Sélection d’une liste de molécules psychotropes d’intérêt
6. Devenir et occurrence dans l’environnement
7.3. Données d’écotoxicologie : limites et perspectives
imprévisible et complexe. C’est la raison pour laquelle il est important d’inclure ces effets potentiels dans une démarche d’évaluation de risques.
7.3. Données d’écotoxicologie : limites et perspectives
Comme il l’a été souligné précédemment, la seule lecture des seuils de toxicité létale, d’efficacité ou de toxicité chronique ne suffit pas à une évaluation des risques liés à la présence de composés psychotropes dans l’environnement. D’autant plus que les tests standardisés effectués dans les études d’écotoxicologie sont, par essence, spécifiques à une espèce donnée (Brooks et al., 2003a). Ainsi, les réponses obtenues ne sont pas forcément les plus sensibles et les espèces modèles utilisées ne peuvent pas garantir la protection de l’ensemble des organismes d’un écosystème aquatique (La Point et al., 2000).
La définition de l’impact d’une substance au niveau d’un écosystème est d’ailleurs un enjeu important car des interactions peuvent survenir entre les différents niveaux trophiques. En 2004, Richards et al. ont publié les résultats d’une expérience de 35 jours sur l’impact d’un mélange de médicaments sur un microcosme aquatique. Le mélange en question comprend un AINS, un antibiotique, et un ISRS : l’ibuprofène, la ciprofloxacine et la fluoxétine. Grâce à une analyse multivariée, les auteurs ont rapporté l’existence d’interactions entre zooplanctons et phytoplanctons. Leurs populations ont augmenté en abondance et diminué en diversité pour une concentration de 60, 100 et 100 µg/L (ibuprofène, ciprofloxacine, fluoxétine). Dans les mêmes conditions, la croissance des lentilles d’eau Lemna gibba a été réduite. De plus, près de la moitié des poissons (Lepomis gibbosus) sont morts alors que les doses administrées sont 10 à 230 fois inférieures aux seuils thérapeutiques rapportés au modèle mammifère (Richards et al., 2004). Toutefois, les niveaux de contamination utilisés lors de cette étude sont bien plus élevés que les concentrations rapportées dans l’environnement. Cela permet quant même de souligner l’intérêt d’études d’impacts à différents niveaux biologiques qu’il serait pertinent de mener à concentration environnementale (Daughton et al., 1999) et sur des durées suffisamment longues pour englober toutes les étapes sensibles du développement des différents organismes (Brooks et al., 2003a). La durée d’exposition est d’ailleurs un paramètre clé dans la détermination des seuils de toxicité aquatique (Flaherty et al., 2005). Par exemple, le comportement de fuite du poisson P. promelas est affecté par une concentration de 0,5 ou de 5 µg/L de venlafaxine selon que l’exposition s’est produite à la phase embryonnaire ou larvaire (Painter et al., 2009). Il est donc nécessaire d’évaluer de façon plus définitive les risques posés par les composés parents, les métabolites, et les produits de transformation sur les écosystèmes aquatiques de façon continue, générations après générations. Approcher les conditions du milieu est un enjeu majeur qui implique de considérer également les interactions possibles entre toxicologie et devenir environnemental (Brooks et al., 2009). Les conditions pH peuvent par exemple se révéler critiques : le comportement alimentaire de P. promelas est modifié (EC10) par la sertraline à des concentrations variant de 8,7 µg/L à pH 8,5 jusqu’à 65,6 et 69,6 µg/L à pH 7,5 et 6,5 (Valenti et al., 2009).
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molécule algues invertébrés et crustacés poissons
espèce C (mg/L) [réf.] espèce C (mg/L) [réf.] espèce C (mg/L) [réf.]
carbamazépine
Pseudokirchneriella subcapitata NOEC 0,521 [1] Ceriodaphnia dubia NOEC 0,025 [9] Oncorhynchus mykiss LOEC 0,2 [19] Cyclotella meneghiniana NOEC 10 [2] Brachionus calyciflorus NOEC 0,377 [9] Danio rerio NOEC 25 [9] Desmodesmus subspicatus CE50 74 [2] Gammarus pulex LOEC 0,01 [10]
citalopram Pseudokirchneriella subcapitata CE50 1,6 [3] Ceriodaphnia dubia NOEC 0,80 [11]
Ceriodaphnia dubia DL50 3,9 [11]
diazépam
Desmodesmus subspicatus NOEC 2,56 [4] Hydra vulgaris NOEC 0,01 [12] Danio rerio NOEC 0,273 [4] Daphnia magna NOEC 0,8 [4] Danio rerio LOEC 0,273 [20] Chironomus tentans NOEC 1 [4] G. Holbrooki LEOC 12,7 [21]
Daphnia magna CE50 4,3 [4] Daphnia magna CE50 14,1 [4] diclofénac
Scenedesmus vacuolatus NOEC 0,023 [5] Ceriodaphnia dubia NOEC 1 [9] Oncorhynchus mykiss 0,001 [22] Cyclotella meneghiniana NOEC 10 [2] Brachionus calyciflorus NOEC 12,5 [2] Oncorhynchus mykiss 0,005 [23]
Desmodesmus subspicatus CE50 72 [2] Danio rerio 4 [9]
fluoxétine
Pseudokirchneriella subcapitata LOEC 0,014 [6] Daphnia magna LOEC 0,0001 [13] Pimephales promelas LOEC 0,000025 [24] Pseudokirchneriella subcapitata CE50 0,024 [7] Daphnia magna LOEC 0,036 [14] Carassius auratus LOEC 0,00054 [25] Pseudokirchneriella subcapitata CE50 0,027 [3] Ceriodaphnia dubia NOEC 0,056 [6] Oryzias latipes NOEC 0,0001 [26] Ceriodaphnia dubia NOEC 0,089 [11] Pimephales promelas NOEC 0,009 [27] Gammarus pulex NOEC 0,1 [10] Cyprinodon variegatus LOEC 0,03 [28] Ceriodaphnia dubia DL50 0,234 [7] Pimephales promelas LOEC 0,053 [27] Ceriodaphnia dubia LOEC 0,447 [11] Oncorhynchus mykiss DL50 0,7 [29] Ceriodaphnia dubia DL50 0,51 [11] Lepomis macrochirus DL50 1 [29] Potamopyrgus antipodarum NOEC 0,00047 [15] Xenopus laevis NOEC 2 [30] ibuprofène
Pseudokirchneriella subcapitata NOEC 0,52 [1] Hydra vulgaris NOEC >0,01 [2] Oryzias latipes NOEC 0,001 [31] Pseudokirchneriella subcapitata CE50 2,3 [1] Gammarus pulex NOEC 0,01 [10]
Hydra vulgaris NOEC 0,01 [12] Hydra attenuata NOEC 5 [16]
miansérine Danio rerio NOEC 0,25 [32]
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molécule algues invertébrés et crustacés poissons
espèce C (mg/L) [réf.] espèce C (mg/L) [réf.] espèce C (mg/L) [réf.]
morphine E. Complanata LOEC 8,85 [17]
naproxène
Pseudokirchneriella subcapitata NOEC 0,52 [1] Ceriodaphnia dubia CE50 0,33 [18] Pseudokirchneriella subcapitata CE50 3,7 [1] Brachionus calyciflorus CE50 0,56 [18] H. Attenuata LOEC 10 [16]
paracétamol Hydra vulgaris NOEC >0,01 [2]
paroxétine
Pseudokirchneriella subcapitata CE50 0,14 [3] Ceriodaphnia dubia NOEC 0,022 [11] Lepomis macrochirus DL50 1 [29] Ceriodaphnia dubia LOEC 0,044 [11] Xenopus laevis NOEC 2 [30] Ceriodaphnia dubia DL50 0,58 [11]
sertraline
Pseudokirchneriella subcapitata CE50 0,043 [3] Ceriodaphnia dubia NOEC 0,009 [11] Oncorhynchus mykiss NOEC 0,1 [8] Pseudokirchneriella subcapitata NOEC 0,05 [8] Daphnia magna NOEC 0,032 [8] Oncorhynchus mykiss DL50 0,38 [8] Pseudokirchneriella subcapitata LOEC 0,075 [8] Ceriodaphnia dubia LOEC 0,045 [11] Xenopus laevis NOEC 1 [30] Pseudokirchneriella subcapitata CE50 0,14 [8] Ceriodaphnia dubia DL50 0,12 [11] Pimephales promelas CE10 0,0087 [33] Daphnia magna CE50 0,92 [3] Pimephales promelas LOEC 0,015 [33] Daphnia magna DL50 1,12 [8] Pimephales promelas CE50 0,083 [33]
venlafaxine Pimephales promelas LOEC 0,0005 [24]
[1] : (Harada et al., 2008) ; [2] : (Crane et al., 2006) cités par (Lardy-Fontan, 2008) ; [3] : (Christensen et al., 2007) ; [4] : (Straub et al., 2008) ; [5] : (Schmitt-Jansen et al., 2007) ; [6] : (Brooks et al., 2003b) ; [7] : (Brooks et al., 2003c) ; [8] : (Minagh et al., 2009) ; [9] : (Ferrari et al., 2003) ;
[10] : (De Lange et al., 2006) ; [11] : (Henry et al., 2004) ; [12] : (Pascoe et al., 2003) ; [13] : (Richards et al., 2008) ; [14] : (Flaherty et al., 2005) ; [15] : (Nentwig, 2007) ; [16] : (Quinn et al., 2008) ; [17] : (Gagné et al., 2006) ; [18] : (Isidori et al., 2005) ; [19] : (Li et al., 2009) ; [20] : (Oggier et al., 2010) ; [21] : (Nunes et al., 2008) ;
[22] : (Triebskorn et al., 2004) ; [23]: (Schwaiger et al., 2004) ; [24] : (Painter et al., 2009) ; [25] : (Mennigen et al., 2010) ; [26] : (Foran et al., 2004) ; [27] : (Stanley et al., 2007) ; [28] : (Winder et al., 2009) ; [29]: (Besse et al., 2008) ; [30] : (Richards et al., 2006) ; [31] : (Flippin et al., 2007) ; [32] : (van der Ven et al., 2006) ; [33] : (Valenti et al., 2009)
TABLEAU 1.12 – Données de toxicité aiguë et chronique pour une liste de substances psychotropes, paracétamol et AINS reportée dans la littérature (suite)
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8. Bilan et sélection d’une liste de composés d’intérêt
8.1. Récapitulatif des critères de sélection
Le TABLEAU 1.13 présente une synthèse des informations prises en compte pour la démarche de sélection d’une liste de molécules psychotropes d’intérêt. Les paramètres de sélection prennent en considération les principaux paramètres influents dans le cycle biogéochimique de ces molécules dans l’environnement. A chacun de ces paramètres est attribué un ordre de grandeur ou d’importance (auquel est associé un code couleur : rouge > orange > jaune). Celui-ci est basé sur les éléments bibliographiques cités dans les différentes parties développées dans ce chapitre :
- Consommation : les ordres de grandeur associés à chaque composé commencent à la dizaine et à la centaine de kilogrammes annuels pour les composés les moins consommés, jusqu’à à la dizaine de milliers de kilogrammes annuels et plus pour les composés dont la consommation est importante. La classification selon ces ordres de grandeur, n’était pas possible pour l’ensemble des molécules, comme pour les substances illicites par exemple. Dans ce cas, l’estimation de la consommation est qualitative. L’ensemble des études bibliographiques étudiées relatives aux données de consommation sont citées dans la partie 3 de ce chapitre.
- Métabolisation : les taux d’excrétion urinaire pour chacun des composés ont permis de distinguer 3 profils différents. Les molécules pour lesquelles l’excrétion sous la forme libre et conjuguée est supérieure à 70%, celles pour lesquelles elle est comprise entre 70 et 30% et les dernières pour lesquelles elle est inférieure à 30%. L’ensemble des études bibliographiques étudiées relatives aux données de métabolisation sont citées dans la partie 4 de ce chapitre.
- Abattement dans les stations d’épuration : les taux d’abattement lors du traitement d’épuration ont permis de distinguer 3 profils différents. Les molécules pour lesquelles l’abattement est inférieur à 30%, celles pour lesquelles l’abattement est compris entre 30 et 70% et les dernières pour lesquelles l’abattement est supérieur à 70%. L’ensemble des études bibliographiques étudiées relatives aux données d’abattement dans les stations d’épuration sont citées dans la partie 5.3 de ce chapitre.
- Occurrence dans les stations d’épuration : les composés mesurés dans les effluents de stations d’épuration ont été hiérarchisés selon leurs niveaux de concentration : de l’ordre du µg/L et supérieur, de l’ordre de la centaine de ng/L et enfin de l’ordre de la dizaine à la centaine de ng/L. L’ensemble des études bibliographiques étudiées relatives aux données d’occurrences dans les effluents de stations d’épuration est cité dans la partie 5.4 de ce chapitre.
- Occurrence dans l’environnement : les composés mesurés dans les eaux de surfaces ont été hiérarchisés selon leurs niveaux de concentration : de l’ordre de la centaine de ng/L, de la dizaine ng/L et enfin de l’ordre du ng/L et inférieur. L’ensemble des études bibliographiques étudiées relatives aux données d’occurrence environnementale est cité dans la partie 6.3 de ce chapitre.
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- Ecotoxicité : en raison de la diversité des organismes et des effets considérés ainsi que du manque d’études dans ce domaine et en particulier concernant les effets mélange, la caractérisation du risque écotoxique s’est faite sur une base qualitative par rapport aux valeurs seuils des effets individuels selon une échelle relative aux données disponibles rapportées dans la partie 7 de ce chapitre.
Depuis leurs sources jusqu’à leur devenir et leur impact dans les écosystèmes aquatiques, l’ensemble de ces critères de sélection est directement lié au cycle de ces composés dans l’environnement. Il est également apparu important de considérer deux aspects supplémentaires dans cette démarche de sélection :
- Famille chimique : ce paramètre traduisant l’appartenance à une famille (benzodiazépine par exemple) a été choisi dans une volonté de cohérence et de représentativité des familles chimiques
- Manque de données : à travers l’ensemble des données d’occurrence rassemblées par l’étude bibliographique réalisée, il apparait que certaines molécules sont peu étudiées et qu’il existe un manque de données nécessaires à leur caractérisation dans l’environnement.
Enfin et de façon plus pragmatique, la disponibilité des étalons analytiques commerciaux a constitué l’ultime critère d’exclusion de certains composés.