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Horizon des enjeux prioritaires pour la connaissance de la qualité chimique des milieux aquatiques H. Budzinski LPTC – ISM - UMR 5255 CNRS - Université

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Présentation au sujet: "Horizon des enjeux prioritaires pour la connaissance de la qualité chimique des milieux aquatiques H. Budzinski LPTC – ISM - UMR 5255 CNRS - Université"— Transcription de la présentation:

1 Horizon des enjeux prioritaires pour la connaissance de la qualité chimique des milieux aquatiques H. Budzinski LPTC – ISM - UMR 5255 CNRS - Université Bordeaux I

2 PRODUITS CHIMIQUES - CONTAMINANTS CHIMIQUES ENV. 18 MILLIONS DE MOLECULES ENREGISTREES AU CAS 96 % CONTIENNENT AU MOINS 1 ATOME DE C PLUS DE SUBSTANCES SONT COMMUNEMENT UTILISEES ( > 1T) DENTRE ELLES PRESENTENT UN DANGER EXISTANT OU POTENTIEL POUR LHOMME ET SON ENVIRONNEMENT ? UNE ÉTUDE DE L US EPA MET EN ÉVIDENCE LE FAIT QUE SUR LES 3000 SUBSTANCES MAJEURES 43% N ONT PAS DE DONNÉES TOXICOLOGIQUES 7% SONT COMPLÈTEMENT RENSEIGNÉES

3 Une bonne évaluation des risques chimiques ? Estimation des rejets Comportement dans l environnement Identification des dangers Relation concentration - effets Caractérisation du risque Concentration dans lenvironnement (PEC) Concentrations sans effet (PNEC)

4 compréhensif détaillé, raffiné initial, préliminaire Niveaux Toxicité à long terme Données sur le terrain Données épidémiologiques Toxicité chronique Toxicité aiguë Effets Mesures sur le terrain Modèles de prédiction dynamique en non-équilibre Modèles de distribution dynamique à léquilibre Données physico-chimiques de base Modèles de partage statique Exposition Incertitudes dans lévaluation du risque 1- manque d informations : rejets et pertes, exposition, toxicologiques, écotoxicologiques, effets des mélanges,… 2- incertitudes des mesures : représentativité, erreurs,… 3- conditions d observations : pertinence, variabilité,… 4- inadaptation des modèles Complexité Pertinence Coût

5 Quelques questions générales Quelles molécules ? Quels compartiments ? Que choisir et pour quoi faire? (ex : présence et/ou biodisponible?; cible sanitaire et/ou enviornnementale?, …) Quelles méthodes?

6

7 Échantillonnage terrain Échantillonnage labo Préparation de léchantillon Analyse Traitement des données Echantillonnage : Matériel (ex : nalgène pour Glyphosate, verre pour HAP) Préparation du matériel (ex : calcination – ultra-traces) Méthodologie (pompes, bouteilles, bennes…) Stratégie (réplicats, pools, hauteur colonne deau, …) – paramètres accompagnateurs (granulo, %CO, % lipides, …)

8 Focazio et al. (2008) NQELQ/LD BLANCS LABO/TERRAIN

9 Échantillonnage terrain Échantillonnage labo Préparation de léchantillon Analyse Traitement des données Echantillonnage : Matériel (ex : nalgène pour Glyphosate, verre pour HAP) Préparation du matériel (ex : calcination – ultra-traces) Méthodologie (pompes, bouteilles, bennes…) Stratégie (réplicats, pools, hauteur colonne deau, …) – paramètres accompagnateurs (granulo, %CO, % lipides, …)

10 Variabilité des mesures Dans les effluents de station Dans les systèmes naturels Prélèvements moyennés – intégrés??

11 Référentiel à définir spécifiquement pour les sédiments et les organismes (??) Sédiments –Hétérogénéité granulométrique (tamisage, broyage ? Risques de contamination) –CO%, black carbon% –Hétérogénité spatiale et temporelle (pools, fréquence?) Organismes –Lipides –Cycle annuel –Stade de vie –Organes? –Compartiment (benthique, pélagique)

12 Cas particulier de la phase particulaire (composés hydrophobes et autres??) Peu ou pas pris en compte à lheure actuelle mais peut être majeur (cas des HAP) (entre 50 et 90% en phase particulaire – variable selon les composés – plus marqués pour les lourds) Problème méthodologique : filtration, centrifugation (volumes deau, conditions de préparation, blancs, …) Quels composés : hydrophobes ou autres?

13 Rôle de la phase particulaire

14 ContaminantPathologie ? Air Eau Sédiment Organismes Bioaccumulation Biotransformation Perturbations Fonctionnelles Génotoxicité Génomique – Protéomique … Sources - Introduction - Présence - Transformation Biodisponibilité Transfert = Devenir - Exposition ? PEC PNEC Couplage Chimie/Biologie

15 Deux exemples : Métabolites des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) « Effect-Directed Analysis » (EDA)

16 DEVENIR DUN XENOBIOTIQUE Accumulation Absorption Excrétion Muta. Cancéro. Repro. Distribution Métabolisation Altérations ADN Interactions Prot HAP

17 Electrophiles Oxydation Conjugaison HAP Composés Hydrophobes METABOLITES Hydrophiles Phase I Phase II Excrétion Toxicité

18 Bivalves Poissons AFSSA, 2003 CONTAMINATION EN HAP DES TISSUS Marée noire « Erika » Décembre

19 Concentration externe biodisponible Effets Exposition Dose interne Dose biologique efficace Létude des métabolites de HAP permet dune part de mieux comprendre lexposition des organismes aux HAP et dautre part détablir un lien entre exposition et effets biologiques comme les altérations de lADN.

20 1298 Comparaison des teneurs en HAP des muscles et des teneurs en métabolites biliaires de 2000 à 2002

21 Identification des composés toxiques dans lenvironnement Chimie : dosage de polluants cibles Biologie : biotests pas toujours spécifiques mais peut voir des choses sans cibler liens chimie / biologie difficiles mécanismes de toxicité nouveaux contaminants produits de biotransformation ??? Limitations actuelles : Approches classiques

22 tox Fractionnement chimique Tests Ecotoxicologiques (Cancérigène Mutagène Reprotoxique - CMR) Identification Moléculaire des polluants = simplification (physico-chimique, affinité, …) Procédure : Sample biotests tox Fractionnement chimique biotests Caractérisation chimique Fractions non toxiques Fractions toxiques Comment déconvoluer ? Fractionnement déchantillons Approche possible

23 GC/MS ???

24 ???? Houtman, 2007

25 Toutes ces questions dépendent du composés a doser Composé Comparti ment Echantillo nnage NQE/LQ/ LD Méthode

26 On dose bien ce que lon connait (danger des coincidences) Impossible de tout doser Composés nouveaux - Composés inconnus (transformations, …) Quels composés ? Fort impact des usages et du mode de vie Actualisaton (veille technique mais aussi sociétale) Focazzio et al., 2008


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