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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
Cible
Transfert
Source et dangers
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• 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)
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 20104
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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
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
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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, ...).
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 20106
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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
Caractériser le risque pour les écosystèmes
=
calcul de risque + estimation des incertitudes
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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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
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)
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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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 201010
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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
Caractériser le risque pour les écosystèmes
=
calcul de risque + estimation des incertitudes
Ces méthodologiesconduisent-elles àdes caractérisationsdifférentes des
risques ?
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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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
•Guidelines for Ecological Risk Assement (USEPA, 1998)
Appliquées à trois sites
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Variabilité méthodologique ?
US EPA
Caractérisation
Application des ERE
Caractérisation des dangers
Choix des entités cibles
Caractérisation
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
des exposition
Calculs des indices de risque
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Variabilité méthodologique ?
UK US EPA
Concentration Sol Caractérisation
Application des ERE
SSV
Caractérisation écologique
Caractérisation des dangers
Choix des entités cibles
Caractérisation T
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
Lien entre quotient de risque
et atteinte écologique
des exposition
Calculs des indices de risque
EMOIN
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Variabilité méthodologique ?
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 des dangers
Choix des entités cibles
Caractérisation T
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
Lien entre quotient de risque
et atteinte écologique
Caractérisation de l’exposition
(DJE)
Caractérisation du risque (C+I)
des exposition (DJE)
Calculs des indices de risque
EMOIN
15
Variabilité numérique ?
Application des ERE
q
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 201016
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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
17
Site B : écosystème terrestre + eaux superficiellesancienne blanchisserie
Présentation des sites
Peupleraie
Objectifs :
Évaluer les effets de l’activitéindustrielle sur l’écosystème(approche rétrospective)
Déterminer des scénarios d’usagecompatible avec la pollution du
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
La Deûle
Dalle de béton
Zone delagunage
Décharge clôturée
compatible avec la pollution dusite (approche prospective)
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Site A : écosystème terrestreContamination par ETM
Présentation des sites
A3A2
Objectif :
Évaluer l’effet de lapollution des sols sur lesplantations et déterminersi la plantation est un bonmoyen de gestion des sols
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
A1 A4
contaminés par les ETM
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Variabilité numérique ?
UK CEAEQ & US EPA
Application des ERE
Quotient de risque par agent de stress et par station
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
stress et par station
Risque global
Exposition : DJE
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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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
Taupe
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Variabilité des résultats ?
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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 201022
Variabilité numérique ?
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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
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?
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Variabilité des résultats ?
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
Autres groupes : influencés par autres facteurs
Agents de stress : Pb, Cd, Zn Cu, As, Hg
Entités cibles encourant un risque
Flore
Oiseaux herbivores
2 oiseaux omnivores
Campagnol agreste
Taupe
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
Atteintes écologiques constatées
Validation par un témoin
Critères de causalité de Hill
Taupe
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Variabilité des résultats ?
Application des ERE
UK
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 201025
Variabilité des résultats ?
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
Autres groupes : influencés par autres facteurs
Agents de stress : Pb, Cd, Zn Cu, As, Hg
Entités cibles encourant un risque
Flore
Oiseaux herbivores
2 oiseaux omnivores
Campagnol agreste
Taupe
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
Atteintes écologiques constatées
Validation par un témoin
Critères de causalité de Hill
Taupe
Cible = oiseaux
Fiabilité
Prospectif
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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
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
Rapprochement ERS & ERE
27
Merci de votre attentionMerci de votre attention
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
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)
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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.
A. Deram – Journée de restitution RECOR.D – 1er juillet 2010
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