Summary report of the pilot study: deployment of the Gammarus tool, caged at national level, results for the target metals
Développement d’une méthodologie pour l'amélioration du suivi chimique des eaux continentales. Rapport de synthèse de l’étude pilote : déploiement de l’outil gammare encagé au niveau national, résultats pour les métaux ciblés
Résumé
We investigated the suitability of an active biomonitoring approach, using the ecologically relevant species Gammarus fossarum, to assess trends of metal contamination in continental waters, over time and between stations. Caged gammarids were translocated across 130 river sites nationwide from May 2012 to July 2013. Study sites were chosen to represent different physicochemical characteristics and various anthropogenic pressures. After one week of exposure, concentrations of 11 metals and metalloids (Cd, Pb, Hg, Ni, Se, As, Cr, Co, Cu, Ag and Zn) were measured in gammarids. Overall, all the metals were quantified in G. fossarum, with the notable exception of Se. On the basis of data acquired during this campaign of deployment at the national level, we obtained similar “Bioavailable Background Assessment Concentration” (BBAC) values than those determined in a previous field experiment with fewer, geographically constrained sites, for Co, Ni, Cd, Pb and Hg. We were also able to determine the BBAC for other metals, namely Cr, Cu, Zn, As and Ag, that could not have been derived during the regional campaign. At the same time, we identified a reference value, called “Bioavailable Background Concentration” (BBC) to determine if the concentrations in Gammarus can be considered close to background levels. Assessment of compliance with environmental quality standards derived in biota (EQS biota) from caged organisms implies that contaminant levels in organisms have reached steady-state. In this context, three-week in situ exposures have been conducted to assess the impact of exposure time on the levels of metals accumulated by Gammarus (kinetic exposure). The results obtained show that for most sites than 80% of the sites studied, the metal concentration in organisms did not vary significantly with the duration of exposure, from one to three weeks. Where changes in concentrations were observed, they could be attributed to changes in environmental contamination or associated with extremely high levels of contamination.
Ce travail porte sur l’évaluation de la pertinence et de la faisabilité d’une approche de biosurveillance active (basée sur l’utilisation d’organismes encagés) pour le suivi des tendances de la contamination métallique pour les eaux continentales. L’espèce de crustacé amphipode Gammarus fossarum a été choisie comme organisme d’intérêt. L’historique d’exposition des organismes est connu et les facteurs biotiques tels que le sexe, le poids et l’apport en nourriture (tant en quantité qu’en qualité), sont contrôlés dans la méthodologie afin de proposer une approche robuste et des résultats comparables entre stations et dans le temps. Des gammares encagés ont été déployés sur plus de 130 sites au niveau national entre mai 2012 et juillet 2013. Les sites d'étude ont été choisis pour représenter une large gamme de caractéristiques physico-chimiques ainsi que diverses intensités et types de pressions anthropiques (agricoles, industrielles, urbaines). Après une semaine d'exposition sur site, les concentrations de 11 métaux et métalloïdes (Cd, Pb, Hg, Ni, Se, As, Cr, Co, Cu, Ag et Zn) ont été mesurées dans les gammares. Sur l’ensemble des stations, de façon générale, tous les métaux ont été quantifiés dans G. fossarum, excepté le sélenium. Sur la base des données acquises durant cette campagne de déploiement au niveau national, nous avons validé les « valeurs seuils de contamination biodisponible » ou BBAC (Bioavailable Background Assessment Concentration) déterminées lors de la campagne régionale pour Co, Ni, Cd, Pb et Hg. Nous avons aussi déterminé les BBAC pour d’autres métaux, à savoir Cr, Cu, Zn, As et Ag (BBAC non déterminés lors de la campagne régionale). Conjointement, nous avons déterminé une valeur de référence, appelée « concentration de fond biodisponible » ou BBC (Bioavailable Background Concentration), valeurs indicatrices des concentrations biodisponibles moyennes de fond. Par ailleurs, la perspective de pouvoir vérifier la conformité aux normes de qualité environnementale (NQE biote) à partir d’organismes encagés implique entre autres que les niveaux de contaminants dans le biote soient en état stationnaire avec les niveaux de contamination du milieu. Dans cette optique, des expositions in situ de 3 semaines ont été réalisées pour évaluer l’impact de la durée sur les teneurs accumulées par les gammares (cinétique d’exposition). Les résultats obtenus montrent que pour plus de 80% des stations étudiées, la concentration métallique dans les organismes exposés une, deux ou trois semaines est similaire. Lorsque des variations de concentrations ont été observées, celles-ci peuvent être attribuées à une évolution de la contamination des milieux ou associées à des niveaux très élevés de contaminations des milieux.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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