Nanoparticules : influence des conditions d’essais et des paramètres physico-chimiques sur l’écotoxicité pour le milieu aquatique

Nanoparticles (NP) have been extensively applied in commercial products. It is consequently unavoidable that a large amount of NP will be discharged into environment, underlining the need to evaluate the ecotoxicological effect of NP towards aquatic organisms. However, relevant experts identified that “a large number of standardized test guidelines […] are unlikely to be applicable in their present state to engineered nanomaterials” (OECD). Indeed, the potential hazard of NP may be related to unusual physicochemical properties such as their particles size, agglomerate state in suspension and/or surface chemistry. Moreover, the method performed to disperse NP and achieve the testing suspensions can be seen as a drawback since it introduces an additional variable into the test design. Our work aims at characterizing the ecotoxicity of ceria NP toward aquatics micro-algae taking into account the influence of the dispersive methods and the physico-chemical properties of NP. The results obtained clearly show that ceria NP are ecotoxic toward micro algae compare to bulk materials. The toxic effect was principally attributing to the initial particles size and, to a lesser extent, to the agglomeration state. This suggest that exposure to NP could be expressed in surface area complementary to a mass basis. In addition, we have demonstrated that ceria NP were able to entrap and wrap the algae cells, which may contribute to the nanotoxicity.La singularité des propriétés physicochimiques des nanoparticules (NP) et le fait qu’un grand nombre de produits dits « nanostructurés » sont d’ores et déjà mis sur le marché en font un des sujets majeurs d’étude de ces dernières années. La dissémination de ces NP ou des résidus nanoparticulaires dans les différents compartiments de l’environnement est ainsi devenue une préoccupation grandissante, à l’instar de l’impact potentiel qu’ils peuvent avoir sur les organismes vivants. De nombreuses questions se posent, en effet, quant à l’applicabilité des outils actuels pour évaluer l’écotoxicité de ces produits émergents, notamment dans un cadre réglementaire. Les méthodes de préparation et les propriétés physico-chimiques des milieux d’essai (pH, force ionique) ont notamment été identifiées comme des éléments clés dans l’évaluation de l’écotoxicité des NP. Ils vont en effet conditionner certains paramètres physiques de la suspension tels que l’état d’agglomération des NP et leur stabilité, lesquels peuvent influencer leur écotoxicité. Cependant, peu de travaux concernant l’écotoxicité des NP intègrent de façon systématique l’influence des conditions d’essai, de même que l’importance des propriétés physicochimiques des NP. Ainsi, les objectifs de nos travaux sont multiples et visent à étudier l’influence de différentes méthodes de préparation des suspensions d’essai sur l’état d’agrégation de NP, et à identifier les paramètres physicochimiques (état d’agglomération, chimie de surface, taille initiale de la particule) potentiellement responsable de l’écotoxicité pour les organismes aquatiques. Nous avons pour cela entrepris l’étude de différentes NP d’oxydes de cérium en tant que particules modèles. Ces NP sont utilisées comme catalyseur dans certains moteurs diesels ou comme agent protecteur (anti-rayure, anti-UV) dans les peintures extérieures. Ils peuvent de ce fait se retrouver facilement dans l’environnement. Les effets pour le compartiment aquatique de ces NP ont été appréhendés à travers l’étude de leur écotoxicité vis-à-vis des micro-algues d’eau douce (P. subcapitata). Ces organismes, à la base des chaînes trophiques aquatiques, sont classiquement utilisés en tant qu’organismes modèles pour la détermination de l’écotoxicité des substance