VGE/NQE Importer

NORMES DE QUALITÉ POUR LA COLONNE D'EAU

Les normes de qualité pour les organismes de la colonne d'eau sont calculées conformément aux recommandations du guide technique européen pour la détermination des normes de qualité environnementale (E.C., 2011).

L'examen du jeu de donnée n'a pas permis de dégager une sensibilité particulière des organismes à un état d'oxydation ou à un paramètre environnemental. Conformément aux recommandations pour prendre en compte la biodisponibilité des métaux du guide technique pour la détermination de normes de qualité environnementales (E.C., 2011), l'évaluation prend en compte la fraction dissoute du composé et considèrera les approches par facteur d'extrapolation, statistiques ou par coefficient de partition pour calculer les normes de qualité.

La valeur du facteur d'extrapolation dépend du nombre et du type de tests pour lesquels des résultats valides sont disponibles. Les règles détaillées pour le choix des facteurs sont données dans le guide technique européen (E.C., 2011).

En ce qui concerne les organismes marins, selon le guide technique pour la détermination de normes de qualité environnementales (E.C., 2011), pour les métaux, les données de toxicité en eau douce et eau de mer doivent être séparées a priori. Ceci est expliqué par la différence de toxicité attendue sur

les espèces dulçaquicoles ou marines en raison de la différence dans la spéciation des métaux et leur biodisponibilité ainsi que des capacités d'(osmo)régulation des espèces. Les données ne peuvent être combinées que si l'absence de différences est démontrée ou si la biodisponibilité est prise en compte par ailleurs.

[12] Valeur calculée. Dans le document de proposition d'EQS de Lepper et al. (2007), cette CE₁₀ de 6 µg.L^-1 est calculée depuis les concentrations présentées dans la figure 2A de l'étude de Garman et al. (1997) en utilisant le logiciel ToxRat®. Cette valeur est ensuite utilisée pour calculer l'AA-QS_{marine_eco} de 0,6 µg.L^-1

Le facteur d'extrapolation appliqué pour déterminer la AA-QS_{marine_eco} doit prendre en compte les incertitudes additionnelles telles que la sous-représentation des taxons spécifiques marins et une diversité d'espèces plus complexe en milieu marin.

Moyenne annuelle (AA-QS_{water_eco} et AA-QS_{marine_eco}) :

Une concentration annuelle moyenne est déterminée pour protéger les organismes de la colonne d'eau d'une possible exposition prolongée.

L'examen des données disponibles n'a pas permis de déterminer une différence entre les résultats des essais long terme réalisés avec des formes trivalentes et pentavalentes de l'arsenic. Il n'est donc pas justifié de les différentier selon le critère de la spéciation. Un test de Mann-Whitney sur XLStat 2007 a été réalisé sur les jeux de données long terme retenus en eau douce et en eau marine. Ce test a permis de vérifier qu'il n'y avait pas de différence significative entre les résultats d'essai en eau douce et en eau de mer, en conséquence, un jeu de données unique peut être considéré pour le calcul de la AA-QS_{water_eco} et AA-QS_{marine_eco}.

Le guide technique européen pour la détermination des normes de qualité environnementale permet d'évaluer l'AA-QS_{water_eco} et l' AA-QS_{marine_eco} selon une approche d'extrapolation statistique si le jeu de données remplit certains critères. En ce qui concerne l'arsenic, le jeu de donnée n'est pas optimal pour utiliser la méthode d'extrapolation statistique, une valeur long terme « insecte » et une valeur long terme sur -par exemple -des amphibiens sont manquantes. Toutefois, pour les insectes, les détails d'un essai d'écotoxicité réalisé sur la larve de moustique (Liber et al., 2011) exposée à du sédiment contaminé fournissent les concentrations en arsenic mesurées dans l'eau interstitielle et dans la colonne d'eau. Ces concentrations sont très différentes et il est difficile de déterminer la contribution de l'eau interstitielle (NOEC correspond à 420 µg.L^-1) et de la colonne d'eau (NOEC correspond à 10 µg.L^-1) pour ces organismes benthiques. Afin d'adopter une démarche protectrice, la concentration équivalente dans l'eau qui sera utilisée pour le taxon des insectes sera la concentration de 10 µg.L^-1 . Bien qu'il manque encore une donnée sur un taxon supplémentaire (les amphibiens par exemple), la distribution des espèces (SSWD, Species Sensitivity Weighted Distribution) (Duboudin et al., 2004) est réalisée pour obtenir l'HC5, la concentration supposée sans effet néfaste sur 95% des espèces aquatiques.

La valeur suivante a été calculée à l'aide des données aquatiques d'eau douce et d'eau marine présentées dans le chapitre « ECOTOXICITE AQUATIQUE CHRONIQUE ».

Cette courbe permet de visualiser une certaine sensibilité à l'arsenic et ses dérivés inorganiques des insectes, des échinodermes, des algues et des invertébrés par rapport aux poissons.

Pour l'arsenic et ses dérivés inorganiques, il a été décidé d'utiliser le résultat de la dérivation statistique des données d'écotoxicologie pour calculer l'AA-QS_{water_eco} et l' AA-QS_{marine_eco}. Afin de tenir compte de l'absence de donnée sur un taxon supplémentaire (par exemple les amphibiens), le facteur d'extrapolation maximum de 5 recommandé par le guide technique européen pour la détermination des normes de qualité environnementale (E.C., 2011) sera appliqué à la HC5 obtenue. Pour l'AA-QS_{water_eco} l'INERIS propose donc la valeur suivante :

L'AA-QS_{water_eco} calculée est inférieure au 90% centile dans l'eau de la base de données FOREGS13 (2,45 µg.L^-1). La valeur calculée est donc de l'ordre de grandeur des concentrations naturelles ce qui implique de prendre en compte ces dernières au moment de la mise en œuvre de cette valeur seuil.

[13] Disponible à cette adresse : http://weppi.gtk.fi/publ/foregsatlas/article.php?id=15

Pour l'AA-QS_{marine_eco} l'INERIS propose la valeur suivante :

Bien que la valeur de concentration naturelle ne soit pas disponible pour l'eau marine, les mêmes précautions au moment de la mise en œuvre de cette valeur seuil sont recommandées pour l'eau de mer.

Concentration Maximum Acceptable (MAC)

L'examen des données disponibles n'a pas permis de déterminer une différence entre les résultats des essais court terme réalisés avec des formes trivalentes et pentavalentes de l'arsenic. Il n'est donc pas justifié de les différentier selon le critère de la spéciation.

Un test de Mann-Whitney sur XLStat 2007 a été réalisé sur les jeux de données court terme retenus en eau douce et en eau marine. Ce test montre qu'il n'y avait pas de différence significative entre les résultats d'essai d'écotoxicité aigüe en eau douce et en eau de mer. En conséquence, un jeu de données unique peut être considéré pour le calcul de la MAC et de la MAC_marine.

La concentration maximale acceptable est calculée afin de protéger les organismes de la colonne d'eau de possibles effets de pics de concentrations de courtes durées (E.C., 2011).

L'invertébré marin Tigriopus brevicornis apparait comme l'espèce la plus sensible parmi les essais validés en exposition aigue avec une CL₅₀ de 11 µg.L^-1 (Forget et al., 1998). Conformément au guide technique européen pour la détermination des normes de qualité environnementale (E.C., 2011), un facteur d'extrapolation de 10 peut être appliqué sur cette valeur puisque des données sont disponibles pour chaque niveau trophique (poissons, microcrustacés et algues), et que les espèces représentatives des taxons jugés le plus sensibles (ici les algues et les invertébrés) sont représentés.

L'INERIS propose donc la valeur suivante :

La valeur obtenue pour la MAC est légèrement inférieure à la valeur obtenue pour l'AA-QS_{water_eco}. La MAC sera donc considérée comme égale à l'AA-QS_{water_eco} c'est-à-dire :

La MAC calculée est du même ordre de grandeur que le 90% centile dans l'eau de la base de donnée FOREGS14 (2,45 µg.L^-1). La valeur calculée est donc de l'ordre de grandeur des concentrations naturelles ce qui implique de prendre en compte ces dernières au moment de la mise en œuvre de cette valeur seuil.

En ce qui concerne les organismes marins, le jeu de donnée comprend des informations disponibles pour les taxons plantes, invertébrés et poissons en plus de données court terme pour deux taxons marins additionnels : deux CL₅₀ obtenus sur des annélides (Reish et LeMay, 1991) et des données sur le mollusque Crassostrea gigas (Martin et al., 1981a)15 . Les espèces représentatives des taxons jugés le plus sensibles (ici les algues et les invertébrés) étant représentés, conformément au guide technique européen pour la détermination des normes de qualité environnementale (E.C., 2011), un facteur d'extrapolation de 10 peut être appliqué à la donnée issue de l'essai validé le plus sensible disponible : une CL₅₀ de 11 µg.L^-1 sur l'invertébré marin Tigriopus brevicornis (Forget et al., 1998).

[14] Disponible à cette adresse : http://weppi.gtk.fi/publ/foregsatlas/article.php?id=15

[15] Bien que le paramètre mesuré, le développement, soit plutôt du domaine des effets recherchés pour l'exposition chronique, la durée du test et le critère mesuré (une CE₅₀ à 48h) justifie d'utiliser également cet essai parmi les informations du jeu de données aigues.

L'INERIS propose donc la valeur suivante :

La valeur obtenue pour la MAC_marine est légèrement inférieure à la valeur obtenue pour l'AA-QS_{marine_eco}. La MAC_marine sera donc considérée comme égale à l'AA-QS_{marine_eco} c'est-à-dire :

MAC_marine = 1,37 µg.L^-1

Bien que le 90% centile dans l'eau marine ne soit pas disponible dans la base de donnée FOREGS, le 90ème centile en eau de surface est utilisé (2,45 µg.L^-1). La valeur calculée est donc de l'ordre de grandeur des concentrations naturelles ce qui implique de prendre en compte ces dernières au moment de la mise en œuvre de cette valeur seuil.

*= Ces valeurs sont du même ordre de grandeur que les concentrations naturelles environnementales. Ceci implique de prendre en compte les concentrations bruit de fond au moment de la mise en œuvre de cette valeur seuil.

NORME DE QUALITÉ EMPOISONNEMENT SECONDAIRE (QSBIOTA_SEC POIS)

L'analyse en première approche des essais rapportés ne permet pas de mettre en évidence une sensibilité particulière des mammifères ou des oiseaux par rapport au poisson.

Pour l'arsenic et ses dérivés inorganiques, la donnée la plus sensible est une NOEC de 24,98 mg.kg^-1_biota dérivée depuis une NOAEL obtenue lors d'un essai réalisé sur des lapines exposées par voie orale pendant la période de gestation. Conformément au guide technique européen pour la détermination des normes de qualité environnementale (E.C., 2011), la QSbiota_sec_pois peut être calculée à partir de cette valeur en appliquant un facteur d'extrapolation de 300 puisque l'exposition prévue dans le test est de courte durée. L'INERIS propose donc la valeur suivante :

Cette valeur de norme de qualité pour l'empoisonnement secondaire peut être ramenée :

• à une concentration dans l'eau douce selon la formule suivante :
• à une concentration dans l'eau marine selon la formule suivante :

Ce calcul tient compte du fait que la substance présente dans l'eau du milieu peut se bioaccumuler dans le biote. Il donne la concentration à ne pas dépasser dans l'eau afin de respecter la valeur de la norme de qualité pour l'empoisonnement secondaire déterminée dans le biote.

La bioaccumulation tient compte à la fois du facteur de bioconcentration (BCF, ratio entre la concentration dans le biote et la concentration dans l'eau) et du facteur de biomagnification (BMF, ratio entre la concentration dans l'organisme du prédateur en bout de chaîne alimentaire, et la concentration dans l'organisme de la proie au début de la chaîne alimentaire). En l'absence de valeurs mesurées pour le BMF, celles-ci peuvent être estimées à partir du BCF selon le guide technique européen (E.C., 2011).

Ce calcul n'est donné qu'à titre indicatif. Il fait en effet l'hypothèse qu'un équilibre a été atteint entre l'eau et le biote, ce qui n'est pas véritablement réaliste dans les conditions du milieu naturel. Par ailleurs il repose sur un facteur de bioaccumulation qui peut varier de façon importante entre les espèces considérées. Il convient de rappeler que la bioaccumulation de l'arsenic dans les organismes n'est pas corrélée avec la concentration dans l'eau. De plus il a été rapporté que bien que la bioaccumulation de l'arsenic ait été observée, la bioamplification de ce composé n'a pas été observée (Farag et al., 1998; Williams et al., 2006).

Le BCF retenu pour réaliser les calculs concernant l'empoisonnement secondaire correspond à une moyenne géométrique des BCF/BAF rapportés par Williams et al. (2006)17 pour des concentrations d'arsenic dans l'eau comprises entre l' AA-QS_{water_eco} calculée dans ce rapport (0.5 µg.L^-1) et la valeur correspondant au 90% centile des concentrations naturelles dans l'eau de la base de donnée FOREGS18 (2.45 µg.L^-1) afin de correspondre à une gamme de concentration cohérente avec des conditions environnementales. Cette valeur est égale à 100 et devrait être suffisamment protectrice dans des conditions environnementales étant noté par ailleurs que les BCF diminuent si les concentrations dans l'eau augmentent.

Pour l'arsenic et ses dérivés inorganiques, un BCF de 100 et un BMF₁ = BMF₂ de 1 (cf. E.C., 2011) ont été retenus. On a donc

QSmarine_sp = 0,83 µg.L^-1

*= Ces valeurs sont du même ordre de grandeur que les concentrations naturelles environnementales. Ceci implique de prendre en compte les concentrations bruit de fond au moment de la mise en œuvre de cette valeur seuil.

[17] Les BCF et les BAF de cette source n'ont pas été vérifiées.

[18] Disponible à cette adresse : http://weppi.gtk.fi/publ/foregsatlas/article.php?id=15

NORME DE QUALITE POUR LA SANTE HUMAINE VIA LA CONSOMMATION DES PRODUITS DE LA PECHE (QSBIOTA_HH)

La norme de qualité pour la santé humaine est calculée de la façon suivante (E.C., 2011) :

Ce calcul tient compte de :

• un facteur correctif de 10% (soit 0.1) : la VTR donnée ne tient compte en effet que d'une exposition par voie orale, et pour la consommation de produits de la pêche uniquement. Mais la contamination peut aussi se faire par la consommation d'autres sources de nourriture, par la consommation d'eau, et d'autres voies d'exposition sont possibles (inhalation ou contact cutané). Le facteur correctif de 10% (soit 0.1) permet de rendre l'objectif de qualité plus sévère d'un facteur 10 afin de tenir compte de ces autres sources de contamination possibles.
• la valeur toxicologique de référence (VTR), correspondant à une dose totale admissible par jour ; pour cette substance elle sera considérée égale à 6,66.10-4 µg/kg_corporel/j (cf. tableau ci-dessus),
• un poids corporel moyen de 70 kg,
• F_sécurité : facteur de sécurité supplémentaire de 10 pour tenir compte de l'effet cancérogène de la substance, la VTR prend déjà en compte ce facteur donc il sera réduit ici à 1
• Cons. Journ. Moy : une consommation journalière moyenne de produits de la pêche (poissons, mollusques, crustacés) égale à 115 g par jour.

Ce calcul n'est donné qu'à titre indicatif. Il peut être inadapté pour couvrir les risques pour les individus plus sensibles ou plus vulnérables (masse corporelle plus faible, forte consommation de produits de la pêche, voies d'exposition individuelles particulières). Le facteur correctif de 10% n'est donné que par défaut, car la contribution des différentes voies d'exposition varie selon les propriétés de la substance (et en particulier sa distribution entre les différents compartiments de l'environnement), ainsi que selon les populations considérées (travailleurs exposés, exposition pour les consommateurs/utilisateurs, exposition via l'environnement uniquement). L'hypothèse cependant que la consommation des produits de la pêche ne représente pas plus de 10% des apports journaliers contribuant à la dose journalière tolérable apporte une certaine marge de sécurité (E.C., 2011).

Comme pour l'empoisonnement secondaire, la concentration correspondante dans l'eau du milieu peut être estimée en tenant compte de la bioaccumulation de la substance :

• à une concentration dans l'eau douce selon la formule suivante :
• à une concentration dans l'eau marine selon la formule suivante :

Le BCF retenu pour réaliser les calculs concernant l'empoisonnement secondaire correspond à une moyenne géométrique des BCF/BAF rapportés par Williams et al. (2006)19 pour des concentrations d'arsenic dans l'eau comprises entre l' AA-QS_{water_eco} calculée dans ce rapport (0,5 µg.L^-1) et la valeur correspondant au 90% centile des concentrations naturelles dans l'eau de la base de donnée FOREGS20 (2,45 µg.L^-1) afin de correspondre à une gamme de concentration cohérente avec des conditions environnementales. Cette valeur est égale à 100 et correspond à un pire cas réaliste étant donné que les BCF diminuent si les concentrations dans l'eau augmentent.

[19] Les BCF et les BAF de cette source n'ont pas été vérifiées.

[20] Disponible à cette adresse : http://weppi.gtk.fi/publ/foregsatlas/article.php?id=15

Pour l'arsenic et ses dérivés inorganiques, on obtient donc :

NORME DE QUALITE POUR LA SANTE HUMAINE VIA L'EAU DE BOISSON (QSdw_hh)

En principe, lorsque des normes de qualité dans l'eau de boisson existent, soit dans la Directive 98/83/CE (C.E., 1998), soit déterminées par l'OMS, elles peuvent être adoptées. Les valeurs réglementaires de la Directive 98/83/CE doivent être privilégiées par rapport aux valeurs de l'OMS qui ne sont que de simples recommandations.

Il faut signaler que ces normes réglementaires ne sont pas nécessairement établies sur la base de critères (éco)toxicologiques (par exemple les normes pour les pesticides avaient été établies par rapport à la limite de quantification analytique de l'époque pour ce type de substance, soit 0,1 µg.L^-1). Pour l'arsenic et ses dérivés inorganiques, la Directive 98/83/CE fixe une valeur de 10 µg.L^-1.

A titre de comparaison, la valeur seuil provisoire pour l'eau de boisson est calculée de la façon suivante (E.C., 2011):

• la valeur toxicologique de référence (VTR), correspondant à une dose totale admissible par jour ; pour cette substance elle sera considérée égale à 6,66.10-4 µg/kg_corporel/j (cf. tableau ci-dessus),
• Cons.moy.eau [L.j^-1] : une consommation d'eau moyenne de 2 L par jour,
• un poids corporel moyen de 70 kg,
• un facteur correctif de 10% (soit 0.1) afin de tenir compte de ces autres sources de contamination possibles.
• F_sécurité : facteur de sécurité supplémentaire de 10 pour tenir compte de l'effet cancérogène de la substance. La VTR sélectionnée prend déjà en compte cet aspect, le facteur est donc abaissé à 1.

L'eau de boisson est obtenue à partir de l'eau brute du milieu après traitement pour la rendre potable. La fraction éliminée lors du traitement dépend de la technologie utilisée ainsi que des propriétés de la substance.

Ainsi, la norme de qualité correspondante dans l'eau brute se calcule de la manière suivante :

En l'absence d'information, on considèrera que la fraction éliminée est nulle et le critère pour l'eau de boisson s'appliquera alors à l'eau brute du milieu. Par ailleurs, on rappellera que ce calcul n'est donné qu'à titre indicatif et peut s'avérer inadéquat pour certaines substances et certaines populations.

Pour l'arsenic et ses dérivés inorganiques, on obtient :

La valeur fixée par la directive 98/83/CE (10 µg.L^-1) est plus élevée que la valeur calculée ici mais possède une portée réglementaire et s'applique.