Accumulation of natural organic matter on the surfaces of living cells: implications for the interaction of toxic solutes with aquatic biota

Abstract

Des substances humiques de reference (acides fulviques et humiques) ont ete utilisees pour mettre en evidence l'adsorption de la matiere organique dissoute naturelle (MOD) sur des surfaces biologiques. Les experiences ont ete realisees a des valeurs de pH (4-7) et a des concentrations en MOD (0-20 mg.L -1 ) representatives de celles rencontrees dans le milieu naturel, et a des forces ioniques entre 0,02 a 0,1 M. Comme modeles biologiques nous avons employe des cellules phytoplanctoniques (Chlorella pyrenoidosa, Synechococcus leopoliensis) ainsi que des cellules de branchies de poisson (Salmo salar). La charge superficielle des cellules etait initialement negative; en presence de la MOD elle devenait plus negative, tel que demontre par des mesures de mobilite electrophoretique. Cet effet de la MOD etait plus important a pH 4 qu'a pH 7, ce qui suggere que l'interaction de la MOD a la surface de la cellule implique soit la formation de liens hydrogene (entre des groupements fonctionnels electronegatifs presents au sein de la MOD et a la surface biologique), soit la formation de liaisons hydrophobes entre la surface cellulaire et des regions hydrophobes de la MOD. L'adsorption de la MOD a la surface des cellules a ete confirmee par des mesures directes, ou des pertes de MOD de la phase dissoute ont ete suivies apres addition de cellules phytoplanctoniques, de meme que par l'observation de l'association de substances humiques aux surfaces algales a l'aide de la microscopie electronique a transmission. Les resultats de ces experiences demontrent que la MOD interagit avec des surfaces vivantes; cette interaction pourrait influer sur les processus physiques et chimiques importants qui se deroulent a l'interface cellule-solution.