Quelques enjeux spécifiques (?) au bassin Artois-Picardie

Jean PrygielAgence de l’Eau Artois-Picardie

Quelques enjeux spécifiques (?) au bassin Artois-Picardie

L’état chimique : une estimation problématique Des pressions (PCB, métaux sédiments, perturbateurs

endocriniens…) et des impacts bien connus Vers un indicateur pesticides Les pollutions historiques en milieu canalisé et l’impact des

remobilisations liées à la navigation et aux travaux d’aménagement et d’entretien

Conclusion

Etat chimique 2011 des eaux du bassin Artois-Picardie 41 substances suivies 12 fois

par an tous les 3 ans avec comparaison à des NQE MA et NQE CMA

Mesures sur eau brute sauf métaux sur eau filtrée

Avec HAP

Sans HAP

Nombre limité de molécules (PCB ? Substances émergentes ?)

Support eau pas pertinent pour les substances hydrophobes (HAP, PBDE…)

Prélèvements ponctuels et fréquence d’échantillonnage pas toujours adaptés

Difficultés analytiques (absence de méthodes, LQ trop élevées)

Effets laboratoires

+ non prise en compte des interactions et donc des réels effets sur le vivant

Un état chimique plutôt satisfaisant mais….

Impact des fréquences analytiques sur l’évaluation de l’état pour l’isoproturon (herbicide)

20072007 20082008 20092009 20102010

Fréquence analytique mensuel bimensuel

Nb stations où NQE dépassée

10 1 0 0

….qui cachent des réalités de terrain

Une forte contamination des sédiments par les PCB, en particulier dans le bassin de la Somme qui se traduit par des arrêtés préfectoraux d’interdiction ou de recommandation de non consommation totale ou partielle des poissons

Cas des PCB

Cas des perturbateurs endocriniens

Réponse de la faune piscicole à des contaminations métalliques et organiques ainsi qu'à des perturbateurs endocriniens sur 31 stations du RCS Artois-Picardie en 2008 (sédiments, effluents, poissons) avec des biomarqueurs, des dosages hormonaux, des tests in vitro et des analyses histologiques (INERIS, 2013)

Solre Hogneau

Cligneux

Scarpe aval

Solre

HogneauScarpe aval

Cligneux

Activité hormonale détectée sur la plupart des sédiments

Activité hormonale détectée sur tous les effluents urbains

Induction de vitellogénine et ovotestis détectés sur plusieurs sites en bon état chimique hors HAP

Cas particulier de la Rhônelle avec induction de vitellogénine chez les mâles et de spiggin chez les femelles

Rhônelle

Cas des pesticides Données nombreuses mais

hétérogènes (99 sites suivis, 174 pesticides (substances actives ou métabolites)), 372.683 résultats sur 2007-2011

Suivis complets en 2007 et 2011; suivis partiels en 2008-2010

Des pratiques analytiques différentes (analyses multi residus, LD, LQ)

Evolution de la réglementation

Exploitation le plus souvent par année, par substance ou en faisant la somme des concentrations des substances détectées sur la base de seuils réglementaires ou de seuils issus du SEQ eau

Cas des pesticides

http://www.eau-artois-picardie.fr/Pesticides-indicators-for-river,3342.html

Objectif : développement d’indicateurs pour évaluer le risque pesticides et la gestion des masses d’eau de surface

Deux indicateurs (sites, substances) basés sur un système de scoring avec prise en compte du nombre de susbtances détectées, du nombre de détections toutes substances confondues, de l’importance des dépassements de seuils, de la nature de la contamination, de l’existence d’une tendance, et de la robustesse des données.

Mise en évidence des substances à enjeu et des sites (masses d’eau) à enjeux

Cas de pollutions métalliques historiques en canaux8000 km de rivières dont 1000 de voies navigables

Une pollution historique des sédiments en milieu

canalisé

Impact des travaux et de la navigation sur l’état

chimique et le potentiel écologique ?

Etudes à caractère méthodologique et exploratoire

Travail spécifique sur l’impact de la navigation par

comparaison de 3 canaux

Sites d’études privilégiés

A : Deûle (contaminée et naviguée) (DCE (Pb, Zn; Cd ?))

B : Scarpe aval (contaminée non naviguée) (DCE (Zn; Cd ?))

C : Sensée (peu contaminée, naviguée) (DCE)

Des analyses chimiques sur sédiments, eaux interstitielles, et colonne d’eau, des mesures en haute fréquence, utilisation d’échantillonneurs passifs (DGT)

Des analyses biologiques et écotoxicologiques

E Prygiel ; PJ Superville (thèses en cours)

10

Caractérisation des sédimentsmg.kg-1

Forte contamination en Zn, Pb et Cd des sédiments de la Scarpe et de la Deûle Pollution historique en profondeur Sédiments = source/puits de contaminants pour la colonne d’eau ?

Sensée Deûle Scarpe

Zn

-9

-7

-5

-3

-1

0 1000 2000 3000 4000

Pb

-9

-7

-5

-3

-1

0 1000 2000 3000

Cd

-9

-7

-5

-3

-1

0 50 100 150

Fond régional

Une variation importante des concentrations en métaux en fonction de la navigation

La navigation est diurne. A l’échelle du mois, elle induit des cycles de turbidité liés à la remobilisation des sédiments et des métaux associés (cf. cas du 14 juillet 2011)

Mesures en haute fréquence du plomb par voltampérométrie (fraction dissoute labile)D’après Superville (thèse en cours)

A l’échelle de la journée, les concentrations varient selon le trafic (nombre et tonnage des péniches) avec des pics qui suivent de près les pics de turbidité

Mesure en haute fréquence du zinc par voltampérométrie (fraction dissoute labile) d’après Lourino-Cabana et al., 2011)

Importance de la fraction analysée (Deûle, 2009)(d’après Lourino-Cabana et al., 2011)

Zn ICP MS : fraction totale dissoute (cf. DCE)

Zn Voltam : fraction disponible de la fraction dissoute (biodisponible)

Zn DGT : fraction labile (biodisponible)

La concentration totale dissoute (DCE) est supérieure à la fraction supposée biodisponible

Voltampérométrie et DGT permettent d’estimer la biodisponibilité des métaux et donnent des résultats assez proches (techniques différentes)

Impact de la remobilisation des métaux sur la biologie (d’après E Prygiel et IRSTEA Lyon)

Utilisation de gammares encagés pour des mesures de bioaccumulation et de taux de survie et d’alimentation après une et deux semaines d’exposition sur 3 canaux

Taux de survie > 80% Pas de différences

significatives entre sites malgré des niveaux de contamination différents

Inhibition de l’alimentation des organismes exposés sur les 3 sites, uniquement en avril 2012 d’après le modèle IRSTEA

Alimentation des gammares

Bioaccumulation des gammares

Pas de contamination régulation ?

Pas de différence significative entre sites

Pas de lien entre Zn labile et bioaccumulation

Pas de contamination sauf Scarpe en avril 2012 malgré une contamination forte de la Deûle et de la Scarpe (compétition avec Ca ?)

Contamination avérée diminuant avec le temps (excrétion ?) y compris sur la Sensée peu contaminée

Lien entre Pb dissous et bioaccumulation

Bilan

Techniques et approches utilisées et utilisables dans divers cadres (études de cas, contrôles d’enquête…) http://www.eau-artois-picardie.fr/NOUVELLES-TECHNIQUES-DE.html & http://www.eau-artois-picardie.fr/PROBLEMATIQUE-DES-ECHANGES-EAU.html

Peu de cohérence entre états chimique et écologique, et bioaccumulation Diagnostics difficiles à interpréter

?

CONCLUSION

Surestimation de l’état chimique et sous-évaluation des pressions chimiques dans l’analyse des risques avec risque d’un programme de mesures non adapté,

Nécessité d’anticiper l’arrivée de nouvelles substances, et d’ approches plus intégratrices (analyses écotoxicologiques, échantillonneurs passifs, mesures haute fréquence…) qui vont « dégrader » l’état des milieux,

Gros efforts de transfert et de vulgarisation à mener par les scientifiques et vers les techniciens qui devront s’approprier de nouvelles techniques,

Gros efforts de pédagogie à fournir par les scientifiques et les techniciens pour préparer les gestionnaires.