4 INTÉGRATION DES DONNÉES PHYSICO-CHIMIQUES, BIOLOGIQUES ET
4.2 Détermination des seuils intégrés
L’objectif général de cette étude est de fournir les informations nécessaires pour déterminer un seuil non préoccupant pour les organismes benthiques et l’environnement.
Une approche basée sur le poids des évidences a été utilisée de façon à tenir compte de l’ensemble des réponses biologiques observées.
Pour ce faire, les relations entre les concentrations des contaminants d’intérêt et les résultats des tests de toxicité et des inventaires de communautés benthiques devaient être résumés dans une matrice de seuils. Cependant, en raison de l’absence de relations significatives entre les différents paramètres benthiques et les paramètres
physico-chimiques, uniquement les résultats des tests de toxicité ont été utilisés pour déterminer les seuils. En absence d’effets toxiques, la concentration la plus élevée testée a été utilisée de façon conservatrice comme seuil. En présence d’effets toxiques, un critère d’effet spécifique à chaque test a été utilisé pour calculer un seuil à partir des relations doses-réponses obtenues pour chacun des contaminants. Finalement, l’ensemble des seuils ainsi déterminés a été intégré selon un niveau de protection acceptable.
4.2.1 Détermination des critères d’effet
Les seuils sont développés sur la base des relations significatives entre la réponse des tests de toxicité et la concentration de cuivre total extractible ou de HAP dans les sédiments et sur des critères d’effets. Tel que mentionné à la section 4.1, les tests de survie et de croissance des polychètes (Neanthes) et le test de survie et de ré-enfouissement des amphipodes (Eohaustorius estuarius) n’ont pas montré une relation significative (p > 0,05) en fonction de la concentration de cuivre extractible ou de HAP dans les sédiments.
Dans le cas de la moule bleue, il importe de rappeler qu’aucune relation significative n’a été obtenue entre la concentration de cuivre dans l’eau interstitielle et le développement larvaire, et ce, en dépit du fait que ce test ait été réalisé spécifiquement sur ce média plutôt que sur des sédiments entiers. En revanche, une relation significative a été obtenue entre la concentration de HAP totaux estimée dans l’eau interstitielle en utilisant l’approche par coefficient de partage (U.S. EPA, 2000) et la réponse toxique. La sensibilité de ce test aux HAP est consistante avec l’étude de Magnusson et al. (1996).
En développant un critère d’effet basé sur une réduction de 50 % de la proportion de larves se développant normalement par rapport au taux moyen de développement aux stations de référence (87 %) et en utilisant l’équation 4.1, le taux obtenu serait de 0,435 et correspondrait à une concentration de 385 mg/kg de C selon l’équation 4.3, soit environ 8 mg/kg HAP totaux (basé sur une valeur moyenne de COT de 2,16 % ± 0,90).
Pour le test Microtox, rappelons qu’une relation significative a été obtenue avec le cuivre et les HAP totaux. Porebski et al. (1999) ont appliqué, tel que recommandé par Environnement Canada, une CI50 de 1 000 mg/L comme critère de succès / échec pour le test de Microtox dans l’évaluation des sédiments contaminés provenant de la baie des Chaleurs. Ces auteurs concluaient qu’il n’était pas nécessaire d’ajuster le critère intérimaire de succès/échec en se basant sur les résultats des tests effectués. Pour le quai de Gaspé, le critère de 1 000 mg/L semble être valable car il tend à séparer les sédiments ayant les concentrations les plus élevées de cuivre de ceux ayant les concentrations les plus faibles. Dans le cas du cuivre, une CI50 de 1 000 mg/L serait équivalente, selon l’équation 4.2, à une concentration de 1 464 mg/kg de cuivre dans les sédiments entiers.
Dans le cas des HAP, une CI50 de 1 000 mg/L serait équivalente, selon l’équation 4.3, à une concentration limite de 363 mg/kg de C dans les sédiments entiers, soit 8 mg/kg HAP totaux (basé une valeur moyenne de COT de 2,16 %± 0,90).
Finalement, soulignons que la méthode statistique préconisée pour estimer les critères d’effet, soit la régression linéaire utilisant des données transformées sous forme logarithmique, vise essentiellement à augmenter la précision du modèle tout en respectant les conditions d’application de la méthode (linéarité de la relation, homogénéité des variances, normalité des distributions de données).
4.2.2 Interprétation des seuils intégrés
Le tableau 4.2 résume l’ensemble des seuils intégrés calculés pour les différents critères d’effet considérés.
D’une manière générale, les critères d’effet pour les HAP totaux obtenus à partir du test Microtox et celui du développement des larves de moules bleues sont relativement similaires avec une valeur d’environ 8 mg/kg. Dans le cas du cuivre, le critère d’effet développé à partir du test Microtox et des concentrations de cuivre extractible est de 1 464 mg/kg. Il faut rappeler que ces critères ont été établis sans considérer les stations A8B et A12 compte tenu du biais engendré par la présence possible d’un facteur confondant (particules de sédiments fins). Pour les tests de toxicité n’ayant pas montré de relations dose-réponse significatives (amphipodes et polychètes), la concentration maximale de cuivre ou de HAP totaux mesurée dans les sédiments testés a été utilisée.
Considérant le biais potentiel résultant du faible effectif (cuivre : n = 5, HAP : n = 6), de la forme asymétrique de la distribution de données et des concentrations maximales de cuivre extractible et de HAP totaux utilisés pour définir le critère d’effet des amphipodes et des polychètes, l’utilisation d’un paramètre statistique comme la moyenne n’est pas appropriée pour définir un seuil intégré.
Par ailleurs, l’utilisation du 10e centile des seuils calculés pour les HAP et le cuivre constitue une alternative acceptable. En effet, la valeur du 10e centile est fréquemment utilisée en analyse de risque pour définir un niveau de risque acceptable visant par exemple à protéger 90 % des espèces cibles (Hall et al., 1998). En utilisant cette dernière valeur et en l’associant aux concentrations mesurées aux différentes stations (tableau 4.3), on obtient deux groupes de stations selon la substance considérée. Dans le cas des HAP, les stations dépassant le seuil intégré (8 mg/kg ) sont A1, A1C, A2, A2C, A3 et A5 tandis que celles se retrouvant en-deçà de ce seuil sont A7, A8, A8B, A9, A10, A12, R8, R9 et R14B. Notons que le 1er groupe de stations défini à partir de ce seuil est identique au groupe 3 (stations A1, A1C, A2, A2C, A102C, A3 et A5) obtenu à partir du plan de projection des stations de l’analyse en composantes principales. En utilisant cette fois-ci le seuil calculé pour le cuivre, seules les stations A1C, A2 et A2C dépasseraient le seuil intégré établi à 2 398 mg/kg.
Tableau 4.2 : Matrice des seuils intégrés basés sur les tests de toxicité, quai de Gaspé, automne 2001
Tableau 4.3 : Concentrations d’hydrocarbures aromatiques polycycliques totaux et de cuivre extractible dans les sédiments en fonction des critères d’effets présentés, quai de Gaspé, automne 2001