Il est nécessaire de développer un nouveau modèle de toxicologie en collaboration étroite entre géochimistes et écotoxicologues. BLM (Biotic Ligand Model) est le modèle majoritairement utilisé pour évaluer les risques toxicologiques de substances (ex : métaux, Me) vis-à-vis d’organismes vivants. Ce modèle, et tous ceux couramment utilisés, comporte de nombreux problèmes dans sa conceptualisation, ce qui limite son utilisation pour évaluer les risques toxicologiques en milieu naturel et expérimental complexe. BLM est divisé en 3 parties distinctes, présentant chacune des limites : SPECIATION (différentes formes physiques et chimiques). La production de ligands organiques par les organismes vivants sous stress métallique n’est pas prise en compte dans BLM. Seule la concentration finale en matière organique ([MO]) est déterminée et considérée comme de la MO humique (modèle WHAM). Or, les propriétés des MO fraichement produites diffèrent des humiques. Par exemple, sous stress métallique, des composés organiques thiolés (ex : cystéine, phytochélatines) sont produits mais leur présence et leur interaction avec les Me n’est pas prise en compte dans les modèles actuels. LA BIOACCUMULATION est modélisée comme la sorption des Me sous leur forme libre en solution, à un seul ligand « biotique » fictif. Or, suivant le comportement chimique d’un Me, celui-ci va interagir avec différents organes de l’organisme. Par exemple, (1) Hg interagit avec les composés thiolés (cystéine) dans les organismes vivants, (2) Pb va interagir avec de nombreuses molécules du vivant et (3) les terres rares (REE) interagissent avec les pompes calciques de l’organisme. Un seul ligand biotique ne prend pas en compte ces spécificités et ne peut prédire les effets cocktails. LA TOXICITE est calculée à partir de la concentration en Me complexé au ligand biotique. Avec cette conceptualisation, le modèle ne peut calculer la toxicité de mélanges de Me. Dans ce projet, nous développerons, en collaboration entre géochimistes et écotoxicologues, un nouveau modèle de toxicité, libre de droit, prenant plus précisément en compte la spéciation des Me, leur bioaccumulation et leur toxicité. Il est basé sur les hypothèses suivantes : 1) La toxicité d’un Me dépend de sa spéciation, qui dépend de son comportement chimique. Ainsi, les Me sont classés en 3 catégories : – les Me « mous », ayant une forte affinité pour les composés thiolés. Ils regroupent les Me les plus toxiques comme Hg, Cd, Ag, mais aussi des contaminants émergents Au, Pt, Tl et Pd \; – les Me « durs », ayant une forte affinité pour les composés avec l’oxygène (carboxyliques et phénoliques), tels que Na, Mg, REE, Al, Fe, In, etc. – les Me « intermédiaires », ayant une forte affinité pour les amines, comme Co, Ni, Cu, Zn et Pb. 2) La toxicité de cocktail de Me est additive lorsqu’ils font partie du même groupe chimique, et non additive lorsqu’il y a un mélange de Me mous et durs, par exemple.
