Study and modelling of the effect of herbicides pulse exposure on freshwater microalgae

De plus en plus de substances chimiques sont émises et détectées dans l'environnement.Parmi ces substances, on trouve les herbicides qui sont utilisés en agriculture pour luttercontre la présence des mauvaises herbes. Après leur application sur les sols, les herbicidespeuvent être entrainés par les eaux de pluie jusque dans les ruisseaux et les rivières. Lesconcentrations de ces substances varient donc de manière importante dans les systèmesaquatiques en période de pluie ou en période de temps sec. Des pics élevés de concentrationssont suivis de période de concentrations très faibles ou nulles. Les herbicides présents dans lescours d'eau peuvent engendrer des effets toxiques sur les algues et les plantes aquatiques. Orles tests classiques d'écotoxicologie effectués en laboratoire sont réalisés en exposant lesespèces vivantes à des polluants de manière continue. Ils ne permettent donc pas d'évaluer leseffets des concentrations fluctuantes comme celles des herbicides. Le but de cette thèse estd'étudier et de modéliser les effets des concentrations fluctuantes d'herbicide sur les espècesde microalgues vertes Scenedesmus vacuolatus et Pseudokirchneriella subcapitata. Desexpériences en laboratoire ont également été effectuées dans le but de valider le modèle.Quatre herbicides ont été testés. Il s'agit de l'atrazine (utilisé jusqu'à récemment pour lemaïs), du diuron (utilisé dans la vigne), de l'isoproturon (utilisé pour les céréales) et du Smétolachlore(utilisé pour le maïs). Les résultats de ce travail de thèse indiquent que les effetsdes concentrations fluctuantes d'herbicide peuvent être modélisés sur des algues d'eau douce.Le modèle est relativement simple pour les inhibiteurs de la photosynthèse tels que l'atrazine,le diuron ou l'isoproturon. Il nécessite la connaissance de deux paramètres, le taux decroissance de l'algue sans polluant et la courbe dose-réponse pour chaque substance.Cependant, des expériences supplémentaires doivent être réalisées si la substance étudiéeinduit un délai de l'effet et du rétablissement ou si une algue est cultivée avec une autre alguedans le même milieu de croissance. Le modèle pourrait également être adapté pour tenircompte des mélanges de substances. Appliqué pour prédire les effets sur les algues descénarios réels, le modèle montre que les longs pics de concentrations jouent le rôle le plusimportant. Il est donc crucial de les mesurer lors du monitoring des cours d'eau. D'autre part,une évaluation du risque effectuée avec ce modèle montre que l'impact des pics deconcentrations sur les espèces les plus sensibles est total. Cela met en évidence, une fois deplus, l'importance de tenir compte de ces concentrations fluctuantes dans l'évaluation durisque environnemental des herbicides, mais également des autres polluants.

Late Early Triassic climate change: Insights from carbonate carbon isotopes, sedimentary evolution and ammonoid paleobiogeography

The late Early Triassic sedimentary-facies evolution and carbonate carbon-isotope marine record (delta(13)C(carb)) of ammonoid-rich, outer platform settings show striking similarities between the South ChinaBlock (SCB) and the widely distant Northern Indian Margin (NIM). The studied sections are located within the Triassic Tethys Himalayan belt (Losar section, Himachal Pradesh, India) and the Nanpanjiang Basin in the South China Block (Jinya section, Guangxi Province), respectively. Carbon isotopes from the studied sections confirm the previously observed carbon cycle perturbations at a time of major paleoceanographic changes in the wake of the end-Permian biotic crisis. This study documents the coincidence between a sharp increase in the carbon isotope composition and the worldwide ammonoid evolutionary turnover (extinction followed by a radiation) occurring around the Smithian-Spathian boundary. Based on recent modeling studies on ammonoid paleobiogeography and taxonomic diversity, we demonstrate that the late Early Triassic (Smithian and Spathian) was a time of a major climate change. More precisely, the end Smithian climate can be characterized by a warm and equable climate underlined by a flat, pole-to-equator, sea surface temperature (SST) gradient, while the steep Spathian SST gradient suggests latitudinally differentiated climatic conditions. Moreover, sedimentary evidence suggests a transition from a humid and hot climate during the Smithian to a dryer climate from the Spathian onwards. By analogy with comparable carbon isotope perturbations in the Late Devonian, Jurassic and Cretaceous we propose that high atmospheric CO(2) levels could have been responsible for the observed carbon cycle disturbance at the Smithian-Spathian boundary. We suggest that the end Smithian ammonoid extinction has been essentially caused by a warm and equable climate related to an increased CO(2) flux possibly originating from a short eruptive event of the Siberian igneous province. This increase in atmospheric CO(2) concentrations could have additionally reduced the marine calcium carbonate oversaturation and weakened the calcification potential of marine organisms, including ammonoids, in late Smithian oceans. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Why microalgal biofuels won't save the internal combustion machine

Proponents of microalgae biofuel technologies often claim that the world demand of liquid fuels, about 5 trillion liters per year, could be supplied by microalgae cultivated on only a few tens of millions of hectares. This perspective reviews this subject and points out that such projections are greatly exaggerated, because (1) the pro- ductivities achieved in large-scale commercial microalgae production systems, operated year-round, do not surpass those of irrigated tropical crops; (2) cultivating, harvesting and processing microalgae solely for the production of biofuels is simply too expensive using current or prospective technology; and (3) currently available (limited) data suggest that the energy balance of algal biofuels is very poor. Thus, microalgal biofuels are no panacea for depleting oil or global warming, and are unlikely to save the internal combustion machine.

Cenomanian-Turonian transition in a shallow water sequence of the Sinai, Egypt

Environmental and depositional changes across the Late Cenomanian oceanic anoxic event (OAE2) in the Sinai, Egypt, are examined based on biostratigraphy, mineralogy, delta(13)C values and phosphorus analyses. Comparison with the Pueblo, Colorado, stratotype section reveals the Whadi El Ghaib section as stratigraphically complete across the late Cenomanian-early Turonian. Foraminifera are dominated by high-stress planktic and benthic assemblages characterized by low diversity, low-oxygen and low-salinity tolerant species, which mark shallow-water oceanic dysoxic conditions during OAE2. Oyster biostromes suggest deposition occurred in less than 50 m depths in low-oxygen, brackish, and nutrient-rich waters. Their demise prior to the peak delta(13)C excursion is likely due to a rising sea-level. Characteristic OAE2 anoxic conditions reached this coastal region only at the end of the delta(13)C plateau in deeper waters near the end of the Cenomanian. Increased phosphorus accumulations before and after the delta(13)C excursion suggest higher oxic conditions and increased detrital input. Bulk-rock and clay mineralogy indicate humid climate conditions, increased continental runoff and a rising sea up to the first delta(13)C peak. Above this interval, a dryer and seasonally well-contrasted climate with intermittently dry conditions prevailed. These results reveal the globally synchronous delta(13)C shift, but delayed effects of OAE2 dependent on water depth.