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RÉSUMÉ
L’écotoxicologie consiste à prédire le comportement d’une substance et à évaluer ses effets éventuels en étudiant ses propriétés physico-chimiques et écotoxicologiques. Cet article s’attache à étudier en détails cette évaluation des propriétés des substances chimiques. La phase d’exposition doit être analysée au travers du devenir des substances dans l’environnement et de la bioaccumulation. La phase d’évaluation des effets est, quant à elle, abordée par le biais des essais d’écotoxicité aquatique. L’article se termine sur le classement établi par l’Union européenne.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jacqueline BAKÈS : Ancienne responsable du service toxicologie, ARKEMA
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Philippe LEMAIRE : Toxicologiste environnemental senior, ARKEMA
INTRODUCTION
Pour prédire le comportement d’une substance dans l’environnement, notamment sa répartition dans les différents compartiments (eau, air, sol, sédiment), et évaluer ses effets éventuels sur la faune et la flore environnementales, il convient d’étudier non seulement ses propriétés physico-chimiques mais aussi ses propriétés écotoxicologiques. Ainsi, pour comprendre le passage d’une substance de l’eau vers l’air, il est nécessaire de connaître sa volatilité (donc sa constante de Henry) ; de même que pour appréhender son passage de l’eau vers le sol, il est nécessaire de connaître son coefficient d’adsorption. Il est également indispensable de bien connaître ses propriétés de dégradation et de persistance, celles liées aux mécanismes physico-chimiques telles que l’hydrolyse et la photolyse, mais aussi les propriétés non intrinsèques de la molécule qui servent à connaître son devenir dans l’environnement, telles que la biodégradation en aérobie ou anaérobie dans les sols et dans l’eau. D’autres critères, comme la bioaccumulation (que l’on peut calculer via le Kow), la bioconcentration et la biomagnification sont aussi des critères qui permettent de comprendre le comportement d’une molécule dans l’environnement. Différentes méthodes permettant de déterminer le comportement et le devenir des substances dans l’environnement et d’évaluer leurs effets sur la faune et la flore environnementales sont décrites et expliquées dans les paragraphes suivants.
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4. Évaluation des effets
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L’un des objectifs des essais d’écotoxicité est d’une part l’identification de l’effet, ou des effets, préoccupant(s) d’une substance pour le compartiment de l’environnement concerné et d’autre part la détermination de la concentration au-dessous de laquelle cette substance ne devrait plus avoir d’effet indésirable sur les organismes de ce compartiment. Cette concentration appelée concentration prévue sans effet, ou Predicted No Effect Concentration (PNEC), est l’un des paramètres principaux utilisés dans les méthodes d’évaluation de risques mis en place au niveau européen et international (OCDE).
La PNEC est obtenue en appliquant un facteur d’évaluation aux valeurs provenant des essais effectués sur les organismes du compartiment concerné (par exemple à la CE50, CL50 ou à la NOEC). Le facteur d’évaluation rend compte du degré d’incertitude qui résulte de l’extrapolation à l’environnement réel des résultats des essais effectués sur un nombre limité d’espèces. Par conséquent, plus les données sont nombreuses, plus les essais sont longs, et plus le degré d’incertitude et le facteur d’évaluation sont réduits.
Dans le tableau 4 figurent les facteurs d’évaluation proposés par le guide technique (TGD, Technical Guidance Document) publié par la Commission européenne pour les organismes de l’environnement aquatique d’eau douce. Ces facteurs sont appliqués à la valeur la plus faible obtenue dans les essais disponibles.
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Il existe d’autres méthodes pour déterminer la PNEC. En effet l’approche par les facteurs de sécurité protège l’espèce la plus sensible et n’utilise pas toute l’information disponible relative à la distribution des espèces dans les différents niveaux trophiques et au nombre de données. C’est pourquoi des méthodes, telles que les méthodes statistiques, ont été développées principalement par Stephan et al. (1985), Aldenberg & Slob (1991) et Wagner & Løkke (1991).
L’approche réglementaire que constitue les facteurs de sécurité, est simple à appliquer, mais elle est conservatrice et basée sur des facteurs de sécurité pas toujours scientifiquement justifiables. Les méthodes statistiques sont à l’inverse plus représentatives...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ALDENBERG (T.), SLOB (W.) - Confidence limits for hazardous concentrations based on logistically distributed NOEC toxicity data - . Ecotoxicol. Environ. Saf., vol. 25, p. 48-63 (1993).
-
(2) - ARTHUS-BERTRAND (Y.) - 366 jours pour réfléchir à notre terre - . Éd. De la Martinière (2003).
-
(3) - LEMAIRE (P.), CHEURFA (F.), BOURALY (M.), BOUTONNET (J.-C.) - PNEC determination: a comparison of safety factor and statistical approaches - . Congrès SECOTOX 1999, 5e conférence sur l’écotoxicologie et la sauvegarde de l’environnement, Munich (1999).
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(4) - LYMAN (W.), REEHL (W.F.), ROSENBLATT (D.H.) - Handbook of chemical property estimation methods - . American Chemical Society, Washington, DC (1990).
-
(5) - STEPHAN (C.E.), MOUNT (D.I.), HANSEN (D.J.), GENTILE (J.H.), CHAPMAN (G.A.), BRUNGS (W.A.) - Guidelines for Deriving Numerical National Water Quality Criteria for the Protection of Aquatic Organisms and their Uses - . (U.S.) Environmental Protection Agency Washington, dc, PB85-227049, p. 98 (1985).
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1 Réglementations et directives européennes
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Aérosol : terme d’aéronomie désignant toute substance en suspension dans l’atmosphère sous forme liquide ou particulaire.
Argilo-humique (complexe) : agrégat de particules d’argiles et d’acides humiques (produits de dégradation des matières organiques végétales dans le sol).
AFNOR : Association Française de NORmalisation.
Algistatique : qui bloque le développement des algues.
Anthropique : qui est propre à l’homme ou qui résulte de son action.
Antioxydant : les défenses antioxydantes sont capables de faire face et de détruire les radicaux libres produits en excès dans l’organisme. On dit que la balance antioxydants/prooxydants est en équilibre. Si ce n’est pas le cas par déficit en antioxydants ou par suite d’une surproduction énorme de radicaux, l’excès des radicaux est appelé stress oxydant. Le bon fonctionnement de l’organisme dépend de l’équilibre de la balance entre la quantité de radicaux libres produits par des mécanismes internes ou externes, et la capacité...
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