Evaluation du niveau de contamination chimique des eaux littorales de la façade méditerranéenne

(1)

Evaluation du niveau de contamination chimique des eaux littorales de la façade

méditerranéenne

1

Gonzalez J-L.,

¹

Munaron D.,

¹

Andral B.,

²

Tapie N.,

3

Guyomarch J.,

²

Budzinski H. et

⁴

Boissery P.

(1) (2) (3) (4)

(2)

Contexte

Campagnes "grande échelle" (DGT, POCIS SBSE) dans différents

environnements (Méditerranée-Corse, La Réunion, Mayotte, Guyane, Martinique) et dans différentes conditions de terrain (mer ouverte, lagons, étangs, marinas, zones portuaires, récifs...): Test de l'opérationnalité et du potentiel des

techniques d'échantillonnage passif dans le cadre de la DCE.

En partenariat avec:

Agence de l'eau Rhône Méditerranée Corse AERMC, Directions de

l'Environnement de l'Aménagement et du Logement DEAL's, ODE, Onema

Collaboration avec LPTC-EPOC Univ. Bordeaux 1 (POCIS) et Le Cedre (SBSE)

L'utilisation d'échantillonneurs passifs permet de mesurer les concentrations

dans l'eau de nombreux contaminants chimiques (métaux, composés

organiques) ou d'indiquer, à des niveaux très faibles, la présence (ou pas)

dans le milieu.

(3)

Contexte

Campagnes Masses d'eau

Echantillonneurs Logistique

Mayotte Convention DEAL

ARVAM "sous-traitance locale BE local" POCIS DGT SBSE

10aine 2009

2011

Guyane

Convention DEAL

Participation DDE-CQEL-IRD DGT

POCIS SBSE

3 10 4 27

2008 2009 2010 2011 Méditerranée

Convention IFREMER/AERMC

CQEL's + autres

LERPAC (campagnes DCE)

DGT POCIS SBSE

20aine 30aine 40aine 30aine

PEPS 2008 DCE 2009 DCE 2012 Lagunes 2010

La Réunion Convention DEAL

ARVAM DGT

POCIS SBSE

20aine

Avant et après cyclone

2008-2009

Martinique

Convention DEAL-ODE- CACEM

DEAL-ODE-ASCONIT-Impact mer DGT

POCIS SBSE

50aine Mai 2012

Campagne Inventaire Exceptionnel Convention ONEMA

BE, Ifremer… POCIS

SBSE

40

Martinique-Guadeloupe en cours

Méditerranée terminé

2012

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Contexte

Logistique Echantillonneurs Masses d'eau Campagnes

Littoral méditerranéen Convention

DDTM 13

DDTM 13 POCIS

DGT

9 Rejets industriels

2010

Nouvelle Calédonie Programme ADIIP CNRT Nickel

IRD-AEL DGT 4 2011

Estuaires Pays Basque Espagnol

Collaboration AZTI

AZTI DGT 10aine 2010

Bassin d'Arcachon Estuaire Gironde

Collaboration LPTC (Univ. Bx 1)

LPTC DGT

POCIS SPMD

10aine 2009

Suivi contamination suite au Naufrage d'un navire

BE-Marine Nationale DGT 2011

AMARIS Zones portuaires

DGT, SBSE 2 2012

Les concentrations de contaminant métalliques, organiques hydrophiles et hydrophobes ont été mesurées dans plus de 200 masses d'eau différentes (pour certaines prospectées à des périodes différentes).

Les résultats obtenus sont parmi les premiers disponibles en milieu marin côtier. Ils ont permis de mettre en évidence la présence de certains composés organiques (pesticides, médicaments) à de faibles niveaux de concentrations (de l'ordre du ng/L).

Ces campagnes se sont accompagnées d'actions de formation à la mise en œuvre de ces techniques: plus de 140 personnes ont été formées sur différents sites (DOMs, Méditerranée, Atlantique-Manche).

(5)

Les techniques d'échantillonnage passif: outils pour

l'évaluation de la contamination chimique des masses d'eau

EP

"Prêt à l'emploi"

Développement Innovation

Eaux douces

Eaux salées Composés hydrophiles

Composés hydrophobes

Recherche (spéciation…)

Application (surveillance…)

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Principales techniques utilisées

DGT (Diffusive Gradient in Thin film ): métaux traces

4 cm

Diffusion des cations métalliques dissous (Cd, Co, Cu, Ni, Pb, Zn…) les plus «labiles»

Cette technique permet de quantifier la fraction dissoute la plus "biodisponible" (notion relative)

Leur utilisation en routine pour Cd, Cu, Pb, Ni et Zn a fait l'objet d'une accréditation (ISO17025) par le service des accréditations du Royaume Uni (UKAS).

Mesures en triplicat

Temps immersion variable (pseudo ponctuel à intégratif).

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Principales techniques utilisées

POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler): Contaminants organiques hydrophiles en collaboration avec LPTC (Univ. Bordeaux I)

Développé par US Geological Survey

• Utilisation de mélanges adsorbants (en fonction des molécules à concentrer) = membrane microporeuse

contenant un mélange: Ambersorsb+résine polystyrène…)

• composés polaires: Herbicides, stéroïdes, produits pharmaceutiques et vétérinaires…

Démarche utilisée par US E.P.A.

dans programmes de surveillance

• Préparation avant analyse délicate

Temps immersion (au moins 3 semaines). Utilisation de

composés de référence (détermination du taux

d'échantillonnage).

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Principales techniques utilisées

SBSE (Stir Bar Sorptive Extraction): Contaminants organiques hydrophobes en collaboration avec le CEDRE (validation milieu marin)

HAP : Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques PCB : PolyChloroBiphényles

Pesticides

SBSE (Stir Bar Sorptive

Extraction)

GC (Chromatographie Gazeuse)

MS (Spectrométrie de Masse)

TD (Thermo Desorption)

Extraction sur un échantillon ponctuel

(triplicat) . Ajout étalons internes

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Composés mesurés ou détectés / liste DCE

Etat chimique

Etat écologique

+ autres métaux et contaminants organiques (émergents,

médicaments, PCBs…)

(10)

Résultats campagnes 2008-2009

Campagnes "DCE-échantillonneurs

passifs" 2008 et 2009

(11)

Résultats campagnes 2008-2009 – Métaux traces (DGT)

Ag Cd Co Cu Cr Ni Pb Zn

Moy ET ou Moy ET ou Moy ET ou Moy ET ou Moy ET ou Moy ET ou Moy ET ou Moy ET ou

ng/l EC ng/l EC ng/l EC ng/l EC ng/l EC ng/l EC ng/l EC ng/l EC

Bonifacio 2.8 0.1 3.5 14.6 2.7 612.2 68.0 271.9 49.3 361.5 15.7 105.5 3.9 2.2 0.4

Figari Bruzzi 3.8 0.4 11.2 1.0 18.9 1.3 1152.2 249.4 345.3 13.4 616.2 88.3 90.1 3.1 0.8

St Florent 3.2 12.1 0.8 342.8 30.8 267.0 18.1 392.8 19.2 2.2 0.9

Porto Vecchio 3.7 0.5 12.8 1.8 684.8 254.0 19.7 413.2 19.4 79.2 10.4 2.9

Rogliano 2.0 0.9 3.3 0.1 15.5 2.5 531.6 286.4 7.1 447.7 32.7 38.3 9.8

Bastia sud 4.0 0.7 15.4 16.6 0.5 602.8 149.8 281.7 25.2 453.7 22.4 69.2 11.2 5.0 0.8

Santa Giulia 1.9 0.2 4.9 10.3 1.3 227.8 15.5 131.9 7.7 328.6 14.1 2.3 0.6

Cargese 1.9 0.4 6.2 2.5 15.7 4.3 304.2 16.9 211.2 28.2 371.6 47.3 9.6 1.9 7.1 0.6 Ajaccio sud 3.0 0.1 12.9 3.0 21.6 3.0 301.4 97.7 225.6 44.0 327.2 41.3 20.6 2.7 0.4

Poggio-Mezzanna 8.3 68.0 20.0 784.7 119.1 480.4 64.5 585.3 45.4 41.5 15.1 0.8

Revellata 3.3 0.4 34.4 3.9 41.0 9.4 246.7 43.3 244.4 32.3 386.0 50.9 29.6 5.9

Canari 5.8 0.4 26.8 3.1 35.2 2.4 387.0 77.9 186.6 28.3 497.1 26.7 22.1 1.1 0.1

2009 2008

A titre indicatif: pas de dépassement / NQE

Métaux faisant partie des substances DCE "dangereuses prioritaires"

NQE-MA: Norme de qualité environnementale- moyenne annuelle

NQE-CMA: Norme de qualité environnementale- concentration maximale admissible EDS: Eaux douces de surface

EC-ET: Eaux côtières et de transition s.o: sans objet

EDS EC-ET EDS EC-ET

Cd

Classe 1 =< 80 =< 450

Classe 2 80 450

Classe 3 90 600

Classe 4 150 900

Classe 5 250 1500

200

Pb 7200 7200 s.o s.o

Ni 20000 20000 s.o s.o

ng/L

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Résultats campagnes 2008-2009 – Composés organiques hydrophiles (POCIS)

27 herbicides et biocides hydrophiles recherchés (DIA, DEA, Metoxuron, Simazine, Terbuthylazine desethyl, Chlortoluron, Mesosulfuron methyl, Azimsulfuron, Atrazine, Monolinuron, Isoproturon, Diuron, Metazachlor, Propachlore, Flazasulfuron, Iodosulfuron methyl sodium, Propazine, Terbutryne, Irgarol, Terbuthylazine, Linuron, Dimethenamid, Metolachlor, Alachlore, Acetochlor, Neburon et Carbendazime)

5 molécules détectées à l'état de traces:

l'atrazine, la simazine, la terbuthylazine, la carbendazime et la DEA (teneurs de l’ordre du ng/L).

ng/l ET ng/l ET ng/l ET ng/l ET ng/l ET

Figari Bruzzi 1.0 0.06 0.0 0.00 0.2 0.01 0.3 0.41

Rogliano 0.9 0.34 0.2 0.21 0.2 0.06 0.4 0.13

Santa Giulia 0.8 0.34 0.0 0.00 0.2 0.03 0.2 0.35

Cargese 0.5 0.07 0.0 0.00 0.1 0.03 0.0 0.00

Poggio-Mezzanna 0.9 0.06 0.0 0.00 0.2 0.04 0.0 0.00

Revellata 0.6 0.52 0.0 0.00 0.2 0.06 0.2 0.31

Stations Atrazine Simazine Terbuthylazine Carbendazime* DEA

NQE-CMA: 2 ng/L NQE-CMA: 4 ng/L

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Résultats campagnes 2008-2009 – Composés organiques hydrophobes HAPs (SBSE)

Date prélèvement 23/03/09 Saintes Maries HAPs (ng/L) de la Mer

Naphtalène 1.3 Benzothiophène 0.7 Biphényl 1.6 Acénaphtylène 1.1 Acénaphtène 1.8 Fluorène 4.7 Dibenzothiophène 1.6 Phénantrène 8.2 Anthracène 0.5 Fluoranthène 1.1 Pyrène 1.7 Benzo[a]anthracène 0.7 Chrysène 2.6 benzo[b]fluoranthène ND Benzo[k]fluoranthène ND Benzo[e]pyrène ND Benzo[a]pyrène ND Pérylène ND Indéno(1,2,3,-cd)pyrène ND Dibenzo(a,h)anthracène ND Benzo(g,h,i)pérylène ND somme 27.5

HAPs

0 50 100 150 200 250 300

Saintes Maries de la Mer Banyuls Port la Nouvelle Agde Sète Grau du Roi Fos Carry Marseille Jetée Marseille Grande Rade Ile Plane Cassis Embiez Toulon* Ile Levant Pampelone Frejus Est Antibes Sud Antibes Nord Villefranche Rade Menton Bonifacio Figari Bruzzi Saint Florent Porto Vecchio Rogliano Bastia Sud Santa Giulia Cargèse* Ajaccio Sud Poggio Mezzana* Revellata Canari Santa Manza

ng/L

Composés surlignés en jaune: substances DCE "prioritaires"

Composés en rouge: substances DCE "dangereuses prioritaires"

EC-ET: Eaux côtières et de transition S: somme des isomères

s.o: sans objet

Pour pratiquement toutes les stations, le naphtalène (combustion incomplète: chauffage au bois, feux de forêt…) représente l'essentiel des HAP mesurés, c'est le composé majoritaire

NQE-MA (ng/L) NQE-CMA (ng/L)

HAPs EDS EC-ET EDS EC-ET

naphtalene 2400 1200 s.o s.o

anthracene 100 100 400 400

fluoranthene 100 100 1000 1000

benzo(b)fluoranthene

benzo(k)fluoranthene S= 30 S= 30 s.o s.o

benzo(a)pyrene 50 50 100 100

indeno(1,2,3-cd)pyrene 2 2 s.o s.o

(14)

Résultats campagnes 2008-2009 – Composés organiques hydrophobes Pesticides (SBSE)

Date prélèvement 23/03/09 Saintes Maries Pestides (ng/L) de la Mer

Alpha_BHC ND

beta_BHC ND

gamma_BHC ND

Delta_BHC ND Diazinon ND Endosulfan 2.1 Aldrine ND Isodrine ND Dieldrine ND

Endrine ND

Alachlore 0.5 Atrazine 2.5 Metolachlore ND Metazachlore 3.4 Endosulfan sulfate ND

2,4'_DDE ND

4,4'_DDE ND

2,4'_DDD ND

4,4'_DDD 1.0

2,4'_DDT ND

4,4'_DDT <0,8

somme 9.6

Pesticide s

0 10 20 30

Saintes Maries de la Mer Banyuls Port la Nouvelle Agde Sète Grau du Roi Fos Carry Marseille Jetée Marseille Grande Rade Ile Plane Cassis Embiez Toulon* Ile Levant Pampelone Frejus Est Antibes Sud Antibes Nord Villefranche Rade Menton Bonifacio Figari Bruzzi Saint Florent Porto Vecchio Rogliano Bastia Sud Santa Giulia Cargèse* Ajaccio Sud Poggio Mezzana* Revellata Canari Santa Manza

ng/L

A titre indicatif / NQE

La moitié des masses d'eau prospectées présentent des concentrations en isomères (alpha et delta) de l'hexachlorocyclohexane qui dépassent les NQE.

Les teneurs en endosulfan dépassent aussi la NQE à de nombreuses stations (14 stations sur 34).

Composés surlignés en jaune: substances DCE "prioritaires"

Composés en rouge: substances DCE "dangereuses prioritaires"

EC-ET: Eaux côtières et de transition S: somme des isomères

s.o: sans objet NQE-MA (ng/L) NQE-CMA (ng/L)

Pesticides EDS EC-ET EDS EC-ET

Hexachlorocyclohexane alpha-BHC beta-BHC delta-BHC

gamma-BHC S= 20 S= 2 S= 40 S= 20

atrazine 600 600 2000 2000

alachlore 300 300 700 700

Pesticides cyclodiènes aldrine dieldrine

endrine

isodrine S= 10 S= 5 s.o s.o

chlorpyrifos 30 30 100 100

chlorfenvinphos 100 100 300 300

endosulfan alfa

endosulfan beta S= 5 S= 0.5 S=10 S=4

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Résultats campagne PEPS-LAG 2010

 26 lagunes

 34 points

Entre fin mai & mi août 2010 Temps d’expo :15 à 30 jours

(16)

Résultats PEPS-LAG 2010 : Insecticides cyclodiènes et Lindanes (SBSE)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

CNS LEN LAP BGN BGM BGS CAM VDR BAN THW THE THA PEY INN VIC PBE PRE MEW ORW ORE MAR PON VCS LPS BER BOL VAI BIN BIS DIA PAL URB

ng.L^-1

Endrine Dieldrine Isodrine Aldrine

NQE = 5ng/L (cyclodienes)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

CNS LEN LAP BGN BGM BGS CAM VDR BAN THW THE THA PEY INN VIC PBE PRE MEW ORW ORE MAR PON VCS LPS BER BOL VAI BIN BIS DIA PAL URB

ng.L^-1

Delta_BHC Gamma_BHC Beta_BHC Alpha_BHC

NQE = 2ng/L (lindanes)

Hexachlorocyclohexane

Urbino Diana

Biguglia Thau W

Vic

Vaïne

Ingril

Prevost

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Conclusion

Pour la plupart des masses d'eau qui présentent des risques de déclassement potentiel, les causes sont en général le fait de 4 types de contaminants : le cuivre (pour les lagunes), l’endosulfan, les insecticides de la famille des cyclodiènes et les isomères du lindane.

La plupart de ces contaminants (herbicides, fongicides, insecticides, produits pharmaceutiques ou encore alkylphenols) ont été détectés pour la première fois en milieu marin et lagunaire.

La mise en oeuvre des techniques échantillonnage passif a permis de mettre en évidence la présence ou l'absence (à des niveaux très faibles) de plus de 140 contaminants chimiques, à différentes périodes, sur l'ensemble de la façade méditerranéenne française.

Les résultats montrent, notamment dans le cas des lagunes, une contamination par différentes familles de contaminants chimiques majoritairement d’origine anthropique, et à des niveaux de traces.

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Perspectives

Résultats campagne 2012 (en cours de synthèse)

(19)

Perspectives

Poursuivre le développement et l'amélioration des techniques d'échantillonnage passif (faciliter les conditions d'utilisation, limiter certains biais, automatisation…).

Augmenter le nombre des contaminants "faisables", notamment ceux qui font partie de la liste des substances prioritaires (Hg par DGT et/ou SBSE, TBT par SBSE, dérivation situ + SBSE, utilisation d'autres échantillonneurs passif …).

Evaluer la contamination du milieu via les EP dans d'autres matrices.