Monitoring des polluants

ECOTOXICOLOGIE
CHAPITRE V : MONITORING DES POLLUANTS
I – DÉFINITION ET MISE EN PLACE
Le monitoring est une action de recherche et/ou de contrôle, dont l’objectif est de suivre dans le temps les changements
éventuels des principales caractéristiques environnementales, biologiques, et écologiques propres à une zone ou à un type
d’habitat.
Il y a une triple finalité au monitoring des polluants :
• Etudier les concentrations et la répartition des polluants dans l’environnement.
• Evaluer les effets de ces polluants, aux concentrations détectées, sur les populations et les écosystèmes exposés.
• Fixer le niveau maximal de rejet aux sources d’émission de ce polluant, pour s’assurer que les normes de qualité de
l’environnement ne soient pas dépassées.
A la fin des années 80 sont mis en place des programmes de biosurveillance (ou biomonitoring) pour surveiller l’environnement.
Les méthodes classiques ne donnant aucune information quand à l’impact réel du polluant sur les organismes, on voulait donc
évaluer l’impact biologique en étudiant la réponse biologique des organismes exposés. Cela nous permet alors de faire du
diagnostic précoce de l’état de santé des organismes ou de l’environnement ou ils vivent.
On établit donc des cadres conceptuels pour choisir un site de référence et des organismes indicateurs. On peut s’axer plus sur
l’aspect « toxicologie » ou sur l’aspect « biologie », sur le court terme ou le long terme.
Le monitoring est un travail sur 3 échelles :
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Au niveau des organismes, étude des CL50, du comportement de l’individu, permettant d’avoir une estimation de la
neurotoxicité, reprotoxicité, génotoxicité et cancérogénicité, donc de faire des études de résistance.
Au niveau de la population, où on mesurera l’impact sur la distribution des tailles, et la croissance des populations.
Au niveau de la communauté, ce qui nous permettra d’étudier la diversité et composition spécifiques ainsi que la
biomasse.
II – BIOINDICATEURS
Par rapport à un paramètre physico-chimique donné, on appelle bioindicateur une espèce indicatrice de ce paramètre dans le
milieu (abondance, présence, absence).
En écologie, on désigne les bioindicateurs comme une espèce ou groupe d’espèce qui par leur présence ou abondance sont
significatif d’une ou plusieurs propriétés de l’écosystème dont ils font partie. En écotoxicologie, on dira alors que ce sont des
organismes sentinelles, reflétant les niveaux de pollution ambiants et permettant de surveiller et mesurer la bioaccumulation
des polluants.
Il existe plusieurs espèces pouvant être considérées comme des bioindicateurs, pour leurs capacités sensibles ou au contraire,
tolérante à un paramètre. On prend généralement des espèces :
• Sessiles de grande taille pour être sur que les concentrations trouvées soient bien en rapport avec la localisation
géographique considérée.
• Abondante, pour pouvoir fournir des tissus en quantité importantes à des fins d’analyse.
• Commune
Ce doit être une espèce clé, représentative, avec une grande longévité et qui soit facile à transplanter. On distingue 3 types :
Espèces monitrices, qui mesurent l’impact des polluants par altération de leur fonctions/performances.
Espèces indicatrices, qui indiquent l’intensité de la pollution par leur présence/absence.
Espèces sentinelles, qui servent à cartographier la fraction biodisponible dans un écosystème en retenant les
contaminants dans leurs tissus. De bonnes sentinelles résistent aux polluants au moins pour les concentrations
ambiantes, et intègrent le signal dans le temps et l’espace. Grâce à ces espèces, l’on peut :
a. Corréler les concentrations tissulaires et ambiantes
b. S’en servir comme accumulateurs
c. S’en servir comme intégrateurs
d. S’en servir comme mesure d’exposition (quantification de la fraction disponible)
Par exemple, on retrouve comme espèces sentinelles :
• Les lichens (smog)
• Les bivalves (métaux)
• Les vers marins comme Capitella (métaux et organiques)
• Les poissons coralliens
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Les organismes indicateurs sont des organismes saprobiques qui sont divisés en 4 classes :
I.
Oligosaprobes (organismes caractéristiques des eaux propres)
II.
β-mésosaprobes (organismes tolérants à la pollution)
III.
α-mésosaprobes (espèces tolérantes)
IV.
Polysaprobes
La mesure de la diversité biologique passe aussi par l’utilisation d’indices comme l’indice de diversité spécifique de ShannonWeaver ou l’Indice d’équitabilité ou de régularité.
Il existe des tas de facteurs influençant la fiabilité des bioindicateurs :
1. Les facteurs intrinsèques (taux d’accumulation et d’excrétion, état, niveau trophique, interférence entre polluants)
2. Les facteurs extrinsèques (température, précipitation, pH, salinité)
III – BIOMARQUEURS
Par rapport à un paramètre physico-chimique donné, on appelle biomarqueur un marqueur biochimique, cytologique ou
physiologique du paramètre. C’est un changement observable et mesurable au niveau moléculaire, biochimique, cellulaire,
physiologique, ou comportemental, qui révèle une exposition présente ou passée de l’individu à au moins une substance
chimique à caractère polluant. Ce sont des indicateurs précoces, spécifique et dont la réponse doit être concentrationdépendante.
Deux types de biomarqueurs :
• Biomarqueurs de défense ou d’adaptation : mise en évidence d’une réaction de défense ou d’adaptation de
l’organisme exposé à un polluant.
• Biomarqueurs de dommage ou d’effet : évaluation des modifications directes et néfastes causées par un xénobiotique
sur un organisme.
On peut se servir des enzymes (ALAD, cytochromes P450, enzymes de conjugaisons, cholinestérases), des métallothionéines et
des protéines de stress (HSP) mais aussi l’ADN.
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