Summary report of the pilot study: deployment of the Gammarus tool, caged at national level, results for the target organic compounds
Développement d’une méthodologie pour l'amélioration du suivi chimique des eaux continentales
Résumé
We investigated the suitability of an active biomonitoring approach, using the ecologically relevant species Gammarus fossarum, to assess trends of organic contamination in continental waters, over time and between stations. The species of amphipod crustacean Gammarus fossarum was selected as the organism of interest. The history of exposure of these organisms is well-known and biotic factors, such as gender, weight and food intake (both in quantity and quality), are controlled in the methodology to propose a robust approach and comparable results between stations and time. Gammarids were translocated into cages at about 90 sites at the French national scale from May 2012 to July 2013. Study sites were chosen to represent different physico-chemical characteristics and various anthropic pressures. After one week of exposure, concentrations of 31 organic substances (Polychlorinated biphenyls, Polybrominated diphenyl ethers, Organochloride) were measured in gammarids. Among these 31 organic substances, 19 of them were quantified over 55% of the sites, whether 12 were hardly or never quantified. On the basis of data acquired during this campaign of deployment at the national level, we could determine the “Bioavailable Background Assessment Concentration” (BBAC) for quantified organic compounds. Meanwhile, we have established a reference value, called "Bioavailable Background Concentration" (BBC), value indicative of average “Bioavailable Background Concentration". Verification of compliance with environmental quality standards (EQS-biota) from caged organisms implies that contaminant levels in biota are in equilibrium with the levels of environmental contamination. In this context, in situ exposures during three weeks have been conducted to assess the impact of exposure time on the levels accumulated by Gammarus. The results obtained show that for more than 75% of the sites studied, the organic concentration in organisms exposed during one, two or three weeks is similar. When changes in concentrations were observed, they could be attributed to changes in environmental contamination or associated with extremely high levels of contamination; yet, such variability did not modify the interpretation (classification) of the sites.
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 organique pour les eaux continentales. L’espèce de crustacé amphipode Gammarus fossarum a été choisie comme organisme d’intérêt. L’historique d’exposition de ces organismes est connu et les facteurs biotiques tels que le sexe, le poids et l’apport en aliments (tant en quantité qu’en qualité), sont contrôlés afin de proposer une approche robuste et d’obtenir des résultats comparables entre stations et dans le temps. Des gammares encagés ont été déployés sur plus de 90 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 pressions anthropiques (agricoles, industrielles, urbaines). Ces sites font partie de l’étude prospective nationale de recherche des micropolluants dans les eaux de surface. Après une semaine d'exposition, les concentrations de 31 substances organiques hydrophobes (polychlorobiphényles, polybromodiphényléthers et organochlorés) ont été mesurées dans les gammares. Au total, parmi ces 31 substances organiques, 19 d’entre elles ont été quantifiées sur plus de 55% des sites et 12 ont été peu, voire jamais quantifiées. Sur la base des données acquises durant cette campagne de déploiement au niveau national, nous avons déterminé des seuils de contamination biodisponible ou « Bioavailable Background Assessment Concentration » (BBAC) pour les différents composés organiques qui ont été quantifiés. Parallèlement, nous avons déterminé une valeur de référence, appelée « Bioavailable Background Concentration » (BBC), valeur indicatrice des concentrations moyennes de fond biodisponible. Par ailleurs, dans la perspective d’une utilisation de cet outil d’encagement pour la vérification de la conformité aux normes de qualité environnementale (NQE-biote), il convenait d’évaluer si les niveaux de contaminants observés après une semaine d’exposition dans le biote dans les milieux étaient 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 d’exposition sur les teneurs accumulées par les gammares. Les résultats obtenus montrent que pour plus de 75% des sites étudiés, les concentrations en composés organiques dans les organismes exposés une, deux ou trois semaines sont similaires. 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 de contaminations des milieux extrêmement fortes, mais toutefois, ces variations ne changent pas l’interprétation (déclassement) des sites.
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