Bioaccumulation and toxic effect of zinc on the green alga Chlorella vulgaris

La pollution des milieux aquatiques par les metaux traces represente un probleme majeur qui necessite l'evaluation du risque de toxicite pour plusieurs especes aquatiques. En particulier, le zinc est un oligo-element qui peut etre toxique a des concentrations elevees pour les organismes vivants, et la liberation de Zn via les eaux usees represente un important probleme de qualite d'eau douce au Canada. Dans le developpement d'une nouvelle technologie de bioremediation, les microalgues peuvent etre utilisees pour le traitement des eaux usees, car elles ont la capacite de bioaccumuler les metaux. Le probleme principal au niveau cellulaire est l'implication des mecanismes moleculaires au cours du processus de bioaccumulation des metaux dans les cellules d'algues. Afin de determiner la capacite maximale des cellules d'algues de Chlorella vulgaris a accumuler le Zn, l'efficacite de la bioaccumulation a ete etudiee par l'estimation de la teneur en zinc dans la biomasse algale quand l'algue C. vulgarisa ete exposee pendant 72 h aux differentes concentrations de ZnCl2. La capacite de la biomasse algale de bioaccumuler le Zn a ete determinee par spectrometrie d'absorption atomique et l'effet toxique du Zn bioaccumule a ete evalue sur l'activite photosynthetique en utilisant l'emission de fluorescence de la chlorophylle. L'induction des phytochelatine a ete analysee qualitativement et quantitativement par chromatographie liquide a haute performance. Selon nos resultats obtenus, le rendement de bioaccumulation le plus eleve a ete atteint pour la plus forte concentration de ZnCl2 (100 mM) a 24 h de temps d'exposition. Dans ces conditions experimentales, la bioaccumulation de Zn etait cinq fois plus par rapport au temoin. La division cellulaire a diminue seulement de 25 % par rapport au temoin. L'inhibition de la photosynthese, liee a l'activite de la photochimie et du transport des electrons du PSII, a seulement diminue de 60 % par rapport au temoin. L'induction de la teneur en glutathion dans les cellules d'algues a ete 6 fois plus par rapport au temoin. La synthese de phytochelatines a ete fortement induite ou le PC4 a du ble par rapport aux PC2. En outre, les resultats ont demontre que le Zn bioaccumule induit un effet de toxicite beaucoup plus fort dans les cellules d'algues pres 48 h par rapport a 24 h d'exposition, comme en temoigne le nombre croissant de cellules mortes, une plus forte action inhibitrice sur la photosynthese, une plus faible absorption et capacite de sequestration en Zn. Enfin, nos resultats ont montre que, pour maintenir l'efficacite optimale de bioaccumulation, l'induction des groupes thiols etait importante afin d'eviter les effets inhibiteurs du Zn. En conclusion, cette etude a permis de determiner les limites d'utilisation de C. vulgaris pour la bioaccumulation en Zn dans le developpement d'une technologie de phycoremediation.