NOTIONS D’ECOTOXICOLOGIE
L’écotoxicologie est l’étude des polluants toxiques dans les écosystèmes.
(d’après Encyclopedia Universalis)
Ceci inclut :
- mécanismes d’action des polluants ;
- prévention et suivi des pollutions ;
- gestion des pollutions ;
- anticipation des effets des polluants.
EXEMPLES D’ECOTOXICITE
Bioaccumulation – Minamata
L’importance et les dangers de la bioaccumulation ont été révélés par l’affaire de Minamata.
Minamata est une petite baie du Japon, communiquant avec la mer de Chine, où une usine d’engrais déverse, durant les années 50, du methylmercure. Tout au long de la chaîne alimentaire, le méthylmercure est concentré dans les tissus des plantes et des poissons. Alors que la concentration dans la mer est très faible, non mesurable, celle atteinte dans le poisson est dangereuse. D’abord des chats puis les pêcheurs de Minamata, qui se nourrissent principalement du poisson de la baie, sont intoxiqués par les sels de mercure qui provoquent une encéphalopathie aiguë avec atteinte motrice et sensorielle. De nombreuses personnes sont décédées dans les mois qui ont suivi. Plusieurs milliers de dossiers d’indemnisation ont été déposés.
Perturbateurs endocriniens
Les perturbateurs endocriniens sont aussi appelés xénoestrogènes ou disrupteurs endocriniens (de l’anglais endocrine disruptor). Il s’agit de substances qui modifient le fonctionnement endocrinien, en particulier la fonction sexuelle et la reproduction.
Bien que le terme « perturbateurs endocriniens » n’ait pas été utilisé à l’époque, leurs conséquences ont été décrites, dès 1962, par Rachel Carson dans son livre « Silent spring » (Printemps silencieux) où elle accusait les pesticides organochlorés de provoquer la disparition des oiseaux. Ce livre est considéré comme le point de départ du mouvement écologiste.
Des effets oestrogènes ont été détectés avec le DDT et les PCB qui provoquent une féminisation des embryons de mouettes.
De nombreux autres pesticides ont un effet similaire. Il en est de même pour certains résidus de médicaments qui, excrétés dans les urines, rejoignent les milieux naturels via les stations d’épuration.
Effet cocktail
L’effet cocktail est l’effet combiné de plusieurs pesticides.
Déjà, en 1962 R. Carson écrivait, concernant deux grandes classes de pesticides, « les phosphates organiques [organophosphorés], les destructeurs de cholinestérase, ont un effet plus prononcé sur un sujet déjà exposé à des hydrocarbures chlorurés [organochlorés]; ceci s’explique aisément : les hydrocarbures ont attaqué le foie, le niveau de cholinestérase est déjà tombé au-dessous de la normale, il suffit d’une action modérée des phosphates pour déclencher un empoisonnement aigu. ». Malheureusement, plus de 55ans après, la toxicité des pesticides est essentiellement testée isolément et l’effet cocktail est donc largement inconnu.
Persistance des polluants
Indépendamment de la toxicité intrinsèque d’une molécule et de l’éventuelle bio concentration, un autre facteur important influence la dangerosité réelle : la stabilité moléculaire. Plus une molécule est stable, plus elle va persister longtemps dans l’environnement et manifester sa toxicité. Pour caractériser la stabilité on utilise le temps de demi-vie : temps au bout duquel 50% des molécules sont détruites. Le temps de demi-vie est de plus de 10 ans pour le DDT, de quelques années pour la dioxine et les PCB.
D’autre part, certaines molécules en se dégradant vont former d’autres substances, les métabolites, dont la toxicité peut être plus élevée que la molécule de départ.
DEFINITIONS
Réseau trophique
Le réseau trophique est la représentation des échanges alimentaires entre les organismes d’un écosystème.Eutrophisation
L’eutrophisation est le processus d’enrichissement de l’eau en nutriments. L’évolution est la suivante :- Dans un premier temps l’eau se trouble ce qui la rend peu propice à la baignade. Elle peut aussi dégager une odeur peu agréable.
- Puis les algues, dont certaines peuvent être toxiques, continuent à se développer. La baignade, devenue dangereuse est interdite.
- Progressivement les poissons disparaissent.
Ce processus de vieillissement est, en général, très lent et se produit à l’échelle des temps géologiques. Les activités humaines peuvent considérablement l’accélérer. C’est alors un dysfonctionnement du processus d’eutrophisation appelé dystrophisation (ou parfois eutrophication).
Bioaccumulation
La bioaccumulation est l’augmentation de concentration de produits toxiques dans les tissus d’un animal par rapport au milieu dans lequel il vit (s’utilise pour les animaux aquatiques). Le rapport entre les deux concentrations est le BCF (Bioconcentration factor).BCF = C organisme / C eau ambiante
Le BCF peut atteindre des valeurs de plusieurs dizaines de milliers.
Bioamplification
La bioamplification est l’augmentation de concentration d’un produit toxique dans les d’organismes le long de la chaîne trophique. L’augmentation de concentration totale est le produit de l’augmentation de chaque maillon.Biodégradabilité
La biodégradabilité est la capacité d’une molécule à être dégradée par des micro-organismes (bactéries, algues, champignons…).Métabolite
Composé stable issu de la dégradation d’un composé initial par le métabolisme.Perturbateur endocrinien
Substances qui modifient le fonctionnement endocrinien, en particulier la fonction sexuelle et la reproduction.PEC
La PEC est la concentration prévisible dans l’environnement du fait de la dilution et des différents apports. (PEC = Previsible Environnemental Concentration).PNEC
La PNEC est la concentration maximale dans l’environnement d’un polluant (PNEC = Previsible Non Effect Concentration ou concentration sans effet prévisible sur l’environnement). Elle est estimée à partir de tests de laboratoire qui déterminent un seuil au dessus duquel la substance à un effet sur l’environnement. Les PNEC sont utilisées pour toutes les substances toxiques comme pour les médicaments.POP
Les polluants organiques persistants (POP) sont des substances persistantes, bioaccumulables, toxiques et mobiles.Font partie des POPs : les dioxines, les polychlorobiphényles (PCB), les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et plusieurs pesticides.