Écotoxicologie évaluation du risque écotoxicologique

1. 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

2. 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.

3. 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

4. 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

5. Étude écotoxicologique : contamination d ’un écosystème (intrant) Biotope + biocénose polluant 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, …)

6. Effet local Effet régional Effet global Ex : radioactivité de la centrale nucléaire de Tchernobyl DDT présent dans les glaces de l ’antarctique

7. Transfert biotope / biocénose : - réseau trophique - biotransformations (réactions biotiques) - accumulation dans les organismes : bioconcentration - amplification à chaque niveau trophique : bioaccumulation ou bioamplification Ctruite Ceau Ctruite >>Ceau Concentration xénobiotique biomasse - toxicité : biomarqueurs, bio-indicateurs, sentinelles, … - déplacement : migration (ex : saumons / dioxines)

8. 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, … )

9. Évaluation du risque écotoxicologique : - danger - risque 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

10. Mise en évidence d ’une toxicité : - observation (biomarqueur, bio-indicateur, sentinelle) - essais toxiques (end point) : Récepteur gène cellules organe organisme Plusieurs espèces 1 chaîne trophique Écosystème écosphère Système complexe Système simple Pertinence et solidité des informations

11. Ex : écotoxicité dans en milieu aquatique

12. 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

13. 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

14. PEC RQ = PNEC 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 < 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)

15. 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)

16. Irradiation trouble comportement 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 - paradigme dilution paradigme effet boomerang

17. 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