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Utilisation des traits biologiques pour l’élaboration de NQE pour les sédiments. Marc BABUT, Virginie ARCHAIMBAULT, Nolwenn BOUGON. Image empruntée à USEPA. Contexte. Pellston workshop 2002 (Batley & al., 2005)
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Utilisation des traits biologiques pour l’élaboration de NQE pour les sédiments Marc BABUT, Virginie ARCHAIMBAULT, Nolwenn BOUGON Image empruntée à USEPA Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Contexte • Pellston workshop 2002 (Batley & al., 2005) • Limites des approches courantes pour « capturer les facteurs affectant la réponse des organismes » • notamment traits d’histoire de vie • Besoin de plus de connaissances écologiques (notamment espèces plus à risque) • Utilisation des traits bio-éco en écotoxicologie ? • TERA, la nouvelle frontière (Baird & al., 2008) • Revue (Clements & Rohr, 2009) • DCE bis > 2015 ? Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Objectifs et calendrier • Objectifs • « réfléchir à des NQE basés sur le fonctionnement des communautés benthiques » (2009) – travail exploratoire poursuivi en 2010 • Calendrier • 2009 (3 mois CDD) : • Constitution d’une base de données • Première approche statistique / descriptive • 2010 (2 mois CDD ?) : • Suite exploration statistique Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Démarche • Extraction de données RCR – RCS 2005-2008 • [pôle ONEMA-Cemagref] : listes faunistiques macro-invertébrés / substrats limon+sable ou vase • [OIEau BNDE] Données physico-chimiques / sédiments • Correspondance temporelle 3 mois • Traitements statistiques de couples biologie-chimie Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Base de données (1) • Base de données • 269 sites – 545 micro-prélèvements (bio) / 407 mesures chimiques • Sélection de mesures chimiques (mesure effectuée, effectif > LQ) : 20 paramètres, dont 11 prioritaires (DCE ann. II) • As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn • Anth, B(a)A, B(ghi)P, B(a)P, B(b)F, B(k)F, Chrys, DB(ah)Anth, Fluor, IP, Phen, Pyr. • Valeurs <LQ 0.5*LQ • Add. paramètres SHAP (3 modalités) Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Size : 1: 0.25 cm ; 2: 0.25 – 0.5 cm ; 3: >0.5 – 1 cm ; 4: >1 – 2 cm; 5: >2 – 4 cm ; 6: >4 – 8 cm ; 7: >8cm Resistance forms: 1: eggs, statoblasts; 2: cocoons; 3: housings against dessication; 4: diapause or dormancy; 5: none Base (2), description des données (1) • Effectifs bio ajustés au genre (en général) log(x+1) • Modalités de traits selon Tachet & al. (2000 – 2006) • Distribution des fréquences de modalités : • fréquences faibles regroupées avec modalités voisines ou retirées • à reprendre = box-plot modalité / classes de concentrations Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Description des données (2) • Données chimiques :ACP • corrélations des inorganiques entre eux • [Ni-Cr], [Cu-Zn], [Pb-Hg-Cd] • des HAP remplacés par légers/lourds • indépendance des 2 groupes • faible discrimination des individus (stations) • Couplage chimie – biologie : analyse de co-inertie, à reprendre Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Relations traits - chimie • Approche graphique des relations entre modalités de traits et gradients de concentrations • 2599 graphiques … • dépouillement à poursuivre : identification de modalités potentiellement intéressantes Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Pistes 2010 • Approches statistiques à raffiner • Co-inertie • Utilisation de variables chimiques composites puisque mélanges ? • Néanmoins perspectives limitées par les données elles-mêmes • Examen de jeux de données « plus simples » ? Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Perspectives • Questions de méthode • Adéquation des données concevoir et développer des jeux propres (sans oublier les paramètres « explicatifs » : COT-BC, granulo, AVS …) • Méthodes statistiques • Que veut-on obtenir ? • Protection des systèmes (absence d’effet) / probabilité d’occurrence d’effets (screening) • Mélanges de contaminants : si on veut des NQE / substance tests sur sédiments enrichis ? • Question posée à l’envers ? • Définir des classes / bio (écart à la référence), et voir ensuite la chimie associée • Pré-supposé = être capable de définir des communautés de référence Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010
Références • Batley G.E. ; Stahl R.G. ; Babut M. ; Bott T.L. ; Clark J.R. ; Field L.J. ; Ho K.T. ; Mount D.R. ; Swartz R.C. ; Tessier A. (2005) Scientific underpinnings of sediment quality guidelines. In: Use of Sediment Quality Guidelines and Related Tools for the Assessment of Contaminated Sediments, (eds Wenning R.J. ; Batley G.E., et al.), SETAC Press, Pensacola (FL), p. 39-120. • Baird D.J. ; Rubach M.N. ; Van Den Brink P.J. (2008) Trait-Based Ecological Risk Assessment (TERA): The New Frontier? Integrated environmental assessment and management, vol. 4, n° 1, p. 2-3 • Clements W.H. ; Rohr J.R. (2009) Community responses to contaminants: using basic ecological principles to predict ecotoxicological effects. Environmental Toxicology and Chemistry, vol. 28, n° 9, p. 1789-1800 • Tachet H., Richoux P., Bournaud M. & Usseglio-Polatera P. (2000) Invertébrés d'eau douce. Systématique, biologie, écologie. CNRS Editions, Paris, France Remerciements • Nicolas MENGIN, Martial FERREOL, Romain ROTH Séminaire ONEMA / journées µpolluants 2010