ABSTRACT. – In this review we examine the interactions between bioturbating infauna and sediment pollutants with emphasis on what determines the fate of contaminants in bioturbated sediments. Our review is based on experimental case studies, especially of the polychaetes Arenicola marina and Nereis diversicolor. Bioturbation by infauna affects pollutants via a number of mechanisms such as particle mixing and irrigation which lead to the transport and redistribution of pollutants, through the stimulation of microbial degradation of organic contaminants by enhancing the availability of molecular O² in bioturbated sediments, and via their own metabolism of contaminants. A. marina is an example of an infauna species that mostly affects pollutant fate via transport, both particle mixing and especially its effective flushing of porewaters via irrigation. It also stimulates microbial processes in sediments, including the degradation of organic pollutants. N. diversicolor is an example of an infauna species that actively metabolizes organic pollutants and plays an important role on pollutant fate in that way. It also flushes dissolved components from sediments and stimulates microbial degradation, but to a lesser extent than A. marina. N. diversicolor affects the particle-associated fraction of contaminants to an even lesser extent via its biodiffusive mixing. By examining the effects of these two and other species on the fate of sediment pollutants we demonstrate that the many different mechanisms by which infauna affect pollutants interact in complicated and, at times, contradictory ways, also depending on physicochemical characteristics and the localization of sediment pollutants. This makes the overall effects on pollutant fate variable and dependent on the specific situation. We suggest that mechanistically correct models which link the fates and effects of pollutants to bioturbation transport processes provide promising tools for the prediction of the outcome of these complicated interactions. Such models are therefore of interest to both scientists studying these phenomena and to managers who need to predict the fate and effects of pollution events in bioturbated habitats.

RÉSUMÉ. – Dans cette revue de synthèse nous examinons les interactions entre la faune des sédiments causant de la bioturbation et les polluants des sédiments, en mettant l’accent sur le devenir des contaminants dans les sédiments soumis à la bioturbation. La synthèse se base sur des études de cas expérimentaux, à propos des Polychètes Arenicola marina et Nereis diversicolor principalement. La bioturbation engendrée par la faune intrasédimentaire affecte les polluants via un certain nombre de mécanismes tels que le remaniement des particules sédimentaires et l’irrigation, qui entraînent le transport et la redistribution des polluants, avec la stimulation de la dégradation microbienne des contaminants organiques par l’augmentation de la disponibilité en O² moléculaire dans les sédiments subissant la bioturbation, et via le métabolisme propre des contaminants. A. marina est un exemple d’espèce de sédiments qui agit sur le devenir des polluants par leur transport de manière importante, à la fois par le remaniement des particules sédimentaires et spécialement par l’évacuation de l’eau interstitielle par irrigation. Elle stimule aussi les processus microbiens dans les sédiments, y compris la dégradation des polluants organiques. N. diversicolor est un exemple de représentant intra-sédimentaire qui métabolise activement les polluants organiques et joue ainsi un rôle important sur le devenir des polluants. Elle élimine aussi les composés dissous des sédiments et stimule également la dégradation microbienne, mais à un degré moindre que dans le cas de A. marina. N. diversicolor agit sur la fraction des contaminants associée aux particules sédimentaires encore plus faiblement en les mélangeant par biodiffusion. L’examen des effets de ces deux espèces, et d’autres espèces sur le devenir des polluants des sédiments nous permet de montrer que les nombreux mécanismes différents par lesquels la faune des sédiments intervient sur les polluants inter-agissent selon des voies complexes et parfois contradictoires, qui dépendent en outre des caractéristiques physicochimiques et de la localisation des polluants dans le sédiment. Ceci rend l’effet global sur le devenir des polluants variable et dépendant de la situation donnée. Nous suggérons que des modèles théoriquement corrects liant le devenir et les effets des polluants aux processus de transport induit par la bioturbation fournissent des outils prometteurs dans la prédiction du bilan de ces interactions complexes. De tels modèles sont intéressants pour les scientifiques étudiant ces phénomènes, comme pour les décideurs qui ont besoin de prévoir le devenir des polluants et l’impact des pollutions dans les habitats soumis à la bioturbation.