le procédé sera optimisé sur la base de l’analyse du rendement massique et de l’indice d’iode. Plusieurs paramètres seront étudiés afin de déterminer les conditions optimales de l’adsorption tels que la dose du charbon actif, le pH de la solution, la concentration initiale des pesticides et le temps du contact, étant donné que la capacité d’adsorption d’un charbon actif dépend en partie de l’adéquation entre la dimension des pores et la dimension des molécules adsorbées, il s’avère donc indispensable d’optimiser la production du charbon actif
The objective of this thesis is to propose an innovative approach for the depollution of contaminated water by organochlorine pesticides used an adsorption technique on activated carbons from date stones (species : Phoenix dactylifera, types : Ajwa, Anbari et Khudri). Then, study the retention capacity of these column materials in the laboratory with applications on contaminated sites (effluents of agriculture and wastewater treatment plants).The preparation of better activated carbons from date stones by a simple process of pyrolysis preceded by a chemical impregnation with phosphoric acid. Several parameters will be studied in order to determine the optimal conditions of the adsorption such as dose of the adsorbent, pH of the solution, initial concentration of pesticides and time of contact, since the adsorption capacity of an activated carbon depends in part on the capability between the pore size and the dimension of the adsorbed molecules. Therefore, it is essential to optimize the production of activated carbon

Les pesticides organochlorés (OC) constituent une véritable source d’inquiétude en santé humaine, du fait de leur persistance dans l’environnement, de leur bio-accumulation et leurs effets potentiellement cancérogènes. L’objectif de ces travaux a été de caractériser les impacts toxicologiques de ces molécules sur keratinocytes humains. Nos travaux ont d’abord montré que les OC activent des voies-clé de la transduction du signal : les cascades MAP kinases ERK ½ et JNK impliquées dans la survie, le stress et la mort cellulaires. En outre, les OC génèrent des espèces oxygénées réactives (ROS) qui jouent un rôle critique dans la phosphorylation prolongée d’ERK ½ au niveau nucléaire. Cette dernière mène à une inhibition de la prolifération cellulaire. La génération de ROS par l’endosulfan cause également des dommages à l’ADN dans les kératinocytes, et cet OC inhibe l’apoptose via un mécanisme ROS-indépendant. Par ailleurs, les effets de l’endosulfan sur la différenciation ont été étudiés par une approche transcriptomique : nous mettons en évidence des perturbations au niveau des gènes impliqués dans l’adhésion cellulaire et l’organisation du cytosquelette (actine, tubuline, kératines 1&4, involucrine), la prolifération et la mort (cycline B, TRAIL), ainsi que la signalisation cellulaires (MKP3, JNK2), suggérant une inhibition des voies de différenciation des keratinocytes. Ces travaux démontrent que l’endosulfan est mutagène et est responsable d’une perturbation de la régulation des voies MAP Kinases, et par conséquent de l’homéostasie épidermique. Cette altération peut empêcher l’élimination des cellules endommagées et ainsi contribuer aux processus de cancérogénèse
Organochlorine pesticides (OC) constitute a major health concern because of their prolonged persistence in the environment, bioaccumulation through the food chain, and potential carcinogen effects in humans. The aim of the current study was to investigate the toxicological effects of OCs on human keratinocytes. First, our works showed that OC induced the ERK ½ and JNK signalling pathways implied in cellular survival, stress and death. Moreover, OC induced the production of reactive oxygen species (ROS), which played a critical role in the sustained ERK ½ phosphorylation in the nucleus. Under sustained ERK ½ activation, cell growth was decreased and we observed a reduction of cyclins A, B1 and D expression. This study demonstrates that the ROS generation by endosulfan is implied in the production of DNA strand breaks in HaCaT cells, and that this compound inhibits apoptosis via a ROS-independent mechanism. Furthermore, the impacts of endosulfan on epidermal differentiation processes were studied through a transcriptomic approach. The results showed transcriptional perturbations of genes proliferation and death (cyclin B1, TRAIL), as well as in signalling transduction pathways (MKP3, JNK2). They support that endosulfan is mutagenic and is responsible of perturbations of the MAP kinases pathways regulation, and consequently epidermal homeostasis. These alterations could contribute to mutant cell survival and therefore have possible carcinogenic effects

53% du lait produit à Veracruz est utilisé pour la fabrication des fromages, mais ce lait n’est soumis à aucune analyse de la qualité, de sorte que le contenu des polluants tels que les pesticides et les mycotoxines pourraient se concentrer sur les fromages. Les pesticides, tels que les organochlorés (POC), peuvent augmenter l'incidence du cancer et jouer le rôle de perturbateur endocrinien ; tandis que les mycotoxines, telles que les aflatoxines (AF): l'aflatoxine M1 (AFM1) et l'aflatoxine M2 (AFM2), sont considérées comme cancérigènes. La consommation de fromage avec ces toxines peut mettre en danger la santé du consommateur, cependant, il y a peu de rapports sur la concentration de ces composés et la consommation de fromages par la population de Veracruz. L'objectif de ce travail était d'évaluer le risque pour la santé dû à la consommation de fromage (frais et Oaxaca) contaminé par les POC, AFM1 et AFM2. Pour atteindre cet objectif, des fromages frais et Oaxaca ont été échantillonnés au hasard dans 40 points de vente dans la ville de Veracruz, au cours de trois années différentes (2014, 2015 et 2016), couvrant les périodes sèches et pluvieuses. La concentration de POC (n = 20) a été quantifiée par CG-MS et celle des AF par HPLC. Pour obtenir des données sur la consommation de fromage, deux questionnaires ont été utilisés: un pour la fréquence d'achat (n = 100) et un journal alimentaire pour 7 jours (n = 309 pour chaque type de fromage). L'évaluation des risques par exposition de la population à l'AFM1 a été évaluée à l'aide de la combinaison des fonctions de densité de probabilité (PDF) de la concentration AF, de la consommation de fromage Oaxaca et du poids corporel (méthodologie probabiliste). Seulement dans 5% des échantillons de fromage Oaxaca, les POC ont été détectés mais dans des valeurs inférieures à la limite de quantification (LOQ = 0,01 mg kg-1), ce qui montre que l'exposition des consommateurs aux POC est faible. La consommation moyenne de fromage frais et Oaxaca était de 50,9 g personne-1 d-1 et 47,8 g personne-1 d-1, respectivement. Seulement dans 37% des échantillons de fromage Oaxaca, la concentration d'AFM1 et dans 10% pour l'AFM2, était supérieure à la valeur établie par la Commission européenne de 0,05 μg kg-1. L'exposition des enfants (5,9 ug de poids corporel AFM1 1 kg d-1 et 0,5 pg de poids corporel 1 AFM2 kg d-1) était supérieure à celle observée chez les adultes (2,32 g AFM1 kg de poids corporel -1 d-1 et 0,2 μg de AFM2 kg de poids corporel-1 d-1). La prise en compte d'un TDI de 1 ng kg-1 pc par jour-1 ,les résultats indiquent que la santé de 72,8% et 51% des enfants et des adultes respectivement population de la ville de Veracruz, est à risque de manger du fromage Oaxaca contaminés par l'AFM1 et environ 13% et 3% respectivement de la population des enfants et des adultes, en raison de la consommation de AFM2. La présente étude est la première enquête sur l'exposition de la population de Veracruz à des fromages contaminés par AFM1 et AFM2
About 53 % of the milk produced in Veracruz is used for the manufacture of artisanal cheeses, however this milk is not subjected to any quality analysis, so the content of contaminants such as pesticides and mycotoxins could be found in cheeses. Pesticides, such as organochlorines (POCs), can increase the incidence of cancer and act as an endocrine disruptor; Additionally mycotoxins, such as aflatoxin M1 (AFM1) and aflatoxin M2 (AFM2), are considered carcinogenic. The consumption of cheese with these toxins can put the health of the consumer at risk; however, there are only reports on the concentration of these compounds in cheeses, and cheese data consumption by the population of Veracruz are not available. The objective of this work was to evaluate the health risk due to the consumption of contaminated cheese (fresh and Oaxaca) with POC's and AFM1. In order to attain this objective, fresh and Oaxaca cheeses were randomly sampled at 40 groceries in Veracruz city, in three different years (2014, 2015 and 2016), covering periods of drought and rain. The concentration of POC's (n= 20) was quantified by CG-MS and that of AFs by HPLC. Cheese intake data were obtained from a purchase frequency questionnaire (n = 100) and from a 7 days food diary questionnaire (n = 309 for each type cheese). The risk assessment for exposure of the population to AFM1 was calculated by the combination of probability density functions (PDF) of AFM1 concentration, Oaxaca cheese consumption and body weight (probabilistic methodology). POCs were detected only in 5 % of the samples at concentrations above the quantification limit (LOQ = 0.01 mg kg-1), which showst that consumer exposure is low. The average consumption of fresh and Oaxaca cheese was 50.9 g person-1 d-1 and 47.8 g person-1 d-1, respectively. Only in 37 % of Oaxaca cheese samples, the concentration of AFM1 and in the 10 samples of AFM2 was higher than the value established by the European Commission of 0.05 μg kg-1. The exposure of children (5.9 μg AFM1 kg body weight-1 d-1 and 0.5 μg AFM2 kg body weight-1 d-1) was higher than found in adults (2.32 μg AFM1 kg body weight-1 d-1 and 0.2 μg AFM2 kg body weight-1 d-1). Taking into account a TDI of 1 ng kg-1 pc d-1 the results indicated that health that the 72.8 % And 51% of the adult and child population, respectively, of the population of Veracruz city is at for consuming contaminated Oaxaca cheese with AFM1 and about 13% and 3% of the infant and adult population, respectively, due to the consumption of AFM2. The present study is the first research on the exposure of Veracruz population concerning contaminated cheeses with AFM1 and AFM2
El 53 % de la leche producida en Veracruz se utiliza para fabricación de quesos artesanales, sin embargo esta leche no es sometida a ningún análisis de calidad, por lo que el contenido de contaminantes como plaguicidas y micotoxinas podrían concentrarse en los quesos. Los plaguicidas, como los organoclorados (POC’s), pueden aumentar la incidencia de cáncer y funcionar como disruptor endócrino; mientras que las micotoxinas, como las aflatoxinas (AFs): Aflatoxina M1 (AFM1) y Aflatoxina M2 (AFM2), son consideradas cancerígenas. El consumo de queso con estos tóxicos puede poner en riesgo la salud del consumidor, sin embargo, existen pocos reportes de la concentración de estos compuestos y el consumo de quesos por la población de Veracruz. El objetivo de este trabajo fue evaluar el riesgo a la salud por el consumo de queso (fresco y Oaxaca) contaminado con POC’s, AFM1 y AFM2. Para alcanzar este objetivo, se muestrearon aleatoriamente quesos fresco y Oaxaca en 40 puntos de venta de la ciudad de Veracruz, en tres años diferentes (2014, 2015 y 2016), abarcando periodos de secas y de lluvias. La concentración de POC’s (n = 20) se cuantificó por CG-MS y la de AFs por HPLC. Para la obtención de datos de ingesta de queso, se utilizaron dos cuestionarios: uno de frecuencia de compra (n = 100) y un diario de alimentos de 7 días (n = 309 para cada tipo de queso). La evaluación del riesgo por exposición de la población a AFM1 se evaluó a través de la combinación de las funciones de densidad de probabilidad (PDF) de la concentración de AFs, del consumo de queso Oaxaca y del peso corporal (metodología probabilística). Sólo en el 5 % de las muestras de queso Oaxaca se detectaron POC’s pero en valores inferiores al límite de cuantificación (LOQ = 0.01 mg kg-1), lo que muestra que la exposición del consumidor a los POC’s es baja. El consumo promedio de queso fresco y Oaxaca fue de 50.9 g persona-1 d-1 y 47.8 g persona-1 d-1, respectivamente. Sólo en el 37 % de las muestras de queso Oaxaca, la concentración de AFM1 y en el 10 % para la AFM2, fue mayor al valor establecido por la Comisión Europea de 0.05 μg kg-1. La exposición de los niños (5.9 μg de AFM1 kg de peso corporal-1 d-1 y 0.5 μg de AFM2 kg de peso corporal-1 d-1) fue mayor que la encontrada en adultos (2.32 μg de AFM1 kg de peso corporal-1 d-1 y 0.2 μg de AFM2 kg de peso corporal-1 d-1). Teniendo en cuenta una TDI de 1 ng kg-1 pc día-1 los resultados indicaron que la salud del 72.8 % y el 51 % de la población infantil y adulta, respectivamente, de la ciudad de Veracruz, está en riesgo por consumir queso Oaxaca contaminado con AFM1 y cerca del 13 % y 3 % de la población infantil y adulta respectivamente, debido al consumo de AFM2. El presente estudio es la primera investigación sobre la exposición de la población veracruzana a quesos contaminados con AFM1 y AFM2

Les Inuit sont de par leur lieu et mode de vie fortement exposés aux pesticides organochlorés notamment au DDT et à son métabolite principal, le DDE. La littérature scientifique rapporte des effets délétères de l’exposition prénatale à ces molécules sur le développement des fonctions cognitives des enfants. Aucune étude ne s’est intéressée aux conséquences de l’exposition in utéro au DDT et au DDE sur le développement des fonctions sensorielles des enfants. Le premier objectif de cette thèse était donc d’évaluer si l’exposition prénatale à ces molécules pouvait être associée aux fonctions visuelles des enfants Inuit. Le DDT et le DDE ont été mesurés dans le cordon ombilical ainsi que dans le sang des enfants à 5 et 11 ans. Les potentiels évoqués visuels des enfants ont été enregistrés à 11 ans. Des analyses de régressions multiples ont révélé une augmentation de l’amplitude de la composante N150 en lien avec les niveaux de DDE mesurés dans le cordon ombilical ainsi qu’une diminution de l’amplitude de la N75 en lien avec les concentrations sériques de DDE mesurées à 5 ans. Ces données suggèrent que l’exposition périnatale au DDE pourrait avoir un impact sur l’intégrité des fonctions visuelles des enfants. La seconde partie de la thèse portait sur les pesticides organophosphorés dont l’usage a remplacé celui des organochlorés dès les années 1970. Différentes études réalisées auprès de populations défavorisées ont montré que l’exposition prénatale à ces molécules pouvait altérer les fonctions cognitives des enfants. Le second objectif du présent travail était donc d’évaluer si l’exposition aux organophosphorés pouvait être associée aux fonctions cognitives d’enfants issus de la population générale en France. Les métabolites communs aux organophosphorés ont été mesurés dans les urines des mamans durant la grossesse (i.e. DAP, DM et DE). Le WISC a été administré aux enfants à 6 ans par une neuropsychologue afin d’obtenir deux indices de développement cognitif, un indice de mémoire de travail et un indice de compréhension verbale. Les analyses de régression multiple réalisées n’ont pas permis de mettre en évidence d’association entre les DAP mesurés dans les urines des mamans durant la grossesse et les fonctions cognitives des enfants. A l’inverse les niveau urinaires de DE ont été associés à de meilleurs scores de compréhension verbale. Ces données suggèrent que certaines populations pourraient être plus vulnérables que d’autres aux propriétés de neurotoxicité développementale des pesticides organophosphorés, notamment les populations issus de milieux défavorisés. Du fait de l’exposition commune aux pesticides organophosphorés il parait important de mieux caractériser les conséquences neuro-développementale de l’exposition prénatale à ces molécules. L’étude de l’intégrité des processus visuels peut parfois permettre de mettre en évidence des altérations neuro-développementales non décelables avec les outils standards d’évaluation neuropsychologique. Le troisième objectif du présent travail était donc d’évaluer si l’exposition prénatale aux pesticides organophosphorés pouvait être associée aux fonctions visuelles des enfants issus de la population générale en France. Des analyses de régression multiple ont permis de mettre en relation les niveaux urinaires de DAP, DM et DE mesurés chez les mamans durant la grossesse et les scores de sensibilité au contraste obtenus chez les enfants à 6 ans à l’aide du Functional Acuity Contrast Test. Bien qu’aucune association significative ne soit mise en évidence chez l’ensemble des sujets, de plus faibles scores sont obtenus chez les garçons en lien avec les niveaux urinaires de DE mesurés durant la grossesse. Ces données suggèrent que l’exposition prénatale aux organophosphorés pourrait influencer le développement des fonctions visuelles des enfants et plus particulièrement des garçons
Prenatal organochlorine and organophosphate pesticides exposure and children cognitive and sensory function at school age

Des études épidémiologiques ont montré que l’exposition à certains xénobiotiques est associée à une augmentation de la prévalence des maladies métaboliques. L’Homme est exposé à des mélanges de xénobiotiques de manière chronique et inévitable. Nous avons étudié les effets de l’interaction de deux xénobiotiques sur le métabolisme du foie, organe majeur de détoxification de l’organisme. Nous avons choisi deux perturbateurs endocriniens et polluants organiques persistants, qui activent des voies de signalisation différentes: la 2, 3, 7, 8 tétrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD), agissant via le récepteur aux hydrocarbures aromatiques (AhR), et l’α-endosulfan, un pesticide organochloré, qui peut agir via la voie du récepteur aux oestrogènes (ER) ou du récepteur X aux pregnanes (PXR). Notre objectif est de déterminer l’effet du mélange de ces polluants par rapport à chaque polluant isolé sur la régulation de certaines voies du métabolisme hépatique in vitro dans la lignée hépatocytaire humaine, HepaRG. Dans une première publication, une étude du transcriptome de cellules HepaRG différenciées a été effectuée. Ces cellules ont été exposées pendant 30 heures à 25nM de TCDD, 10μM d’α-endosulfan, ou au mélange. Nous avons observé que le mélange inhibe fortement l’expression de certains gènes impliqués dans le métabolisme glucidique et dans celui des alcools. Dans une seconde étude, nous avons donc étudié le mécanisme d’action du mélange sur le métabolisme glucidique. L’expression de deux gènes de la néoglucogenèse hépatique, le transporteur de glucose 2 (Glut2) et la glucose 6 phosphatase (G6Pc), est réduite de plus de 80% par le mélange. L’expression d’autres gènes du métabolisme glucidique (pyruvate kinase, glycogène synthase, glycogène phosphorylase, pyruvate déhydrogénase 2) est aussi diminuée, suggérant que le mélange peut affecter ce métabolisme de manière significative. De plus, la production de glucose diminue de 80% avec le mélange dans des conditions néoglucogéniques. En condition glycolytique, l’oxydation du glucose en CO2 diminue de 30% après 72 heures d’exposition au mélange. Un traitement à plus long terme (8 jours) avec des doses plus faibles des polluants (0.2 à 5nM de TCDD, 3μM d’α-endosulfan) diminue aussi l’expression de la G6Pc et de Glut2. Nous avons montré que la TCDD active bien la voie du AhR, et que le ER est impliqué dans l’action de l’α-endosulfan. Dans la troisième partie de cette thèse, nous avons étudié la régulation de plusieurs enzymes impliquées dans le métabolisme de l’alcool (alcool déshydrogénases, ADHs, cytochrome P450 2E1, CYP2E1) après l’activation du AhR. Les agonistes du AhR entrainent la diminution de l’expression des ARNm des ADH1, 4, 6 et du CYP2E1 et des protéines correspondantes. Nous avons montré que cette régulation utilise la voie génomique du AhR. De plus, cet effet est également observé après traitement de 8 jours par de faibles doses de TCDD. L’exposition chronique de l’Homme à de faibles doses de xénobiotiques en mélange pourrait affecter le métabolisme glucidique hépatique et contribuer, en partie, au développement du syndrome métabolique
Epidemiological studies have shown that exposure to certain xenobiotics is associated with an increased prevalence of metabolic diseases. Humans are exposed to mixtures of xenobiotics in a chronic and inevitable way. We studied the effects of the interaction of two xenobiotics on metabolism in the liver, the major organ for detoxification in the body. We chose two endocrine disruptors and persistent organic pollutants which activate different signaling pathways: 2,3,7,8 tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), which uses the AhR (Aryl hydrocarbon receptor) pathway, and α-endosulfan, an organochlorine pesticide, which acts via the PXR (pregnane X receptor) and/or the ER (estrogen receptor) pathway. Our aim was to determine the effects of this pollutant mixture, as compared to each pollutant alone, on the regulation in vitro of some hepatic metabolism pathways in the human hepatic cell line, HepaRG. In the first publication, a transcriptomic study of differentiated HepaRG cells was performed. The cells were exposed for 30h to 25nM TCDD, to 10 µM α-endosulfan or to the mixture. We observed that the mixture strongly inhibited the expression of some genes involved in the metabolism of glucose and alcohol. In the second study, we studied the mechanism of action of the mixture of pollutants on the metabolism of glucose. The expression of two genes involved in hepatic gluconeogenesis, glucose transporter 2 (GLUT2) and glucose-6-phosphatase (G6Pc), were reduced 80% by the mixture. The expression of other glucose metabolism genes (pyruvate kinase, glycogen synthase, glycogen phosphorylase, pyruvate dehydrogenase 2) also was decreased suggesting that the mixture might impact markedly carbohydrate metabolism. Furthermore, glucose production decreased 40% with the mixture under gluconeogenic conditions. Under glycolytic conditions, the oxidation of glucose into CO2 decreased 30% after 72h of exposure of the cells to the mixture. Long-term treatment (8 days) with lower doses (0.2 to 5 nM TCDD, 3 µM α-endosulfan) similarly decreased G6Pc and GLUT2 expression. We showed that TCDD activated the AhR pathway, and that ER was partly involved in the α-endosulfan effect. In the third part of this thesis, we studied the regulation of several enzymes involved in the metabolism of alcohol (alcohol dehydrogenase, ADH, cytochrome P450 2E1, CYP2E1) after activation of AhR. AhR agonists led to a decrease in the amounts of mRNAs for ADH1, 4, 6 and CYP2E1 and the corresponding proteins. We showed that this regulation uses the AhR genomic pathway. Furthermore, this effect was also observed after 8 days of treatment with lower doses of TCDD. Chronic exposure of individuals to low doses of xenobiotics in mixtures might significantly affect hepatic carbohydrate metabolism and be a contributing factor for the development of the metabolic syndrome

Ce travail a eu l'objectif d'étudier les risques de contamination du sol et des chaînes alimentaires avec des pesticides organochlorés (POC). Nous avons analysé les sols autour des entrepôts et la migration de POC en aval des sites. Nous avons effectué l'évaluation du risque d'un des sites pollués (ancien dépôt de pesticides) et nous l'avons estimé de « classe 2 » - site à surveiller. Nous avons étudié l'accumulation des POC dans les chaînes alimentaires : dans les produits végétaux, les poissons et les produits alimentaires d'origine animale (crèmes et œufs). Nous avons trouvé que les concentrations de POC dépassent les normes européennes dans beaucoup d`échantillons. Ces données indiquent que la contamination de produits alimentaires avec de pesticides est le résultat de l`interdiction de l`utilisation du DDT et du HCH en agriculture et dans le domaine de la santé publique. Dans cette étude, nous avons effectuées des estimations des apports quotidiens de pesticides (DDT, HCH et HCB). Les données obtenues ne dépassent pas les valeurs admissibles. Nous avons conclu que les anciens entrepôts sont la source principale de pollution de différents écosystèmes et nous avons proposé une méthode efficace pour la remédiation des sols pollués – le « landfarming ».

Ce travail étudie la pollution des rivières de Guadeloupe par les pesticides organochlorés anciennement utilisés sur les bananeraies: la chlordécone et le β3-HCH. Les objectifs sont 1) d'identifier le réseau trophique présent en aval de rivière, 2) d'évaluer la contamination de maillons qui le composent et 3) d'appréhender la dynamique des pesticides dans l'écosystème d'eau douce. L'analyse des isotopes stables du carbone et de l'azote, couplée aux données alimentaires issues de la littérature, a permis de déterminer les relations trophiques entre espèces et de montrer que le réseau alimentaire dépendait à la fois des sources de carbone primaires autochtones (algues et biofilm) et des apports allochtones des milieux terrestres et marins (détritus végétaux, matière particulaire et juvéniles de crevettes et de poissons diadromes provenant des eaux côtières). Les analyses chimiques ont témoigné d'une contamination forte et généralisée de l'écosystème aquatique par les pesticides organochlorés. L'identification des facteurs écologiques influant sur la bioaccumulation des pesticides a permis d'apprécier le mode d'interaction de ces polluants avec la biocénose. Alors que le polluant le plus persistant (la chlordécone) dépend de l'alimentation et de l'habitat des organismes aquatiques, la bioaccumulation du β3-HCH n'est influencée que par le taux de lipides de ces derniers. La mise en évidence d'une bioamplification de la chlordécone le long de la chaîne alimentaire a montré l'importance du transfert trophique dans l'accumulation de cette molécule. La voie d'entrée du β3-HCH dans la biocénose semble, quant à elle, être la bioconcentration par diffusion passive à partir de l'eau
This study examines the contamination of Guadeloupean rivers by organochlorinated pesticides, formerly used on banana plantations: chlordecone and β3-HCH. Its objectives are 1) to identify the downstream food web structure, 2) to evaluate the contamination levels of it~ various components and 3) to appreciate pesticide dynamics within the freshwater ecosystem. Stable carbon and nitrogen isotopes analysis, coupled with dietary data from Iiterature, helped investigate trophic relationships between species and revealed the dependenc of the stream food web on both autochthonous (algae and biofilm) and allochthonous food sources of terrestrial and marine origin (plant detritus, drifting particulate matter and juveniles of diadromous fishes and shrimps from coastal waters). Chemical analyses showed a general and heavy contamination of the aquatic ecosystem by organochlorinated pesticides. An assessment of the interaction patterns between contaminants and biota was conducted thanks to the identification of ecological factors that influence the bioaccumulation of pesticides. Whereas the most persistent pollutant (chlordecone) is related to the organisms' diet and habitat, bioaccumulation of β3-HCH i only influenced by the animais' Iipid content. The biomagnification potential of chlordecone through the food chain has been demonstrate and highlighted the importance of trophic transfer in this compound uptake. In contrast, bioconcentration by passive diffusion from water seems to be the main exposure route of β3-HCH in biota

Dans ce travail de thèse, nous avons analysé les résidus des plusieurs contaminants anthropiques dans des prédateurs de la chaîne alimentaire aquatique et des proies de la chaîne terrestre. En effet, la loutre, le grand cormoran et le silure sont prédateurs piscivores au sommet de la chaîne alimentaire, les pesticides organochlorés, les PCBs et les éléments traces métalliques (plomb, cadmium, cuivre et mercure) ont été détectés dans tous les foies de ces prédateurs prélevés dans les bassins de la Loire en France. Les PCBs sont les organochlorés les plus répandus dans les trois espèces, suivi des DDTs. Les valeurs maximales de PCBs ont atteint 1,61, 1,96 et 0,28 mg/kg de poids frais pour les cormorans, les loutres et les silures, respectivement. La concentration du mercure a dépassé la limite toxique pour plus de 40 % des cormorans analysés. L‘effet « cocktail » de ces contaminants sur les trois espèces n‘est pas étudié dans cette thèse. Cependant, Les concentrations des organochlorés et des éléments traces dans ces prédateurs sont généralement modestes ou faibles. Ainsi, Il nous semble que ces contaminants ne constituent pas une menace pour la conservation de ces espèces à court ou moyen terme. Par ailleurs, dans le réseau trophique terrestre, nous avons trouvé que trois rodenticides anticoagulants la chlorophacinone, la bromadiolone et le brodifacoum s‘accumulent dans les limaces de la manière rapide et stable au cours de temps, par contre aucune mortalité n‘a été observée chez les limaces. Le brodifacoum a été détecté dans plus de 90 % des limaces prélevées sur le terrain, et nous avons constaté que ces limaces représentaient un risque élevé d'empoisonnement secondaire pour trois de leurs prédateurs, le hérisson européen, la musaraigne commune et l'étourneau sansonnet. On pourrait donc confirmer que les invertébrés constituent une source non négligeable de rodenticides pour leurs prédateurs.L‘objectif de cette thèse est de montrer l‘influence du régime alimentaire sur la contamination des proies, des prédateurs et d‘évaluer les risques toxicologiques pour ces espèces
In this work, we analyzed the residues of several anthropogenic contaminants in predators of the aquatic food chain and prey of the terrestrial chain. The otter, the great cormorant and the catfish are piscivorous predators at the top of the food chain. Organochlorine pesticides, PCBs and trace elements (lead, cadmium, copper and mercury) were detected in all these predators collected from the basins of the Loire in France. Residue level of PCBs in these predators was the highest followed by DDTs and maximal PCB values reached 1.61, 1.96, and 0.28 mg/kg wet weight for cormorants, otters, and catfish, respectively. The concentration of mercury exceeded the toxic thresholds for more than 40% of the cormorants analyzed. The possible combined effect of these contaminants on the three species has not been studied in this thesis. However, the concentrations of organochlorines and trace elements are generally modest or low. Thus, it seems that these contaminants do not constitute a major threat to the conservation of these species for the short or medium term. Furthermore, in the terrestrial food chain, we found that three anticoagulant rodenticides chlorophacinone, bromadiolone and brodifacoum accumulate in slugs in a stable way over the time, whereas no mortality was observed in slugs. Brodifacoum was detected in more than 90% of the slugs collected in the field, and we found that these slugs represented a high risk of secondary poisoning for three of their predators, European hedgehog, common shrew and European starling. Therefore, it could be confirmed that invertebrates constitute a non-negligible source of rodenticides for their predators.The objective of this thesis is to show the influence of the diet on the contamination of prey, predators and to evaluate the toxicological risks for these species

L'activité humaine est responsable de pollutions diffuses des sols entrainant des dommages sur l'écosystème. Afin d'éviter des déséquilibres importants comme la diminution de la biodiversité ou bien la contamination des chaînes trophiques par des polluants, il est nécessaire de restaurer les écosystèmes. Les différentes techniques utilisées à l'heure actuelle sont couteuses, diminuent la fertilité du sol et ont un effet négatif sur la fonctionnalité des écosystèmes. A contrario, la phytoremédiation ou dépollution grâce aux plantes, apparaît comme une solution digne d'intérêt. Néanmoins, elle nécessite d'être améliorée puisque de nombreux mécanismes restent inexpliqués. L'originalité de notre travail est d'étudier la fonctionnalité de la rhizosphère du maïs (Zea mays) exposée à des pesticides organochlorés (OCPs), le lindane et la chlordécone, interdits respectivement en 1998 et 1993 et persistants dans l'environnement. Cette étude a été réalisée en présence ou absence de microorganismes afin de préciser les mécanismes mis en jeux par les microorganismes et les matrices végétales. Ce travail a mis en évidence les mécanismes impliqués dans la phytotoxicité des deux organochlorés sur les cellules racinaires. Les réponses cellulaires sont dose-dépendantes et montrent un effet des OCPs sur le cycle cellulaire (induction de l'endoréplication et de la ploïdie) et la mort cellulaire (induction de ROS, du calcium cytosolique, des caspase-3-like, de l'apoptose) lors d'expositions extrêmes (correspondant à des cas particuliers comme les friches industrielles). A de plus faibles expositions ayant une réalité environnementale, les racines exposées montrent une perturbation importante de leur métabolome primaire. Ces modifications mesurées sur la production des sucres, des acides organiques, des acides aminées et des lipides peuvent être induites par le stress oxydant produit par les OCPs. Par ailleurs, de tels changements dans le métabolome peuvent provoquer une modification de la composition des exsudats racinaires, jouant sur la relation plante/microorganismes de la rhizosphère. Nos résultats montrent que la fonctionnalité globale de la rhizosphère (allocation des ressources en carbone et azote, catabolisme des microorganismes) n'est pas modifiée sur le long terme en présence des OCPs. Enfin, nous avons démontré l'implication de la rhizosphère (rétention/métabolisation des OCPs) sur l'absorption des OCPs par Zea mays. Le lindane semble être en partie minéralisé par la microflore rhizosphèrique puis les métabolites libérés sont absorbés par les racines, où ils sont majoritairement bioconcentrés. Ces connaissances fondamentales mettent en évidence l'adaptation de la rhizosphère à la pression chimique des OCPs et montrent que la rhizosphère reste fonctionnelle en présence de matrices contaminées par les OCPs
Human activities lead to diffuse pollution causing damages to the ecosystem. To avoid major disturbances such as biodiversity loss or contamination of trophic chains by pollutants it is necessary to restore these ecosystems. The classical techniques used in depollution are expensive, reduce soil fertility and have a negative effect on ecosystem functionality. In contrast, the use of plants to clean up soils called phytoremediation seems to be a more effective solution. However, it needs to be improved because many biological mechanisms remain unexplained. The originality of our work is to study the functionality of the rhizosphere of maize (Zea mays) exposed to organochlorine pesticides (OCPs), lindane and chlordecone, banned in 1998 and 1993 respectively and persistent in the environment. This study will be conducted in the presence or absence of microorganisms to clarify the relationships between microorganisms and plant matrices. In this study, the mechanisms involved in the phytotoxicity of OCPs in root cells were analyzed. The cytotoxicity was dose-dependent and showed effects on the cell cycle (induction of endoreduplication and level of ploidy) and on cell death (induction of ROS, cytosolic Ca2+, caspase-3-like, apoptosis) under higher doses of exposure (particular case of former industrial sites). Lower exposures usually detected in the environment showed great disturbances in the root metabolome. These changes in sugars, organic acids, amino acids and lipids syntheses could be induced by oxidative stress provided by OCPs. Moreover, metabolome changes might cause modifications in root exudate composition which is involved in plant-microbe relationships. Ours results demonstrate that the overall rhizosphere functionality (resource allocation, carbon and nitrogen contents and microorganism's catabolism) was not disturbed by OCPs long-term exposure. Finally, we demonstrated rhizosphere positive impact on uptake of OCPs by Zea mays. Lindane seems to be partially mineralized by rhizospheric microorganisms. Then, these produced metabolites were uptaken by roots where they were bioconcentrated. These findings highlighted the rhizosphere adaptation to chemical pressure by OCPs and showed the good rhizosphere functionality despite of the OCPs contamination

En Afrique, la contamination des zones humides par les métaux et les pesticides va se poursuivre durablement. Pour autant, le statut toxicologique de ces milieux reste trop peu documente. Le but du présent travail est d'estimer la valeur du varan du Nil (Varanus niloticus) en tant qu'espèce sentinelle pour la contamination des zones humides continentales d'Afrique sub-Saharienne. Plomb, cadmium, et pesticides organochlorés et organophosphorés ont été quantifies, par spectrométrie d'absorption atomique et chromatographie gazeuse (respectivement), dans plusieurs tissus provenant de 71 spécimens issus de quatre sites (au Mali et au Niger) juges a priori inégalement contamines. Bien que des différences claires apparaissent, la contamination environnementale s'avère modérée sur les quatre sites, et ne semble pas constituer un risque notable pour les varans ni pour les humains qui s'en nourrissent occasionnellement. Toutefois la variabilité interindividuelle est importante. Les organotropismes des polluants détectés sont cohérents avec ceux préalablement décrits. Si l'on n'a pu mettre en évidence de différence liée au sexe en ce qui concerne les pesticides, les femelles présentaient des charges en métaux supérieures. La relation entre d'autres facteurs (taille, proportion de graisse) et les concentrations tissulaires a également été considérée. Les varans sont susceptibles de révéler des différences subtiles de contamination environnementale entre sites, et la résolution spatiale de l'outil semble très fine. La possibilité pratique d'utiliser cet indicateur se trouve donc validée. Un travail expérimental sur des varans captifs a par ailleurs été mené pour approfondir l'étude

En Afrique, la contamination des zones humides par les métaux et les pesticides va se poursuivre durablement. Pour autant, le statut toxicologique de ces milieux reste trop peu documente. Le but du présent travail est d’estimer la valeur du varan du Nil (Varanus niloticus) en tant qu’espèce sentinelle pour la contamination des zones humides continentales d’Afrique sub-Saharienne. Plomb, cadmium, et pesticides organochlorés et organophosphorés ont été quantifies, par spectrométrie d’absorption atomique et chromatographie gazeuse (respectivement), dans plusieurs tissus provenant de 71 spécimens issus de quatre sites (au Mali et au Niger) juges a priori inégalement contamines. Bien que des différences claires apparaissent, la contamination environnementale s’avère modérée sur les quatre sites, et ne semble pas constituer un risque notable pour les varans ni pour les humains qui s’en nourrissent occasionnellement. Toutefois la variabilité interindividuelle est importante. Les organotropismes des polluants détectés sont cohérents avec ceux préalablement décrits. Si l’on n’a pu mettre en évidence de différence liée au sexe en ce qui concerne les pesticides, les femelles présentaient des charges en métaux supérieures. La relation entre d’autres facteurs (taille, proportion de graisse) et les concentrations tissulaires a également été considérée. Les varans sont susceptibles de révéler des différences subtiles de contamination environnementale entre sites, et la résolution spatiale de l’outil semble très fine. La possibilité pratique d’utiliser cet indicateur se trouve donc validée. Un travail expérimental sur des varans captifs a par ailleurs été mené pour approfondir l’étude
In Africa, metal and pesticide contamination of wetlands is supposed to continue on a permanent basis. However, the ecotoxicological status of these ecosystems remains poorly documented. The aim of the present work is to assess the value of the Nile monitor (Varanus niloticus) as a sentinel species for the environmental contamination of continental wetlands in sub-Saharan Africa. Lead and cadmium on the one hand, and organochlorine and organophosphate pesticides on the other, have been quantified in several tissues by atomic absorption spectrophotometry and gas chromatography, respectively. Samples come from 71 specimens originating from four sites considered unequally contaminated (in Mali and Niger). Although clear differences appear between sites, the environmental contamination turns out to be moderate at the four sites, and does not seem to represent a significant risk neither for the monitors themselves, nor for occasional human consumers. However, the interindividual variability is important. The organotropisms relative to the detected pollutants are consistent with those described in previous studies. Concerning the pesticides, no gender effect has been found, whereas females were more contaminated by metals. The relation between other factors (size, proportion of fat) and tissue concentrations has been considered too. Nile monitors can reveal subtle differences in local pollution and the spatial resolution of this tool seems to be very sharp. Its practical relevance is thus validated. Additionally, an experimental work has been carried out on captive monitors to go into the subject in greater depth

Le bilan environnemental de l'utilisation des insecticides organochlorés dans la culture de coton, café et cacao au Togo par CPG/SM révèle la présence de DDT, aldrine, dieldrine, endrine, heptachlore, lindane et endosulfan dans les sols, les sédiments, le maïs, le niébé, le café et le cacao à des concentrations de 0,18 à 160 µg.kg-1 et dans l'eau de rivières et de puits à des teneurs de 0,02 à 0,40 µg.L-1 excédant les limites maximales tolérables recommandées par la FAO, l'OMS et l'Union Européenne. Des tests biologiques en laboratoire indiquent que les huiles essentielles de cinq plantes aromatiques locales et l'huile de graine de neem ont une activité insecticide sur le scolyte des fruits du caféier (Hypothenemus hampei F.) comparable à celle de l'endosulfan, l'insecticide chimique. La sensibilité du scolyte à ces extraits végétaux dépasse de loin celle du parasitoïde Cephalonomia stephanoderis Betrem exprimant ainsi leur sélectivité. L'huile de graine de neem s'est révélée la plus intéressante. Ces résultats sont prometteurs pour que la recherche entamée dans ce domaine se poursuive.

Des niveaux d’élevés d’organochlorés (OC), incluant des pesticides et des produits industriels connus pour être des perturbateurs endocriniens, ont été détectés dans les populations humaines et animales en Arctique. Nous avons émis l’hypothèse qu’une exposition durant la vie précoce aux doses environnementales d’organochlorés qui contaminent l’Arctique, affecte la fonction et le développement reproducteur sur plusieurs générations avec une transmission paternelle dans un modèle de rat. Des femelles Sprague-Dawley (F0) ont été gavées avec le mélange d’organochlorés de l’Arctique (500 µg PCB/kg de masse corporelle/ 3X semaine) ou de l’huile de maïs (témoins) avant l’accouplement avec un mâle non traité et jusqu’à la mise bas de la portée F1. Après le sevrage, les mâles F1 ont été nourris avec de la nourriture commerciale et n’ont jamais été exposés directement aux organochlorés. À 90 jours après la naissance, les mâles de chaque génération ont été accouplés avec 2 femelles non traitées chacune pour engendrer des fœtus (19,5 jours de gestation) et des ratons de la génération suivante. Les mâles F1 exposés aux organochlorés et leur fils F2 ont eu un développement et des organes reproducteurs anormaux. Les F1 et F2 OC étaient sous-fertiles. Tous les F3 et F4 n’ont montré aucune différence avec les témoins. Les descendants F2, F3 et F4 de la lignée organochlorés ont été plus atteints par le situs inversus thoracalis que les générations témoins. De leur naissance jusqu’à l’âge adulte, les F2 OC ont montré un retard de croissance en comparaison aux témoins, en raison de leurs petits placentas. L’exposition prénatale au mélange d’organochlorés altère la méthylation de l’ADN spermatique des F1 et pourrait expliquer le phénotype anormal des fils F2 issus des pères F1 exposés aux organochlorés. Nos résultats suggèrent qu’une exposition prénatale au mélange d’organochlorés de l’Arctique sur un ancêtre mâle d’une famille provoque une dysfonction reproductive, mais aussi des pathologies du développement qui sont transmises par le père de façon transgénérationnelle. Ces observations représentent un des premiers modèles des effets écotoxicologiques sur la santé des descendants transmis par le père.
Elevated levels of organochlorine, including pesticides and industrial compounds, some of which are known endocrine disruptors, have been reported in human and wildlife populations in Arctic. We hypothesized that early life exposure to Arctic organochlorine mixture, which contaminates Inuits, affects the reproductive development and function of subsequent generations in a paternally mediated manner on a rat model. Sprague-Dawley females (F0) were gavaged with Arctic concentrations of an organochlorine mixture (500 µg PCB/kg body weight/ 3X weekly) or corn oil (control) before mating with untreated males and until parturition of the F1 litters. After weaning, all F1 male pups were fed commercial chow and never directly exposed to organochlorine. At 90 days of age, F1 males (n = 15) were mated to 2 untreated females each to generate F2 fetuses (at 19.5 days of gestation) and pups. Males were similarly mated to produce the F3 and F2 generation. Prenatally-exposed F1 males and their sons F2 had abnormal reproductive organs, residual nipples, alteration of puberty onset, lower spermatid production per testis and less sperm in epididymis and were sub-fertile in compare with control males. All F3 and F4 males were identical to control males from the same generation. Despite this abnormality was not present in F1 generation, F2, F3 and F4 in organochlorine lineage were significantly more reached by situs inversus thoracalis than all control generations. From birth until adulthood, F2 from prenatally exposed F1 fathers have shown a growth delay compared to F2 control due to their smaller placenta. Prenatal organochlorine exposure alters F1 sperm DNA methylation and would involved in embryo development and might partly explain the developmental phenotype of F2 sons sired by prenatally-treated F1 organochlorine. Our results suggest that a prenatal exposure to Arctic concentrations of organochlorine of male ancestor resulted in a reproductive dysfunction but also developmental pathologies, which are transgenerational paternally mediated. These observations represent one of the first models of paternally mediated ecotoxicological effects on offspring health.

Akkar est la deuxième zone agricole au Liban. Les pesticides sont utilisés de façon excessive dans les activités agricoles et en conséquence, les eaux souterraines ont été fortement contaminées. En raison d'absence d'un réseau public de distribution d'eau, les eaux souterraines sont utilisées comme principale source d’alimentation en eau potable sans aucun traitement. Cette étude se concentre sur l'évaluation de la contamination des eaux souterraines et des sols par OCPs, OPPs, ONPs et par des métaux lourds afin de mieux caractériser le niveau de contamination. L’autre partie se focalise sur l'évaluation des risques de la pollution sur la population.Des niveaux élevés de pesticides ont été détectés dans les eaux de nombreux villages. De même, des concentrations élevées d’OCPs ont été détectées dans le sol agricole. En outre, une variation significative a été observée en fonction de la profondeur du sol. Les résultats ont montré que certains pesticides, déjà interdits sont actuellement utilisés dans cette plaine. Pour compléter les travaux, les éléments traces métalliques (As, Pb, Cr, Cu, Zn et Cd) ont été initiés. Les résultats ont montré que les sols sont modérément pollués par le Cd. Parallèlement la prévalence des maladies nerveuses ; Anomalies congénitales et Cancer est supérieure à celle dans d'autres régions. Des corrélations significatives ont été établies entre la consommation de l'eau des puits polluée et l'apparition de ces maladies.Pour confirmer les résultats, d'autres recherches sur le niveau de pesticides dans le sang humain ou l'urine pourraient être réalisées. De plus, il est souhaitable de mieux gérer leur utilisation pour réduire les effets sur la santé humaine
Akkar is the second agricultural zone in Lebanon. Pesticides are intensely applied in agricultural activities, and the groundwater has been reported to be highly contaminated by some pesticides. Due to the absence of a public network for water distribution, groundwater is used as the main source for drinking water of local inhabitants. The present study focus firstly on the evaluation of groundwater and soil contamination by OCPs, OPPs and ONPs and by heavy metals in order to characterize the degree of contamination. Secondly, it is focusing on the risk assessment of pollution on the population of Akkar. High levels of pesticides were detected in many villages in Akkar plain groundwater. Similarly, high concentrations of OCPs were detected in agricultural soil. A huge difference between the contamination levels in cultivated area and tillage land. Moreover, a significant variation has been established between soil depth. Results showed that some prohibited pesticides are still currently used in Akkar. To complete the background of pollution, trace metallic element As, Pb, Cr, Cu, Zn and Cd have been studied. The results showed that soils are moderately polluted by Cd. In parallel, a health study was conducted, the prevalence of nervous disorders; birth defects; cancer and other chronic diseases were exceeded those values reported in other regions. A significant correlation has been established between wells water consumption and the appearance of some diseases.More researches could be realized to identify pesticides levels in human blood or urine. Also it will be necessary to manage pesticides use in this region to reduce their effects on human health

Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2004.
ENGLISH ABSTRACT: The choice of the sample preparation technique used in combination with a chromatographic technique in environmental analysis strongly influences the performance of the method as a whole. The main aim of this work was to evaluate methods like: micro liquid-liquid extraction (цLLE)and solid phase micro extraction (SPME) in combination with gas chromatography-electron capture detector (GCECD) and a recently developed technique named stir bar sorptive extraction (SBSE) combined with thermal desorption system-programmable temperature vaporizationgas chromatography-mass spectrometer (TDS-PTV-GC-MS) for the analysis of organochloro-pesticides (OCPs) in natural water and to make a comparison between them. The most suitable method was then selected for the analysis of water samples collected from Eritrea. An additional goal was to develop a sensitive method for the analysis ofOCPs in soil and sediment samples. цLLE-GC-ECD and SPME-GC-ECD methods were evaluated for the analysis of OCPs in water. The former allowed achieving a sensitivity of less than 100 ppt and the latter was able to detect down to the 1 ppt level. Both methods were found to be repeatable with %RSD of3% to 19% and 5% to 12% as well as linear with a range of 1:103 and 1:5x103 respectivey. SBSE-TDS-GC-MS was also investigated for the analysis of OCPs in water samples. With this technique a good sensitivity down to 1 ppt was also obtained. The less sensitive nature of the MS compared to ECD was hereby compensated for by the large amount of polydimethylsiloxane (PDMS) phase on the stir bar. The method was repeatable and linear with a range of 1:5000, which is similar to the one obtained for the SPME-GC-ECD method. All three methods were also tested with real contaminated water samples and a comparison of the three techniques in terms of sensitivity, linearity, repeatability, availability and cost effectiveness was done. As a method of choice in terms of the above criteria, SPMEGC- ECD was applied to the water samples collected from Eritrea. The presence of some oePs such as a-BBC (benzenehexachloride), heptachlor, heptachlor epoxide, endosulfan I, p,p'-DDE (dichlorodiphenylchloroethylene), endosulfan II, p,p'-DDD (dichlorodiphenyldichloroethane), endosu!fan sulfate and p,p'-DDT (dichlorodiphenyltrichloroethane) in some of the Eritrean water samples was demonstrated The SPME-GC-ECD technique for the analysis OCPs in soil and sediment samples was investigated. It was shown to be able to detect down to 1 pg/g (lppt) with good linearity and repeatability. The method was also evaluated for authentic soil samples. Due to a lack of time the method could not be applied for the analysis of the soil and sediment samples collected from Eritrea.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die keuse van 'n gepaste monster-voorbereidingsmetode wat gebruik word tesame met 'n chromatografiese skeidingtegniek in omgewings-analise het 'n beduidende effek op die algehele metode. Die doel van hierdie werk was om metodes soos mikrovloeistof- vloeistof ekstraksie (цLLE) en soliede fase mikro ekstraksie (SPME) in kombinasie met gaschromatografie met elektronvangs deteksie (GC-ECD) te ontwikkel vir die analise van organochloor-pestisiede (OCPs) in natuurlike water. Vervolgens is hierdie metodes vergelyk met die onlangs-ontwikkelde roerstaaf sorptiewe ekstraksie tegniek (SBSE) in kombinasie met termiese desorbsie-GCmassaspektrometriese deteksie (TDS-GC-MSD). Die mees geskikte metode is vervolgens gebruik vir die analise van Eritreaanse watermonsters. Daarbenewens was die doelook om 'n sensitiewe metode te ontwikkel vir die analise van OCPs in gronden sedimentmonsters. Beide цLLE en SPME-GC-ECD metodes is gekarakteriseer deur goeie herhaalbaarheid en lineariteit. Die sensitiwiteit van bogenoemde metodes was minder as 100 dele per triljoen (ppt) en 1 ppt, respektiewelik. Ook met SBSE-TDS-GC-MSD kon 'n deteksielimiet van 1 ppt bereik word. In hierdie geval is vir die verlies van sensitiwiteit van die MSD in vergelyking met die ECD, gekompenseer deur die groter hoeveelheid PDMS op die roerstaaf in vergelyking met 'n SPME apparaat. Die herhaalbaarheid en lineariteit van die metode is vergelykbaar met dié van die SPMEGC- ECD metode. Al drie metodes is vergelyk vir die analise van gekontamineerde watermonsters in terme van sensitiwiteit, liniêre bereik, herhaalbaarheid, toeganklikheid en kosteeffektiwiteit. SPME-GC-ECD is vervolgens gekies as metode van voorkeur vir die analise van Eritreaanse watermonsters. Die teenwoordigheid van sekere OCPs soos a-BHC, heptachloor, heptachloorepoksied, endosulfan I, p,p'-DDE, endosulfan II, p,p' -DDD, endosulfan sulfaat en p,p' -DDT in die monsters is gedemonstreer. Die toepasbaarheid van die SPME-GC-ECD metode vir die analise van OCPs in grond-en sedimentmonsters is ook geëvalueer, en dit was moontlik om so min as 1 pg/g waar te neem. Weens tydbeperkings was dit nie moontlik om Eritreaanse grondmonsters met die ontwikkelde metode te analiseer nie.

La chlordécone (CLD) est un insecticide organochloré qui a été utilisé principalement aux Antilles pour lutter contre le charançon du bananier (Cosmopolites sordidus). Sa faible dégradabilité dans le sol et sa dispersion dans les bassins versants entraînent une contamination durable des sols agricoles et des écosystèmes environnants. Cela pose un problème d’exposition pour l’Homme par la consommation de végétaux contaminés et pour l’environnement par le transfert de la molécule dans les chaînes alimentaires (bioamplification). Pour l’Homme, les principaux végétaux à risque sont les légumes-racines, en contact direct avec la CLD dans le sol, mais aussi les autres légumes car des résidus de CLD sont retrouvés dans les parties aériennes, tiges ou feuilles. Ce travail de thèse a porté sur le transfert sol-plante de la CLD, d’une part dans les tubercules des légumes-racines pour appréhender le risque sanitaire et d’autre part dans les graminées pour le risque environnemental. La lipophilie de la CLD joue un rôle majeur dans son transfert dans les plantes. La CLD a une affinité particulière pour les tissus lipophiles, notamment le périderme subérifié des tubercules et les parois cellulaires incrustées de lignine des vaisseaux du xylème. En outre, le transfert est dépendant de l’architecture de la plante, de sa physiologie et de l’histologie de ses organes. Nous avons mis en évidence deux voies de contamination des plantes par la CLD : l’absorption racinaire et l’adsorption sur le périderme des tubercules. Ces phénomènes sont suivis de la translocation de la molécule vers les tissus internes du tubercule par diffusion et vers la partie aérienne de la plante par évapotranspiration via les faisceaux vasculaires du xylème. Dans le cas des tubercules, nous avons distingué la part de contamination apportée par l’absorption racinaire de celle due à l’adsorption péridermique. Chez le radis, il a été montré que le phénomène prépondérant était la diffusion trans-péridermique. Une analyse du risque de contamination de tubercules couramment consommés aux Antilles (patate douce, dachine, igname) a été réalisée en se basant notamment sur l’architecture de la plante et l’histologie des tissus mis en place lors de la tubérisation. Concernant les graminées, la capacité de transfert de la CLD dans la partie aérienne de la plante a été étudiée chez plusieurs graminées usuelles. Le potentiel de contamination de la plante dépend de ses caractéristiques physiologiques (métabolisme) et de son cycle de vie (pérennité). Ces caractéristiques pourraient permettre d’orienter le choix de certaines graminées pour la phytoremédiation de la CLD
Chlordecone (CLD) is an organochlorine insecticide mainly used in French West Indies to struggle against banana weevil (Cosmopolites sordidus). Its low degradability into soils and its spreading in catchment basins cause a sustainable contamination of agricultural soils and surrounding ecosystems. This leads to a human exposure risk, by food consumption of contaminated vegetables, and to an environmental risk by transfer of CLD in food chains. Main hazardous vegetables for human health are root-vegetables that are directly in contact of soil but also other vegetables because CLD residues are found in aerial parts of plant, leaves and shoots. The environmental risk seems to be the biomagnification of contamination in trophic chains due partly by consumption of contaminated plants. This work focused on the CLD soil-plant transfer, on the one hand in tubers of edible-roots for knowing the health risk and on the other hand in grasses for environmental risk. The CLD lipophilicity plays a major role in its transfer to plants. CLD exhibits a certain affinity for lipophilic tissues particularly for the suberised periderm of tubers and the xylem cell walls that are thickened by lignin. In addition, transfer depends on plant architecture, physiology and organ histology. Two ways of CLD plant contamination were highlighted: roots absorption and adsorption onto tuber periderm. These mechanisms are followed by CLD translocation towards internal tissues of tuber by diffusion and to above-ground parts of the plant within the transpiration stream occurring in vascular xylem vessels. For tubers, we distinguished between the contamination brought by roots absorption and the one brought by peridermic adsorption. In radish, the trans-peridermic diffusion was showed as the major way of contamination. A risk analysis mainly based on plant morphology and tissue histology set up during tuberization process was realized. For grasses, CLD transfer ability to aerial part of plant was studied in several usual gramineae (yam, sweet popato, dasheen). Plant contamination potential is mainly determined by its physiological traits (metabolism) and its life cycle (perenniality). These features could drive the choice of some gramineae to perform CLD phytoremediation

Le pleurodele, support biologique du test jaylet (ou test micronoyau triton) constitue un materiel precieux pour la detection in vivo de la genotoxicite de substances contenues dans les eaux. Dans une optique similaire, nous nous sommes proposee de mettre au point un test micronoyau chez un autre amphibien, le xenope (xenopus laevis): cet animal est un modele d'etude dans de nombreux laboratoires. Le principe des deux tests est identique: il consiste a comparer le taux de globules rouges a micronoyaux de larves ou de tetards eleves dans un milieu pollue a celui d'animaux temoins eleves dans une eau exempte d'agents genotoxiques. Les effets de la contamination du milieu hydrique par differents polluants ont ete estimes a l'aide de l'un ou l'autre des deux tests. La bioaccumulation des sels de mercure (le chlorure de methyl mercure et le bichlorure de mercure), ainsi que leur pouvoir genotoxique ont ete evalues chez les deux animaux. La genotoxicite d'un melange associant un hydrocarbure, le benzo(a)pyrene, et l'aroclor 1254 (melange de polychlorobiphenyles) a ete etudiee. Enfin, l'action mutagene de pesticides organochlores tels le captane, la dieldrine et le ddt a ete detectee. L'une des preoccupations sous-jacentes a ce travail est de contribuer a faciliter le transfert du test micronoyau. Dans ce but, nous avons entrepris de modifier certains facteurs du protocole experimental, telles la temperature et les modalites de traitement. L'etude engagee a pour objet d'alleger le protocole tout en preservant la sensibilite du test jaylet

Le but de ce travail est l'etude de l'effet des pesticides organochlores (chlordane, p,p'-ddt et endosulfan) sur l'induction de la production du monoxyde d'azote (no) dans les cellules cibles comme mecanisme indirect de leur toxicite et aussi leur liaison a l'adn comme mecanisme direct de leur genotoxicite. Nous avons realise une etude preliminaire in vivo et in vitro afin de determiner le seuil maximal de la production du monoxyde d'azote par l'endotoxine (lps), de bacteries tuees gram negatif et par un extrait de bacteries tuees propionibacterium avidum (ppat) gram positif que nous avons prepare pour la premiere fois. En parallele, une etude morphologique du foie de rat par microscopie electronique a ete realisee. Enfin pour identifier les cellules cibles de l'attaque du ppat (gram +) au niveau du foie, nous avons isole, mis en culture et caracterise les cellules de kupffer et les cellules endotheliales afin d'etudier leur morphologie et la production du monoxyde d'azote apres action du ppat. Par la suite, nous avons etudie l'induction de la synthese du no du foie de rat par les pesticides. De meme, nous avons teste l'expression du gene de la no synthase inductible et nous avons termine ce travail par l'etude de la formation d'adduits a l'adn qui represente l'effet direct de ces pesticides. Nos resultats montrent: qu'in vivo, l'induction de la no synthase par les parois bacteriennes n'est pas specifique des bacteries (gram ) car nous avons montre que le ppat (gram +) est egalement un inducteur puissant. Qu'in vitro: la phagocytose du ppat par les cellules de kupffer et les cellules endotheliales du foie de rat joue un role important dans la synthese du no par ces cellules. De meme nous avons montre le potentiel eleve de l'endosulfan et moyen du p,p'-ddt dans la production du no et dans l'accroissement de l'expression du gene de la no synthase inductible. En conclusion dans notre etude, l'induction de la production du no par les pesticides est consideree comme genotoxique. En effet la formation d'adduits a l'adn apres exposition des rats a l'endosulfan par voie intraperitoneale, permet de confirmer l'hypothese de la genotoxicite de ce produit

Introduction : La présente étude explore pour la première fois en Afrique, l'association entre l'exposition aux pesticides organochlorés (POC) et le risque de diabète de type 2. L’étude se déroule dans la région du Borgou, au nord du Bénin, où l’utilisation intense de pesticides pour la culture du coton coïncide avec une prévalence élevée du diabète par rapport aux autres régions du pays. Objectifs: 1) Décrire le niveau d’exposition de la population des diabétiques et non diabétiques du Borgou par le taux sérique de certains pesticides organochlorés ; 2) Explorer la relation entre le risque de diabète de type 2 et les concentrations sériques des POC; 3) Examiner l’association entre l’obésité globale, le pourcentage de masse grasse et l’obésité abdominale avec les concentrations sériques des POC; 4) Explorer la contribution de certaines sources d’exposition alimentaire et non-alimentaire aux concentrations sériques des POC. Méthodes : Il s'agit d'une étude cas-témoin qui concerne 258 adultes de 18 à 65 ans identifiés par deux valeurs glycémiques capillaire et veineuse au seuil de 7 mmol/l pour les diabétiques et 5,6mmol/l pour les témoins non diabétiques. Les 129 témoins ont été appariés aux 129 cas selon les critères suivants : l’ethnie, l’âge ± 5ans, le sexe et la localité de résidence. Les informations personnelles et celles portant sur les modes d’exposition ont été recueillies par questionnaire. Les concentrations sériques des POC ont été obtenues par chromatographie gazeuse couplée d’une spectrométrie de masse. L’obésité globale est déterminée par l’IMC ≥ 30 kg/m2. L’obésité abdominale est obtenue par le tour de taille selon les critères consensuels d’Alberti et al. pour la définition du syndrome métabolique. Le pourcentage de masse corporelle a été mesuré par bio-impédance électrique et été considéré comme élevé au seuil de 33% chez les femmes et 25% chez les hommes. Résultats: En comparant les 3ème et premier terciles des concentrations de p,p’-DDE et p,p’-DDT, les sujets du 3e tercile étaient deux à trois fois plus susceptibles de présenter du diabète que ceux du 1er tercile. La probabilité d’obésité abdominale ou de l’obésité générale (en contrôlant pour le statut diabétique) était accrue de trois à cinq fois dans le dernier tercile pour trois des quatre POC qui étaient détectables soit p,p’-DDT, β-HCH et trans-Nonachlore. Les facteurs socioéconomiques associés aux POC sériques sont le niveau d’éducation élevé, un meilleur revenu et la résidence en milieu urbain. Les sources d’exposition non alimentaire significativement associées aux concentrations sériques de POC étaient l’exposition professionnelle mixte (primaire et secondaire) aux pesticides et la consommation de tabac local. L’achat en opposition à l’autoproduction de plusieurs groupes de denrées alimentaire était associé à de plus fortes teneurs de POC. La fréquence de consommation hebdomadaire du poisson, des légumes, du fromage, de l’igname séchée ainsi que du mil, de l’huile de palme et de certaines légumineuses comme le soya, le néré, le niébé et le voandzou était significativement associées aux POC sériques. Conclusion : L’étude a mis en évidence la relation entre le niveau sérique de pesticides organochlorés d’une part, du diabète ou de l’obésité d’autre part. Les concentrations de POC observées au Borgou sont assez élevées et méritent d’être suivies et comparées à celles d’autres régions du pays. Les facteurs contribuant à ces teneurs élevées sont le niveau d’éducation élevé, un meilleur revenu, la résidence en milieu urbain, l’achat et la fréquence de consommation de plusieurs aliments. La contribution du mélange des polluants auxquels les habitants de cette région sont exposés à la prévalence croissante du diabète mérite d’être examinée, notamment les pesticides utilisés actuellement dans la région pour les productions de rente et autres polluants persistants. Ces résultats contribuent à accroître les connaissances sur les facteurs de risque émergents pour le diabète que sont des polluants environnementaux comme les pesticides. Les implications pour la santé publique sont importantes tant pour la prévention des maladies chroniques que pour la sensibilisation des autorités politiques du pays pour une politique agricole et sanitaire adéquate visant la réduction de l’exposition aux pesticides.
Background: The present study examines for the first time in sub-Saharan Africa, the association between exposure to organochlorine pesticides (OCPs) and the risk of type 2 diabetes. The study took place in the Borgou area in the northern part of Benin, where the intensive use of pesticides for cotton production coincides with a high prevalence of diabetes compared to other areas of the country. Objectives: 1) To describe in a sample of subjects with diabetes and in non-diabetic control subjects of Borgou serum levels of some OCPs; 2) To assess the relationship between the risk of type 2 diabetes and serum concentrations of OCPs; 3) To examine the association between overall obesity, the percentage of body fat and abdominal obesity with serum concentrations of OCPs; 4) To explore the contribution of some potential sources of exposure to serum concentrations of OCPs. Methods: This is a case-control study of 258 adults aged 18 to 65 years, identified on the basis of a diabetes prevalence study. Subjects were detected by capillary and venous fasting blood glucose at the threshold of 7mmol /l for diabetic subjects and 5.6mmol / l for the controls. The 129 controls were matched with 129 cases for ethnic group, age ± 5 years, sex and residence location. Personal data and information on potential sources of pesticide exposure were collected by questionnaire. Serum OCPs were determined by gas chromatography coupled with mass spectrometry. Overall obesity was determined by a BMI ≥ 30kg/m2. Abdominal obesity was defined according to waist circumference using the Alberti et al. consensual criteria for metabolic syndrome. The percentage of body fat was measured by bioelectrical impedance and was higher at the threshold of 33% in women and 25% in men. Results: Comparing the third and first tertiles of p,p'-DDE and p,p'-DDT serum concentrations, we observed a two to threefold higher odds ratio for diabetes. The likelihood of abdominal obesity or general obesity was three to five times higher in the upper compared to lower tertile for three of the four detected OCPs, that is: p,p'-DDT, β-HCH and trans-Nonachlor. The socioeconomic factors associated with serum OCPs are high level of education, high income and residence in urban area. The non-food sources of exposure were mixed occupational exposure (primary and secondary) and consumption of local tobacco. The food sources of exposure were purchased foods that are greater source of exposure to pesticide than self-production. The frequency of weekly consumption of fish, vegetables, cheese, dried yam as well as millet, oil palm and some legumes such as soybeans, locust bean, cowpea and Bambara groundnut was significantly associated with serum concentrations of OCPs. Conclusion: The study highlighted the relationship between the serum level of organochlorine pesticides on the one hand, diabetes or obesity on the other. Levels of OCPs observed in Borgou are high enough and need to be monitored and compared to others areas in the country. Factors associated with high levels of OCP in Borgou are high levels of education, high income, residence in urban area, purchase and consumption frequency of several foods. The contribution of the mixture of pollutants, to the increasing prevalence of diabetes in Borgou need to be examined, especially pesticides used currently for commercial productions in agriculture and other persistent pollutants. These results contribute to increase the knowledge on emerging risk factors for diabetes that are environmental pollutants such as pesticides. The implications for public health are important in terms of chronic diseases prevention and sensitization of national policies makers, for proper agricultural and health policy aimed at reducing exposure to pesticides.

Les Innus du Labrador sont des consommateurs de nourriture traditionnelle. Cette dernière est nutritive et intègre divers aspects social, culturel, traditionnel, spirituel et économique fondamentaux pour leur bien-être. Malgré ses bénéfices, elle peut aussi contenir des polluants environnementaux potentiellement dangereux pour leur santé. Les hormones thyroïdiennes (THs) sont impliquées dans diverses fonctions dont la lactation, principalement contrôlée par la prolactine (PRL). Certains polluants sont connus pour affecter ces hormones. La constitution exacte du mélange de polluants dans la nourriture traditionnelle, ainsi que leurs effets sur les hormones des Innus sont méconnus et préoccupants. Cette étude caractérise les profils alimentaire et d'exposition aux polluants sanguins [mercure (Hg), cadmium (Cd), manganèse (Mn), plomb (Pb), sélénium (Se), biphényles polychlorés (BPCs) et pesticides organochlorés (POCs)], évalue les relations entre la diète et la multicontamination, ainsi que les effets de ces polluants sur la thyrotropine (TSH), les THs et la PRL. En 2002 et 2003, une étude transversale utilisant l'approche écosystémique à la santé a été réalisée (n=162). Des questionnaires de fréquence alimentaire, sociodémographique et médicale ont été administrés et des échantillons de sang ont été récoltés. Les échantillons sanguins ont été analysés au TOXEN par des essais radioimmunologiques (hormones), au Centre Hospitalier de l'Université Laval par des méthodes enzymatiques (lipides), au Centre de Toxicologie du Québec par une spectrométrie de masse à plasma d'argon induit (Cd, Pb et Se), par une spectométrie d'absorption atomique (Mn), par une technique manuelle à vapeur froide (Hg total) et, au Centre for Indigenous People's Nutrition and Environment de l'Université McGill par des disques en phase solide et une chromatographie gazeuse couplée à une spectrométrie de masse (BPCs et POCs). Des analyses de correspondance ont été utilisées pour établir les profils alimentaire et d'exposition et des analyses canoniques de correspondance partielle, pour évaluer les relations entre la diète et la multicontamination. Des régressions linéaires multiples ont été effectuées séparément pour les participants âgés de moins et de plus de 40 ans afin d'évaluer les relations entre les concentrations sanguines des hormones et des contaminants. Les profils alimentaire et d'exposition varient selon l'âge, le genre, la scolarité et le tabagisme. Les jeunes sont davantage exposés aux métaux et les plus âgés, aux BPCs et aux POCs. Le Hg, le Mn, le Cd, l'Aroclor 1260, les chlordanes et le DDT expliquent 11% de la variance résiduelle dans la composition de la diète des participants (n= 140). Le Hg est significativement corrélé à l'axe 1 et le Mn, à l'axe 2. Malgré que ces polluants expliquent significativement une partie de la variance dans la diète, il semblerait que leur présence dans le sang ne soit pas fortement reliée à la diète innue. Pour les participants de moins de 40 ans, des relations significatives inverses avec la PRL (Cd, hexachlorobenzène et BPC 170) et la T4 (BPC 156), ainsi que des relations significatives positives avec la PRL (alpha-hexachlorohexane) ont été trouvées. Pour les participants de 40 ans et plus, des relations significatives inverses avec la T3 (Cd) et la T4 (hexachlorobenzène et BPC 101), de même que des relations significatives positives avec la PRL (heptachlor) et laT 4 (BPC 187) ont été observées. Ainsi, les Innus sont exposés par diverses sources alimentaires à de faibles niveaux de métaux, de BPCs et de POCs qui affectent principalement les niveaux sanguins des THs et de la PRL (n=142). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Innus, nourriture traditionnelle, thyrotropine, hormones thyroïdiennes, prolactine, métaux, biphyényles polychlorés et pesticides organochlorés.