Ecotoxicologie

L’écotoxicologie étudie les effets des agents toxiques sur les organismes (de l’expression des gènes jusqu’à la santé de l’individu) et plus spécialement à l’échelle de la population, de la communauté et de l’écosystème. Elle étudie également les voies de transfert des agents toxiques, ainsi que leurs interactions avec l’environnement.

Elle permet de faire le lien entre les pressions (rejets, contaminations, pollutions accidentelles, ….) et les impacts sur l’environnement (effets sur les populations, communautés, écosystèmes).

L’analyse conjointe des données écotoxicologiques, biologiques et physico-chimiques permettent la caractérisation intrinsèque des échantillons, l’analyse de vulnérabilité des écosystèmes et l’étude du risque pour les différents compartiments de l’environnement (eau, sol, sous-sol).

La cellule met en œuvre le savoir-faire, les techniques et les moyens nécessaires à l’étude du risque toxique des polluants pour les écosystèmes.

Elle dispose d’un laboratoire équipé pour réaliser des tests écotoxicologiques sur des matrices aussi variées et complexes que des eaux, effluents épurés ou non, sédiments, lixiviats de sols et de déchets. Des tests sur substances sont également menés. Par ailleurs, des biotes (poissons et invertébrés) sont prélevés in situ pour déterminer leur niveau de contamination par des micropolluants (substances prioritaires de la directive cadre sur l’eau). En cas d’absence de ces organismes dans le milieu, des encagements de macroinvertébrés sont réalisés in situ.

Contact: Yves Marneffe – 04 229 82 31


Missions

Réseau Ecotoxicité

Dans le contexte de la Directive Cadre sur l’Eau (2000/60/CE), les principaux rejets sont étudiés en détail au moyen d’une batterie de tests pour évaluer la capacité de la masse d’eau réceptrice à diluer la charge toxique apportée. La masse d’eau est en effet la nouvelle unité d’évaluation de l’atteinte ou non des objectifs environnementaux introduite par la Directive Cadre. C’est à cette échelle que sont fixés les objectifs et qu’est évalué le risque de ne pas les atteindre au terme du plan de gestion. C’est également à son niveau que l’efficacité environnementale des mesures (actions) prises par les gestionnaires est évaluée. Le contrôle d’enquête a pour objectif de déterminer la cause de non atteinte des objectifs et les bioessais constituent des outils particulièrement adéquats dans ce cadre. A partir de 2005, le réseau « écotoxicité » des eaux de surface en Région wallonne a été adapté pour répondre à ces nouvelles exigences en se focalisant sur les masses d’eaux nécessitant une étude plus approfondie afin de mieux comprendre les liens pressions-impacts. Dans ce cadre, La Cellule Ecotoxicité :

  •  Mesure la toxicité des effluents industriels et des eaux de surface réceptrices (amont/aval de l’émission) ;
  • choisit les tests qui groupés en batteries sont le mieux capables de décrire la toxicité des effluents de secteurs industriels déterminés ;
  • étudie la capacité des rivières à diluer la charge toxique apportée par ces effluents industriels ;
  • applique ces tests comme outil de contrôle de l’efficacité du traitement des effluents.

Toxicité des sédiments

Les sédiments sont le réservoir ultime de nombreux polluants chimiques d’origine ponctuelle (effluents industriel ou urbain, sites d’activité économique désaffectés) ou diffuse (pesticides d’origine agricole). Ils sont ainsi « mémoire » de la contamination. Inversement, ils peuvent également être source de contamination.
Les bioessais sont très utiles pour l’évaluation de l’état réel des sédiments dans lesquels à la fois des contaminants connus et inconnus sont présents à des concentrations suffisantes pour entraîner une toxicité vis-à-vis des organismes testés. La combinaison de trois méthodes d’évaluation (chimique, par bioessais et écologique – approche « triade ») permet de donner une réponse qui ne pourrait être donnée par aucune des méthodes prises individuellement.

  • Essais sur sédiment entier avec des organismes inféodés aux sédiments;
  • application de batteries de tests écotoxicologiques aquatiques sur eaux interstitielles et lixiviats de sédiments.

Contamination des biotes

Pour répondre aux obligations de la directive cadre sur l’eau (Directive 2000/60/CE) et de ses directives filles, les états membres sont tenus d’évaluer l’état chimique des masses d’eau de surface. Dans ce cadre, certaines normes de qualité environnementales (NQE) ont été fixées au niveau des biotes (poissons, invertébrés) par la Directive 2008/105/CE ainsi que par la Directive 2013/39/UE.
Afin de répondre à ces challenges la Cellule Ecotoxicologie développe le monitoring des masses d’eau de surface sur la matrice « biotes », en particulier en ce qui concerne le prélèvement d’organismes (poissons et invertébrés), la préparation des échantillons pour l’analyse (dissection, constitution de pools, lyophilisation, …) et la détection des substances prioritaires pour lesquelles des NQEs ont été fixées dans cette matrice par la Directive 2008/105/CE et la Directive 2013/39/UE. De plus, un volet consacré au développement de techniques d’encagement d’invertébrés est également en cours de validation dans le cadre de ce projet. L’encagement pourrait en effet constituer une méthode alternative au prélèvement d’organismes, notamment au niveau des sites ou les espèces recherchées sont absentes.

Perturbation endocrinienne

Les perturbateurs endocriniens, selon la définition de l’OMS, sont des substances exogènes qui altèrent les fonctions des systèmes endocriniens et par conséquent entraînent des effets néfastes sur les organismes et les populations.

Les perturbateurs endocriniens sont des substances de structures très diverses. Ils comprennent une grande variété de classes chimiques qui rendent difficiles une recherche et une étude systématique, d’où l’intérêt pour ces catégories de substances d’utiliser des outils basés sur l’effet dans une approche de screening pour orienter le monitoring chimique.

Les bioessais employés par la cellule sont les YES (Yeast Estrogen Screen) et YAS tests (Yeast Androgen Screen). Ces tests mécanistiques, utilisant des levures génétiquement modifiées par l’insertion notamment du récepteur humain à œstrogène et à androgène, permettent de quantifier l’activité (anti)-œstrogénique (YES) et (anti)-androgénique (YAS).

Toxicité des substances chimiques

Les bioessais sur substances chimiques sont réalisés comme soutien à l’examen d’échantillons environnementaux (compléter la banque de données, fixer les conditions limites), pour assister les entreprises en quantifiant la toxicité de formulations au moyen de tests simples, et pour évaluer et mettre au point des systèmes d’essai (comparaison des réponses de différents systèmes d’essais).

Inventaire des substances prioritaires et prioritaires dangereuses

La cellule est chargée de réaliser des campagnes de prélèvement et de caractérisation des effluents industriels des principaux établissements des grands bassins industriels wallons afin de dresser un inventaire des émissions, rejets et pertes accidentelles des substances prioritaires et autres polluants repris dans les annexes de la Directive cadre européenne sur l’eau ((Directive 2000/60/CE et ses directives filles : 2005/108/CE et 2013/39/UE).

Organisme de référence

L’ISSeP assume la mission d’organisme de référence pour la Région Wallonne en matière d’eau, d’air et de déchets. Le service Ecotoxicologie participe activement à la mission.

Mise au point des méthodes et validation

  • Etude de points critiques des tests;
  • adaptation de procédures et automatisation;
  • validation de nouveaux tests, inter-comparaison.

Assurance Qualité

Le laboratoire d’écotoxicologie est accrédité ISO 17025 pour plusieurs paramètres (Numéro Belac d’Accréditation : 060-TEST-ISO17025). Les études et les tests sont pratiqués suivant des normes internationales.

 


Bioessais mis en œuvre par la cellule

FonctionEspèceType de toxicitéDurée essaiEffet de duréeNormeMatrice
DécomposeurVibrio fischeri (bactérie)aigu30 mininhibition de la bioluminescenceISO-11348-3eau
ProducteurPseudokirchneriella subcapitata (algue unicellulaire)chronique48 hinhibition de la croissanceISO-8692  OCDE 201eau
ConsommateurDaphnia magna (daphnie)aigu48 hinhibition de la mobilitéISO-6341  OCDE 202eau
ConsommateurDaphnia magna (daphnie)chronique14 ou 21 jinhibition de la reproductionISO-10706  OCDE 211eau
ConsommateurBrachionus calyciflrus (rotifère)chronique48 hinhibition de la reproductionISO-20666eau
ConsommateurChironomus riparius (diptère)chronique7 jsurvie et inhibition de la croissanceNF T90-339-1sédiment
ConsommateurChironomus riparius (diptère)chronique28 jémergenceNF T90-339-1sédiment
YES et YAS testslevure S. cerevisiae génétiquement modifiéeperturbation endocrinienne48-72 hactivité (anti)oestogénique  et (anti)androgénique-eau

En outre, la Cellule dispose des infrastructures et des compétences pour mettre en œuvre une série de tests en kit :

Phytotoxkit™
Algaltoxkit F™
Daphtoxkit™
Rotoxkit F™
Ostracodtoxkit™
Spirodellatoxkit™

Cet éventail de choix permet l’utilisation d’une batterie de tests couvrant un spectre de fonctions écologiques et de sensibilités différentes.


Participation à des réseaux européens et des commissions de normalisation internationale

  • CEN/TC292/WG7 : Characterization of wastes – Ecotoxicological properties
  • ISO/TC147/SC5 : Water Quality – Biological methods
  • SEDNet : European Sediment Research Network
  • Participation au Drafting Group Sediment and Biota Chemical Monitoring sous- groupe du CMA-NORMAN
  • Working Group pour la rédaction du document guide «Supplementary guidance for the implementation of EQSbiota» et rédaction du chapitre « encagement ».