Écotoxicologie évaluation du risque écotoxicologique
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Écotoxicologie évaluation du risque écotoxicologique
- Science des contaminants dans la biosphère et de leurs effets
- Etude des effets nocifs provoqués par des produits chimiques sur un écosystème
- Effets de l ’anthropisation sur l ’environnement
Écotoxicologie : synthèse de nombreuses disciplines
- physiques : géologie, océanographie, climatologie, hydrologie, chimie organique, chimie minérale, …
- biologiques : écologie, microbiologie, biochimie, zoologie, botanique, génétique, physiologie, épidémiologie, pathologie, …
complexe, fait appel à de très nombreuses spécialités - science transversale.
Définir le système :
Environnement, biosphère, écosystème ?
Biosphère : région de la planète qui renferme l ’ensemble des êtres vivants et dans laquelle la vie est possible en permanence (lithosphère, hydrosphère et atmosphère)
Ecosphère : biosphère + zones parabiosphèriques + haute atmosphère
Ecosystème : une partie relativement homogène de la biosphère, unité fonctionnelle en écologie
écosystème = biotope + biocénose
Écosystème : - système ouvert
- système en équilibre, évolue vers équilibre
- système dynamique
- système spécifique
- décrire et caractériser le système étudié (biotope et biocénose)
- connaître son équilibre avant perturbation
- extrapoler à d ’autres écosystèmes
Étude écotoxicologique : contamination d ’un écosystème (intrant)
polluantBiotope+biocénose
Biotope : - dégradations (hydrolyse, oxydations, photolyses, …) = réactions abiotiques- adsorption, fixation (disponible, non disponible)- transfert (dilution) à l ’intérieur de l ’écosystème ou à d ’autres biotopes
Vecteurs du polluant : - air- eau (ruissellement, percolation)
Eau de surface(ruisseau, rivière,étang, lac, océan …)
Eau souterraine (nappe phréatique, puits, …)
Effet local Effet régional Effet global
Ex : radioactivité de la centrale nucléaire de Tchernobyl DDT présent dans les glaces de l ’antarctique
Transfert biotope / biocénose :- réseau trophique- biotransformations (réactions biotiques)- accumulation dans les organismes : bioconcentration
- amplification à chaque niveau trophique : bioaccumulation ou bioamplification
biomasse Concentration xénobiotique
- toxicité : biomarqueurs, bio-indicateurs, sentinelles, …- déplacement : migration (ex : saumons / dioxines)
Ctruite
Ceau
Ctruite >> Ceau
Biomarqueur : toute réponse biologique à un produit envionmental constaté à un niveau inférieur à celui de l ’individu. Réponse mesurée ( quantifiable)ex : - activité CYP 450 (test EROD)
- induction des metallothionéines
bio-indicateurs : espèces animales ou végétales qui, en raison de leurs spécificités écologiques, jouent le rôle d ’indicateurs précoces de modifications d ’origine anthropique de l ’environnement.
- bio-indicateurs d ’effets écologiques d ’une catégories de polluants : en réagissant en moins (disparaissent) ou en plus (pullulent)
- bio-indicateurs de contamination : concentration du polluant (lichen, moules, … )
Danger : toxicité pour les organismes (bactéries, levures, algues, plantes, invertébrés, vertébrés)
- identification : type de toxicité (biocide, inhibition de la croissance, neurotoxicité, trouble du comportement, diminution de la diversité à l ’intérieur de l ’écosystème, …)
- caractérisation : relation dose/effet : - les doses toxiques / durées
- les doses sans effets observables
Évaluation du risque écotoxicologique : - danger- risque
Mise en évidence d ’une toxicité :- observation (biomarqueur, bio-indicateur, sentinelle)
- essais toxiques (end point) :
Système simple Système complexe
Récepteurgène
Écosystèmeécosphère
cellulesorgane
1 chaîne trophique
Plusieurs espèces
organisme
Pertinence et solidité des informations
Ex : écotoxicité dans en milieu aquatique
Bilan étude écotoxicologique : définir une concentration sans effet néfaste pour l ’écosystème.
- recherche des données et/ou expérimentation
- analyse critique des données information
- synthèse des informations
- définir, calculer (avec des facteurs de sécurité) la
PNEC : predicted no effect concentration
En parallèle, déterminer la contamination de l ’écosystème
- déterminer les concentration dans les différents compartiments de l ’écosystème (biotope et biocénose)
- conditions d ’utilisation, mobilité du polluant (dilution, transfert dans différents compartiments, rémanence ou dégradation, …)
souvent nécessité de définir des scénarios, hypothèses pour simplifier le problème.
PEC : predicted environmental concentration
Risque : estimation qualitative et/ou quantitative compte tenu des incertitudes inhérentes à l ’évaluation, de la probabilité de la fréquence et de la gravité des effets indésirables connus ou potentiels.
Quotient de risque (risk quotien) = RQ
RQ =PEC
PNECRQ < 1 : pas d ’effet néfaste prévu
RQ = 1 : des effets néfastes pourraient survenir (affiner l ’évaluation, réduire l ’usage, ne pas utiliser le produit)
RQ > 1 : des effets néfastes probables (ne pas utiliser le produit, réduire l ’usage)
Evaluation peut-être locale, régionale ou nationale :
- PEC locale, régionale ou nationale : dimension de la contamination, des déplacements de contaminants et donc de l ’exposition.
Evaluation aiguë ou chronique :
- en fonction des données toxicologiques : tests aiguës ou chroniques (PNEC)
Conclusion :- nombreuses difficultés car :
- discipline transversale- diversité et spécificité des écosystèmes (biotope et biocénose)- systèmes ouverts (intrants), interactions
- actuellement : toxicité aiguë (toxicité chronique ?)ex : Gambusia holbrooki
Micropterus salmoïdes
Irradiation trouble comportement
- paradigme dilution paradigme effet boomerang
Rapports écotoxicologiques :
- 9 sujets / utilisation pesticide
- 3 groupes / sujet; 4 étudiants (5) / rapport
- choix des sujets et organisation des groupes : avant le 15 février (16 heures)
- rapports à rendre avant mardi 10 mai 16 heures
- 1 rendez-vous possible
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