Transcript biosphère, écosystème

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
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.
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
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
Étude écotoxicologique : contamination d ’un écosystème (intrant)
polluant
Biotope :
Biotope
+
biocénose
- 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, …)
Effet local
Ex :
Effet régional
Effet global
radioactivité de la centrale nucléaire de Tchernobyl
DDT présent dans les glaces de l ’antarctique
Transfert biotope / biocénose :
- réseau trophique
- biotransformations (réactions biotiques)
- accumulation dans les organismes : bioconcentration
Ctruit
e eau
C
Ctruite >> Ceau
- amplification à chaque niveau trophique :
bioaccumulation ou bioamplification
biomasse
Concentration
xénobiotique
- toxicité : biomarqueurs, bio-indicateurs, sentinelles, …
- déplacement : migration (ex : saumons / dioxines)
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, … )
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
Mise en évidence d ’une toxicité :
- observation (biomarqueur, bio-indicateur, sentinelle)
- essais toxiques (end point) :
Récepteur
gène
cellules organisme
organe
Système simple
Plusieurs
espèces
1 chaîne
trophique
Écosystème
écosphère
Système complexe
Pertinence et solidité des informations
Ex : écotoxicité dans en milieu aquatique
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
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
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
PEC
RQ =
PNEC
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)
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)
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
Irradiation
- paradigme dilution
trouble comportement
paradigme effet boomerang
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