Evaluation écotoxicologique des nanoparticules d’argent et leurs dérivés : leurs effets sur la faune, la flore et les microorganismes du sol

More and more manufactured products contain silver nanoparticles (AgNPs) which, among other things, are incorporated for their excellent biocidal property. The life cycle of these nanofunctionalized products generates considerable releases into the environment, particularly in wastewater. The efficiency of wastewater treatment plants makes it possible to trap most species of silver (Ag) in the sludge. However, sewage sludge is often recycled by land application on agricultural land. Soil is the main place of deposition of contaminants in sewage sludge. Due to the amount of sewage sludge produced and spread each year, it has become important to accurately assess the impact of Ag species as they are introduced into the environment.This thesis work consisted of a global evaluation of the effect, on the terrestrial ecosystem, of the forms of Ag brought by the sewage sludge in the soil. For this, an analysis of speciation of Ag brought in soils via digested sewage sludge was carried out. Various animal, plant and microbial organisms have been exposed to this form of Ag, more or less reastically depending on the needs of the study, in order to assess its various harmful effects.The results indicate that AgNPs become completely sulfided following anaerobic digestion of sewage sludge. In this chemical form, Ag is less toxic than AgNPs, to all animals, plants and microbial organisms studied. Ag sulfide is also less bioavailable to these organisms, although it may be slightly bioaccumulated by animals and plants and thus enters food chains. Likewise, an effect may persist on microbial communities. This effect differs depending on the type of soil receiving the sewage sludge, and seems to disrupt the nitrogen nutrient cycle.De plus en plus de produits manufacturés contiennent des nanoparticules d'argent (AgNPs) qui sont, entre autres, incorporées pour leur excellente propriété biocide. Le cycle de vie de ces produits nanofonctionnalisés génère des rejets considérables dans l'environnement, notamment dans les eaux usées. L'efficacité des stations d'épuration permet de piéger dans les boues la plupart des espèces d'argent (Ag). Cependant, les boues d'épuration sont souvent recyclées par épandage sur des terres agricoles. Le sol est donc le principal lieu de dépôt des contaminants des boues d'épuration. En raison de la quantité de boues produite et épandue chaque année, il est devenu important d'évaluer avec précision l'impact des espèces d'Ag telles qu’elles sont introduites dans l'environnement. Ce travail de thèse a consisté en une évaluation globale de l'effet, sur l'écosystème terrestre, des formes d'Ag apportées par les boues dans le sol. Pour cela, une analyse de spéciation de l’Ag, apporté dans les sols par des boues d’épuration digérées, a été réalisée. Divers organismes animaux, végétaux et microbiens ont été exposés à cette forme d'Ag, de manière plus ou moins réaliste selon les besoins de l’étude, afin d'en évaluer les différents effets néfastes.Les résultats indiquent que les AgNPs se retrouvent complètement sulfurées suite à une digestion anaérobie des boues d'épuration. Sous cette forme chimique, l’Ag est plus faiblement toxique que les AgNPs, pour tous les organismes animaux, végétaux et microbiens étudiés. L’Ag sulfuré est également plus faiblement biodisponible pour ces organismes, bien qu’il puisse être légèrement bioaccumulé par les animaux et végétaux et ainsi entrer tout de même dans les chaînes trophiques. Néanmoins, un effet durable sur les communautés microbiennes a été observé. Cet effet diffère selon la nature du sol recevant les boues, et semble perturber le cycle des nutriments azotés