c i d éhdl i comparaison des méthodologies suite à leur

C i d é h d l i

EA 4483 - Impact de l’environnement chimique sur la santé humaine Laboratoire de botanique de la Faculté de Pharmacie (Lille 2)

Université de Lille Nord de France

Journée de restitution RECORD - 1 juillet 2010

Comparaison des méthodologies d'évaluation des risques pour les écosystèmes

suite à leur application in situ

Étude complémentaire à la thèse d’A. Hayet, cofinancée par l’ADEME et RECORD

- Annabelle DERAM -

Financement

ADEME / RECORD 1

Evalaution des risques

A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 20102

L’évaluation des risques pour les écosystèmes

Evaluation des risques pour les écosystèmes (ERE) : démarche

scientifique ayant pour objectif d’évaluer la probabilité d’apparitionscientifique ayant pour objectif d évaluer la probabilité d apparition

d’effets écologiques néfastes (Hope, 2006; Munns, 2006)

Risque = f(D,T,C)

Risque = probabilité d’apparition d’effets néfastes


Cible

Transfert

Source et dangers

3

• Concept simple

Qu’est-ce qu’une évaluation des risques pour les écosystèmes ?

Application des ERE

p p

• Définition assez récente : Suter 1993, première méthodologie 1998, US EPA

• Application très récente : retour d’expérience publié en 2008, UK

en France, interview des acteurs en 2004 (RECORD, 2005)


1) Définir des hypothèses de risque :

Réaliser une évaluation des risques pour les écosystèmes ?

Application des ERE

Sources (agents de stress) – vecteurs – cibles écologiques

Ex : plomb – accumulé par le pissenlit –consommé par la Perdrix grise

2) Obtenir un indice de risque (IR) pour chaque hypothèse de risque

IR>1 : risque inacceptable pour l’écosystème

IR< 1 : pas de risque inacceptable pour l’écosystème


IR 1 : pas de risque inacceptable pour l écosystème

IR = Dose journalière d’exposition/valeur toxicologique de référence

IR =3,08/1,63 = 1,89

5

Calcul de l’indice de risque ?

Valeur toxicologique de référence

Appellation générique regroupant tous les types d'indices toxicologiques qui permettent

Application des ERE

Appellation générique regroupant tous les types d indices toxicologiques qui permettent

d'établir une relation entre une dose et un effet ou entre une dose et une probabilité

d'effet.

Ces valeurs sont établies par des instances internationales (OMS, CIPR, ...) ou des

structures nationales (US-EPA, ATSDR, RIVM, Health, CSHPF, ...).


Calcul de l’indice de risque ?

Dose journalière d’exposition

Ex : 3,08 mg de plomb par kg de perdrix et par jour

Application des ERE

2) Régime alimentaire

eau/alimentation?

quel(s) aliment(s)?

en quelle(s) quantité(s)?

1) Définir les voies d’exposition

inhalation

contact

ingestion involontaire

chaîne alimentaire3) Mode de vie

compétition ressource

i bilité


degré de contamination?variabilité vs sexe

variabilité vs age

mobilité

migration

variation saisonnière

… 7

Caractérisation de risque ?

Caractériser les sources et les agents de stress

Caractériser l’écosystème en présence

Application des ERE

les sources et les agents de stress l écosystème en présence

Caractériser l’exposition des entités cibles


Caractériser le risque pour les écosystèmes

=

calcul de risque + estimation des incertitudes

8

Contribution de l’écologie à la caractérisation de sites contaminés

Application à l’évaluation des risques écologiques

Travaux de recherche (2006-2009) financé par ADEME / RECORD

Application à l évaluation des risques écologiques

Thèse soutenue parAudrey Hayet

Direction de thèse Dr. B. De foucault & Dr. A. Deram


EA 2690 - Toxiques et cancérogènes professionnels et environnementaux Laboratoire de botanique de la faculté des sciences pharmaceutiques et biologiques

Institut Lillois d’Ingénierie de la santé (ILIS)

9

Caractériser l’écosystème?

Inventaire de terrain Qualité de l’écosystème

Identification des causes de dysfonctionnements E.R.E.

Indicateurs écologiques État de santé de l’écosystème


Caractérisation de risque ?

Caractériser les sources et les agents de stress

Caractériser l’écosystème en présence

Application des ERE

les sources et les agents de stress l écosystème en présence

Caractériser l’exposition des entités cibles


Caractériser le risque pour les écosystèmes

=

calcul de risque + estimation des incertitudes

Ces méthodologiesconduisent-elles àdes caractérisationsdifférentes des

risques ?

11

Trois méthodologies d’ERE générales (ni matrice, ni substance) :

Variabilité des méthodologies d’évaluation des risques pour les écosystèmes

Application des ERE

• Ecological Risk Assement, Environmental Agency of United Kingdom, 2003

• Procédure d’évaluation du risque écotoxicologique pour la réhabilitation de terrains

contaminés, CEAEQ, 1998


•Guidelines for Ecological Risk Assement (USEPA, 1998)

Appliquées à trois sites

12

Variabilité méthodologique ?

US EPA

Caractérisation

Application des ERE

Caractérisation des dangers

Choix des entités cibles

Caractérisation


des exposition

Calculs des indices de risque

13


UK US EPA

Concentration Sol Caractérisation

Application des ERE

SSV

Caractérisation écologique



Caractérisation T


Lien entre quotient de risque

et atteinte écologique

des exposition


EMOIN

14


UK CEAEQ US EPA

Concentration SolPERE

C i S l Caractérisation

Application des ERE

SSV

Caractérisation écologique

QEREChoix des

entités cibles

Concentration Sol

FPGC



Caractérisation T


Lien entre quotient de risque

et atteinte écologique

Caractérisation de l’exposition

(DJE)

Caractérisation du risque (C+I)

des exposition (DJE)


EMOIN

15

Variabilité numérique ?

Application des ERE

q


Site C : écosystème aquatiquesources de pollutions complexes et multiples

Présentation des sites

Objectif de l’ERE : jÉvaluer les effets du rejet d’eaux potentiellement contaminées sur l’écosystème aquatique


17

Site B : écosystème terrestre + eaux superficiellesancienne blanchisserie


Peupleraie

Objectifs :

Évaluer les effets de l’activitéindustrielle sur l’écosystème(approche rétrospective)

Déterminer des scénarios d’usagecompatible avec la pollution du


La Deûle

Dalle de béton

Zone delagunage

Décharge clôturée

compatible avec la pollution dusite (approche prospective)

18

Site A : écosystème terrestreContamination par ETM


A3A2

Objectif :

Évaluer l’effet de lapollution des sols sur lesplantations et déterminersi la plantation est un bonmoyen de gestion des sols


A1 A4

contaminés par les ETM

19


UK CEAEQ & US EPA

Application des ERE

Quotient de risque par agent de stress et par station


stress et par station

Risque global

Exposition : DJE

20

Variabilité des résultats ?

Application des ERE

Conclusions CEAEQ & US EPA

Agents de stress avérés

Pb, Cd, Zn – Cu, As, Hg

Entités cibles encourant un risque

Flore

Oiseaux herbivores

2 oiseaux omnivores

Campagnol agreste


Taupe

21


Conclusions UK

Application des ERE

Pas d’entité cible lors du calcul de risque

Mais la caractérisation des risques : lien avec atteintes écologiques

Agent de stress : Cd, Pb, Zn, - As, Hg, Ni



UK

Application des ERE

C l iConclusions

Macrofaune du sol et champignons

Végétaux accumulent mais tolérants

A t i fl é t f t

Inventaire de terrain a posteriori


Autres groupes : influencés par autres facteurs

Ex : oiseaux : structure du boisementPas de sélection des cibles a priori, mais atteintes

Le témoin valide t-il le lien?

23


UK CEAEQ & US EPA

Application des ERE

Conclusions

Agent de stress : Cd Pb Zn As Hg Ni

Conclusions

Agents de stress : Pb Cd Zn – Cu As HgAgent de stress : Cd, Pb, Zn, As, Hg, Ni

Atteintes écologiques avérées :Macrofaune du sol et champignons

Végétaux : accumulant mais tolérants


Agents de stress : Pb, Cd, Zn Cu, As, Hg


Flore

Oiseaux herbivores

2 oiseaux omnivores

Campagnol agreste

Taupe


Atteintes écologiques constatées

Validation par un témoin

Critères de causalité de Hill

Taupe

24


Application des ERE

UK



UK CEAEQ & US EPA

Application des ERE

Conclusions

Agent de stress : Cd Pb Zn - As Hg Ni

Conclusions

Agents de stress : Pb Cd Zn – Cu As HgAgent de stress : Cd, Pb, Zn As, Hg, Ni

Atteintes écologiques avérées :Macrofaune du sol et champignons

Végétaux : accumulant mais tolérants


Agents de stress : Pb, Cd, Zn Cu, As, Hg


Flore

Oiseaux herbivores

2 oiseaux omnivores

Campagnol agreste

Taupe


Atteintes écologiques constatées

Validation par un témoin

Critères de causalité de Hill

Taupe

Cible = oiseaux

Fiabilité

Prospectif

26

Perspectives de recherche

éd i d i i d (CEAEQ)

Application des ERE

Fiabilité : VTR/DJE

Précision insuffisante

Significativité du risque : IR>1 ?

réduction des incertitudes (CEAEQ)

règne végétal

classe de risque


Rapprochement ERS & ERE

27

Merci de votre attentionMerci de votre attention


Remerciements

Encadrement scientifique et technique :

Direction de thèse : Bruno de Foucault, Annabelle Deram – Université de Lille 2

Comité de suivi : Cécile Grand (ADEME), Bénédicte Couffignal (RECORD), Julie Charton (EDF), Anne Basseres(TOTAL), Lauro Cimolino (SOCOTEC), Gérard Keck (Ecole vétérinaire de Lyon), Alain Pérez (TOTAL), Jean-LucMeulan (SECHE)

Comité scientifique : Anne Bassères (TOTAL), Annette de Vaufleury (Université de Franche-Comté), Valérie Bert(INERIS), Marc Babut (CEMAGREF), Yves Perrodin (ENTPE)

Partenariat scientifique et technique

APESA (JF Lascourrèges, JL Crabos),Centre de recherche de Lacq (Anne Bassères, JM Dalens) ,Laboratoire d’écologie des sols tropicaux / IRD - Bondy (Nuria Ruiz-Camacho)


Financements :

Allocation de recherche : RECORD / A.D.E.M.E.

Projet de recherche financé par RECORD

Ecotoxicité des sols et étude de la macrofaune en partenariat avec l’I.R.D. : A.D.E.M.E.

Données de caractérisation physico-chimique, écotoxicologique et écologique (site C) : RETIA / TOTAL

Gestion des financements : GRIFE

Valorisation scientifique

Publications

Hayet A., Deram A., Couffignal B. Evaluation des risques écologiques : vers une harmonisation à l’échelle européenne. Environnement, Risques et Santé. Vol. 8 (2) . Mars 2009.

Evaluation des risques environnementaux et risque acceptable : analyse comparative des méthodologies. q q p y p gEtude ILIS / RECORD, Juillet 2005. Mise en ligne en janvier 2007.

Hayet A., Deram A. Defining the geographical limits of ERA : help-decision tool to improve the initiation of the evaluation. In prep.

Colloques internationaux

Evaluation des risques écologiques. Application à un site contaminé aux ETM. Communication orale. Deuxième journée de recherche sur les sites et sols pollués. Paris, le 17 Octobre 2009.


j p ,

Relevant tools to improve the initiation of Ecological Risk Assessment. Poster corner. SETAC Porto, May 2007

Ecological Risk Assessment (ERA) : variability of nine methodologies and its consequences on results and application of the ERA. Poster. SETAC La Haye, May 2006

c i d éhdl i comparaison des méthodologies suite à leur

Documents