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Carte de qualité des rivières : les micropolluants organiques cumulés dans les sédiments en 2007 (Pesticides, HAP, PCB et autres substances de synthèse)


L'objectif des cartes présentées dans cet article est de montrer, à partir des données brutes disponibles, tout ce qu'il y a comme micropolluants synthétiques dans les sédiments des rivières. Nous essayons d'évaluer la contamination, non pas substance par substance, mais par l'ensemble des micropolluants simultanément dans un même prélèvement de sédiment. Des cartes de qualité substance par substance dans l'eau ou dans les sédiments sont élaborées dans d'autres articles pour zoomer sur certains micropolluants présentant un intérêt particulier.

Les micropolluants sont des substances soit organiques soit minérales. On les classera schématiquement dans les deux familles respectives des "micropolluants synthétiques" (toutes les substances organiques produites par les activités humaines) et des "métaux" (au sens large : métaux, métalloïdes et autres).

La présence des micropolluants synthétiques dans les milieux naturels est intégralement liée aux activités humaines. La référence est donc pour eux "zéro contamination".
Le cas des HAP est en réalité un peu plus complexe car si l'homme est responsable de la plupart des contaminations (chimie, déversements et fuites d'hydrocarbures et d'huiles usagées, combustion de carburants fossiles, production de gaz, raffinage du pétrole, préservation et traitement du bois, eaux de ruissellement des routes et parkings asphaltés, industrie métallurgique, industrie du caoutchouc, gaz d'échappement automobile, production d'électricité en centrales thermiques, incinération de déchets, fabrication de papier goudronné, etc.), elles peuvent aussi avoir une origine naturelle (feux de forêts, décomposition de la matière organique dans les sols, sols bitumineux).

Les mesures des micropolluants en général sont extrêmement hétérogènes selon les endroits pour une même année de mesure. Cela concerne les périodes et les fréquences des mesures, mais aussi la nature et les nombres de substances recherchées ainsi que les limites analytiques pratiquées. Si bien qu'à une échelle nationale, la recherche de ces substances s'apparente plus à une pêche aléatoire qu'à une recherche systématique efficace.
A ce sujet, le lecteur pourra utilement consulter les articles de la rubrique Micropolluants chimiques et la note méthodologique Comment Eau-Evolution évalue les contaminations chimiques et la toxicité.

Dans ce contexte, la réalisation d'une carte de qualité est assez périlleuse et ne peut donner qu'une image sous-évaluée et peu cohérente des contaminations réelles.
Eau-Evolution essaye néanmoins d'élaborer une indication des contaminations qui traduise le moins mal possible la réalité, tout en restant pragmatique face à la mauvaise qualité générale de ces données. L'objectif est que chacun puisse se faire au moins une idée de la réalité de la présence des micropolluants dans nos cours d'eau.

Pour décrire de façon globale la contamination par les micropolluants organiques d'un échantillon de sédiment prélevé dans une rivière, et pour évaluer son impact possible sur la vie aquatique, nous nous intéressons :
-aux nombres de substances qui sont présentes simultanément dans un même prélèvement.
-à la concentration totale de ces substances dans un même prélèvement.

Beaucoup des micropolluants des familles des HAP et des PCB ne sont pas ou peu solubles dans l'eau. On les trouve préférentiellement dans les matières en suspension et les sédiments sur lesquels ils s'adsorbent et se désorbent suivant les conditions du milieu (pH, température, etc.).


Méthodologie

Voir la méthodologie générale de réalisation des cartes dans Comment sont réalisées les cartes de qualité des rivières.

Pour les mêmes raisons que celles indiquées dans les articles de la rubrique Micropolluants chimiques, on peut légitimement considérer que, malgré les distinctions des codes remarques, toutes les limites analytiques présentées sont des LQ (limites de quantification).

Les calculs de qualité sont effectués avec Excel 2007. Les cartes de qualité sont réalisées en langage PHP.

Par souci de transparence, les points les plus pollués sont placés au-dessus et, s'ils occultaient ainsi les points les moins contaminés, avec une taille réduite par rapport à ces derniers. Le lecteur est invité à utiliser l'outil LES CARTES INTERACTIVES pour fabriquer des cartes plus personnalisées (sélection des seuils, des couleurs, des tailles, des stations à afficher, etc.).


Particularités des données

Les fractions des sédiments analysés sont variables selon les grands bassins des Agences de l'eau et les micropolluants mesurés. Selon les données disponibles :
-En Artois-Picardie, tous les micropolluants sont mesurés dans les "sédiments bruts".
-En Rhin-Meuse, Loire-Bretagne et Rhône-Méditerranée-Corse, tous les micropolluants sont mesurés dans les "particules < 2 mm des sédiments".
-En Seine-Normandie, les métaux, les HAP et les PCB sont mesurés dans les "particules < 2 mm des sédiments", tandis que les pesticides et les autres micropolluants synthétiques le sont dans les "particules < 2 mm des sédiments" ou dans les "sédiments bruts".
-En Adour-Garonne, tous les micropolluants organiques sont mesurés dans une "fraction inconnue des sédiments", tandis que les métaux le sont dans une "fraction inconnue des sédiments" ou dans les "particules < 2 mm des sédiments" ou dans les "particules > 63 µm des sédiments".
Faute de mieux, on a donc conservé toutes les fractions de mesure !

Sur la question des doublons, à savoir une même substance chimique recherchée deux fois ou plus à la même date sur la même station, notre stratégie est, sauf cas particuliers, la suivante : privilégiant le point de vue patrimonial et non réglementaire sur l'état des eaux, il nous importe finalement peu que ces doublons soient liés à tel ou tel producteur ou réseau de données. Donc tant mieux si la même substance est recherchée deux fois à la même date. Il faut juste s'assurer que l'on ne la compte pas deux fois dans les nombres de substances quantifiées ou les nombres de substances recherchées. Pour cela, on élimine les doublons en conservant en priorité la valeur quantifiée maximale s'il y a des valeurs quantifiées, et on rassemble toutes les mesures effectuées à la même date comme faisant partie du même prélèvement sur la station concernée.

Les concentrations sont exprimées en µg/kg.


Calculs par station et sélection des points

Pour chaque station de mesure de la qualité des sédiments, on a calculé les valeurs maximales rencontrées en 2007 du nombre de substances organiques quantifiées simultanément et de leur concentration totale. La valeur la plus élevée rencontrée dans l'année sur une station de mesure laisse augurer de l'ampleur des contaminations et de la gamme des autres valeurs susceptibles d'être mesurées tout au long de l'année sur cette même station. La plupart du temps, cette valeur maximale est la valeur réelle car il n'y a qu'un prélèvement dans l'année.

Les substances non quantifiées sont assimilés à 0 (nq=0) dans le total des concentrations, ce qui sous-évalue d'autant plus l'évaluation des contaminations que les LQ sont élevées.

Nous présentons aussi quelques statistiques décrivant les substances quantifiées en 2007 :
-Les minimum, médiane, moyenne et maximum.
-Les nombres de quantifications totaux.

Les limites analytiques et les nombres de substances recherchées dans un même prélèvement varient beaucoup selon les endroits.
En supposant que les prélèvements n'aient pas été effectués en période inappropriée (crue pas exemple), on ne peut pas juger de la pertinence de la recherche en se limitant à une seule des conditions : LQ basses ou nombre de substances recherchées par prélèvement élevé. Il faut que ces deux conditions soient réunies pour que la recherche soit pertinente. Les stations de mesures qui réuniraient toutes ces conditions sont très rares, voire inexistantes. C'est la raison pour laquelle il est impossible, à partir des données disponibles actuellement, de dresser une carte des contaminations vraiment pertinente à l'échelle nationale.

Compte tenu des disparités des protocoles de recherche des micropolluants, la sélection des stations ne peut donc se faire que de façon pragmatique en trouvant un compromis entre le nombre de stations sélectionnées et la pertinence la moins mauvaise de l'indicateur correspondant :
Pour chaque station, il s'agit de s'assurer qu'un effort de recherche minimum a bien été réalisé afin de ne pas lui attribuer une contamination faible purement artefactuelle.
Ceci a conduit Eau-Evolution à ne retenir que celles sur lesquelles à la fois les PCB, les HAP, les pesticides et les autres micropolluants synthétiques sont mesurés et avec les critères de sélection suivants pour au moins 1 prélèvement :
-PCB : au moins 7 substances recherchées.
-HAP : au moins 7 substances recherchées.
-Pesticides : au moins 12 substances recherchées.
-Autres micropolluants synthétiques : au moins 11 substances recherchées.
A cette sélection s'ajoutent bien entendu les stations significativement contaminées, même si l'effort de recherche n'a pas été suffisant, c'est-à-dire sur lesquelles on a, malgré la mauvaise qualité de la recherche, trouvé au moins 15 substances différentes dans un même prélèvement.


Les cartes de qualité

Les contaminations par les micropolluants organiques concernent a priori l'ensemble du territoire, même si certaines ne se rencontrent qu'en lien direct avec la présence de zones agricoles, urbaines ou industrielles.

Nous avons donc choisi de superposer les deux fonds explicatifs Eau-Evolution qui soulignent les grandes zones agricoles, urbaines et industrielles en relation avec la qualité des eaux de surface.

Rappelons que ces cartes traduisent les méthodes d'évaluations patrimoniales indépendantes et affranchies de tout aspect réglementaire propres à Eau-Evolution, et que chacun est invité à apporter sa critique et sa contribution pour les améliorer.

Les nombre de micropolluants organiques présents simultanément dans un même prélèvement

De façon à pouvoir estimer au mieux le nombre de micropolluants organiques présents simultanément, voici 3 cartes réalisées avec les mêmes valeurs par station, mais présentées avec des seuils (couleur noire) croissants égaux respectivement à 10, 15 et 20 micropolluants organiques différents quantifiés dans un même prélèvement de sédiment :









Le nombre de micropolluants organiques présents dans un même prélèvement en 2007 atteint la valeur maximale de 50 substances.

Les niveaux des concentrations quantifiées pour chaque substance sont détaillés dans un tableau présenté plus bas.


Les concentrations totales de substances organiques dans un même prélèvement

De façon à pouvoir estimer au mieux la masse totale de micropolluants organiques présents simultanément, voici 3 cartes réalisées avec les mêmes valeurs par station, mais présentées avec des seuils (couleur noire) croissants égaux respectivement à des totaux de 1000 µg/kg, 2000 µg/kg et 4000 µg/kg de substances organiques dans un même prélèvement de sédiment :









La concentration totale de micropolluants organiques mesurée dans un même prélèvement en 2007 atteint la valeur maximale de 590530 µg/kg (principalement à cause d'un cocktail de HAP).

La qualité de la recherche

La bassesse des limites analytiques, la nature et les nombres des substances organiques recherchées par prélèvements conditionnent la qualité de la recherche. A ce sujet, voir l'article Carte de qualité des rivières : tous les micropolluants cumulés dans les sédiments en 2007 (pesticides, HAP, PCB, autres substances de synthèse et métaux).


Les zones les plus concernées par les micropolluants organiques en 2007

Ci-dessous, les zones qui sont, toujours bien entendu à partir des données brutes disponibles et des méthodes d'évaluation Eau-Evolution, les plus concernées par les micropolluants organiques en 2007.

Le point de vue du nombre de micropolluants cumulés traduit le mieux selon nous, compte tenu de l'hétérogénéité des données de qualité et de l'absence de données de toxicité, la contamination et le potentiel de toxicité réels des sédiments :



La taille des points est proportionnelle aux valeurs de façon à ce que l'on distingue plus nettement les zones concernées.

Mais voici aussi le point de vue complémentaire de la masse des substances organique cumulées :



Dans l'ensemble, on retrouve à peu près la même répartition géographique des contaminations. On distingue cependant des zones concernées plutôt par des concentrations élevées tandis que d'autres le sont plutôt par des cocktails de plusieurs substances élevés. Mais il ne faut pas oublier que la disparité géographique des protocoles de mesure rend toute comparaison sujette à caution.


Des statistiques sur les substances organiques quantifiées en 2007

Ci-dessous, quelques chiffres pour caractériser les concentrations rencontrées des micropolluants organiques qui ont été quantifiés au moins 5 fois en 2007. Cela représente 67 des 134 micropolluants organiques qui ont pu être quantifiés.

Ces statistiques sont données uniquement à titre indicatif car elles n'ont pas beaucoup de sens à ce niveau si global où rien n'est vraiment représentatif de rien (représentativité hydro-spatiale de l'échantillon des stations, irrégularité et insuffisance chronique des fréquences de mesures, des limites analytiques, etc.). Elles doivent encore être réalisées, et de façon représentative à tous points de vue, sur chacun des groupes de stations agricoles et/ou urbaines et industrielles identifiés dans les zonages Eau-Evolution pour prendre tout leur sens et permettre de déceler des évolutions éventuelles.

Les substances sont présentées par ordre alphabétique pour les retrouver plus facilement. Au lecteur le choix de les classer comme il le souhaite : parmi les plus quantifiées ou avec des valeurs toxiques quantifiées les plus élevées.

Toutes les concentrations sont exprimées en µg/kg.

Pour chaque substance, on a calculé les minimum, médiane, moyenne et maximum des concentrations quantifiées. On a aussi calculé le nombre de mesures quantifiées :

___________Nom____________Min q__Méd q__Moy q__Max q__Nb q_
4-nonylphenols ramifiés20347,5755,619800174
4-tert-Octylphenol2062,5121,2105026
Acénaphtène218,688,24961242
Acénaphtylène1,12342,2622118
Alachlore1,362,8259,17014
Anthracène137,6116,97419608
Anthraquinone2070106,850037
BDE1000,0040,050,1615,5248
BDE4711,823,615
BDE850,000840,0050,010,24238
BDE990,010,2050,497,36262
Benzo(a)anthracène1,02120402,757511904
Benzo(a)pyrène3,9127408,661994936
Benzo(b)fluoranthène2,09140409,745411957
Benzo(g,h,i)pérylène1,12120316,733757785
Benzo(k)fluoranthène1,0472,8214,527343949
Biphényle174964,427034
Chloroforme1,182,12,665
Chrysène1,3173494,549214809
DDD 24'134,71912
DDD 44'1,125,64715
DDE 44'11,83,919,524
DDT 44'1,11,73,82319
Décabromodiphényl oxyde0,978,5537,51058,16399
Dibenzo(a,h)anthracène140122,314861505
Dibutylétain3,921120,8166,686
Dichlorométhane171941,81335
Diuron129,57025
Endosulfan bêta11,21,86,29
Ethyl hexyl phthalate15303,5988,418000672
Ethylbenzène1,211,29,31612
Fluoranthène1,15190779,41010781070
Fluorène1,0229,2107,78417277
Fréon 11373035,39611
Hexachlorobenzène2,93,355,1106
Indéno(1,2,3-cd)pyrène1,1109354,354277858
Isoproturon11,52,6108
Méthyl-2-Fluoranthène113,835,8421211
Méthyl-2-Naphtalène13893,41578144
Monobutylétain3,2812,6829,222097
Naphtalène1,052581,29291342
n-Butyl Phtalate506097,145021
NONYLPHENOLS263802390,25253338
Octabromodiphényléther0,020,20,8438,53278
Octylstannane4875165,9641,0411
p-(n-octyl) phénol1126364,6478221
PCB 1010,42,514,9905212
PCB 1180,182,0510453206
PCB 1380,42,417,81970295
PCB 1530,42,821,62140303
PCB 170101085,43875
PCB 1800,42,9521,31810218
PCB 280,4320,950140
PCB 520,4211,7550116
Pentabromodiphényl oxyde0,020,2950,8744,1336
Pentachlorophénol1129,2566,244910
Phénanthrène1,0312237030318779
Pyrène1219792,6100802904
Tétrabutylétain1,6432,578,538624
Tétrachloréthène1,555,9137
Toluène1,841,171,81500210
Tributylétain0,026,1710,7129,2150
Trichlorobenzène-1,2,32712,3416
Trichlorobenzène-1,2,42822,416021
Triphénylétain7408836023
Xylène-méta1630,333,266,359
Xylène-ortho1,622,359,448134

Ainsi par exemple, 936 analyses de Benzo(a)pyrène ont été quantifiées dans les sédiments des rivières mesurées en métropole durant l'année 2007. Les concentrations quantifiées allaient de 3,9 µg/kg à 61994 µg/kg.

Quelques commentaires

Le lecteur est invité à se reporter aux commentaires généraux sur la contamination des sédiments présentés dans Carte de qualité des rivières : tous les micropolluants cumulés dans les sédiments en 2007 (pesticides, HAP, PCB, autres substances de synthèse et métaux).


Création : 13 février 2010
Dernière actualisation :

Commentaires (fermés depuis mars 2014)


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