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Voir l'état des eaux et son évolution - rivières et aquifères
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Carte de qualité des rivières : tous les micropolluants cumulés dans les sédiments en 2007 (pesticides, HAP, PCB, autres substances de synthèse et métaux)
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 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, chauffage au bois, brûlis, 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).
Certains métaux aussi peuvent exister à l'état naturel (fond géochimique). Mais leur présence dans les sédiments est, comme pour les HAP, largement liée aux activités humaines (voir par exemple Aperçu de la pression sur la ressource en eau (1) : Micropolluants chimiques).
Après avoir cartographié la pollution chimique des sédiments occasionnée par les métaux (Carte de qualité des rivières : les métaux cumulés dans les sédiments en 2007), puis celle occasionnée par les micropolluants organiques (Carte de qualité des rivières : les micropolluants organiques cumulés dans l’eau en 2007 (Pesticides, HAP, PCB et autres substances de synthèse)), nous faisons à présent un bilan tous secteurs confondus.
Lorsque l'on s'intéresse aux impacts possibles des micropolluants sur la vie aquatique, on ne peut absolument pas raisonner substance par substance : beaucoup de métaux lourds par exemple ne pénètrent au travers des membranes cytoplasmiques et nucléaires des cellules vivantes que grâce à certaines substances synthétiques qui leur servent de transporteur pour leur permettre de se fixer sur les gènes ou les séquences de régulation de l'ADN en provoquant mutations, troubles de la division cellulaire et cancers.
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 plusieurs familles chimiques de micropolluants 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.
Beaucoup des micropolluants des familles des HAP, des PCB et des métaux 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.).
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.).
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 substances synthétiques sont exprimées en µg/kg.
Les métaux sont exprimés, après beaucoup de recoupements et quelques corrections, en mg/kg. Nous espérons ne pas avoir fait d'erreurs car la présentation des unités des métaux sur certains bassins est tout simplement exécrable : complètement hétéroclite, souvent absente et avec quelques valeurs manifestement erronées.
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 métaux et les 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.
-Métaux: au moins 8 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 30 substances différentes dans un même prélèvement.
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.
Le nombre de micropolluants présents dans un même prélèvement en 2007 atteint la valeur maximale de 60 substances.
Les niveaux des concentrations quantifiées pour chaque substance sont détaillés dans un tableau présenté plus bas.
En 2007, on a recherché jusqu'à 310 substances distinctes dans un même prélèvement.
Pour plus de détails sur les variations géographiques de l'intensité de la recherche suivant les familles de substances, voir les articles "Carte de qualité des rivières : les métaux, les HAP ou les PCB cumulés dans les sédiments en 2007".
Les stations absentes de cette carte ne correspondaient pas aux critères minimum de sélection énoncé dans le paragraphe "Méthodologie".
Rappelons que le nombre de substances recherchées ne fait pas toute la pertinence de la recherche, les LQ, les fréquences et les périodes de mesure sont aussi très importantes.
La variabilité géographique des limites analytiques parait très importante et tout à fait injustifiée. Nous avons choisi un exemple pris dans chacune des 5 familles de micropolluants : Métaux, HAP, PCB, Pesticides et Autres synthétiques. Dans les cartes qui suivent, toutes les LQ pour le bassin Adour-Garonne concernent des mesures effectuées dans une "fraction inconnue des sédiments". Toutes celles du bassin Artois-Picardie concernent les "sédiments bruts". Toutes celles des autres bassins (Seine-Normandie, Loire-Bretagne et Rhône-Méditerranée-corse concernent les "particules < 2 mm des sédiments".
Les valeurs disponibles respectives de ces LQ sont représentées sur les cartes suivantes :
Comme pour les eaux, ces répartitions géographiques des valeurs des LQ évoquent plus les contours des grands bassins versants administratifs (réseaux ou sous-réseaux de mesures, laboratoires, etc.) que des limites relevant d'une justification scientifique et patrimoniale.
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.
Il ne faut pas oublier que la disparité géographique des protocoles de mesure rend toute comparaison sujette à caution.
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, etc.
Les concentrations sont exprimées en µg/kg pour les substances synthétiques et en mg/kg pour les métaux.
Pour chaque substance, on a calculé les minimum, médiane, moyenne et maximum des concentrations quantifiées. On a aussi calculé le nombre de mesures quantifiées :
On constate que les concentrations rencontrées dans les sédiments sont souvent loin de n'être que "des traces". Il est donc permis de douter de la pertinence des seuils d'autorisation pour les rejets industriels ponctuels qui permettent des concentrations réelles dans les sédiments aussi élevées.
D'après les données disponibles en 2007, les nombres de quantification par famille sont de : 14196 pour les métaux et de 16639 pour les substances synthétiques dont 11056 pour les HAP, 1403 pour les PCB, 751 pour les pesticides et 3429 pour les autres substances synthétiques.
Comme expliqué ci-dessus, les statistiques sur la distribution des valeurs des concentrations qui ont été quantifiées n'ont pas beaucoup de sens sur des groupes de stations non homogènes. Cela aurait encore moins de sens de calculer des pourcentages de quantification par substance (en ramenant les nombres de valeurs quantifiées aux nombres de recherches) ni de les comparer entre eux : car les substances ne sont pas forcément recherchées aux mêmes endroits et avec les mêmes fréquences ni les mêmes LQ. Ces pourcentages globaux n'auraient donc aucune pertinence au niveau de la représentativité statistique et nous avons préféré ne pas les présenter dans le tableau ci-dessus.
Même si les données ne sont pas représentatives, on osera cependant, car cela ne peut que faire progresser la prise de conscience, décrire le cocktail statistique des contaminations des sédiments en nombres de substances : il y a environ autant de métaux que de substances synthétiques.
Il y a plus précisément 46% de métaux, 36% de HAP et 18% de substances chimiques synthétiques diverses dont des PCB et une minorité de Pesticides.
Les deux images suivantes décrivent la nature des substances quantifiées dans les sédiments respectivement en proportion numérique et massique de l'ensemble des analyses quantifiées.
Les substances quantifiées dans les sédiments en proportion numérique :
Les substances quantifiées dans les sédiments en proportion massique :
Comme expliqué ci-dessus, les mesures n'étant pas représentatives, ces proportions n'ont qu'un caractère indicatif et surtout pédagogique en présentant une vue globale des résultats des analyses quantifiées.
On remarquera que les proportions en effectif ne correspondent généralement pas aux proportions en masse.
A condition de tenir compte aussi de la composition des eaux (Carte de qualité des rivières : tous les micropolluants cumulés dans les eaux en 2007 (pesticides, HAP, PCB, autres substances de synthèse et métaux)),on peut faire un lien certain avec les pressions de l'agriculture et des rejets industriels dans les eaux (voir Aperçu de la pression sur la ressource en eau (1) : Micropolluants chimiques), excepté pour les HAP dont les origines ne sont largement pas liées qu'aux rejets industriels dans les eaux.
A un niveau national, la recherche des micropolluants dans les sédiments est tout aussi insatisfaisante et inadaptée à mettre en évidence les cumuls que dans les eaux. Les LQ en particulier, même sur une même fraction de recherche, sont tout à fait disparates.
La quasi-absence artefactuelle des PCB dans certaines grandes zones est un cas d'école sur la pertinence des données brutes de 2007 et des évaluations de la qualité qui en découlent. Dans le bassin Rhône-Méditerranée par exemple (voir Carte de qualité des rivières : les PCB cumulés dans les sédiments en 2007), relativement beaucoup de PCB sont recherchés presque partout, mais peu sont quantifiés à cause des LQ inadaptées de 10 µg/kg.
Dans le bassin Seine-Normandie, les 7 PCB marqueurs sont mesurés avec une LQ de 20 µg/kg en amont de Paris et avec une LQ de 1 µg/kg en aval (voir plus haut la carte présentant les LQ du PCB 28). Comme la plupart des contaminations sont en-dessous de 20 µg/kg, il apparait que seule la partie avale du bassin est contaminée en 2007. Cela signifie aussi qu'en amont de Paris, si ces 7 PCB ne sont pas quantifiés, la somme de leurs concentrations est aveugle à 140 µg/kg, ce qui est la limite de la "classe 3" de l'Etat des lieux PCB d'octobre 2007 qui en comporte cinq…
Il ne faut pas trop chercher à comparer de façon rigoureuse les contaminations d'un grand bassin Agence de l'eau à l'autre et souvent d'une station à l'autre au sein d'un même bassin car les protocoles de recherche sont trop hétéroclites.
La seule chose que l'on puisse affirmer, c'est que la contamination réelle maximale d'une station est certainement plus importante que la contamination maximale indiquée dans la carte. Et que la vraie toxicité in situ pour les organismes aquatiques n'est pas connue, mais est certainement une réalité qui grève leur équilibre et leur maintien à long terme.
Notons la contamination généralisée des sédiments, y compris dans les zones montagneuses, par les HAP (voir Carte de qualité des rivières : les HAP cumulés dans les sédiments en 2007). Ceux-ci sont très toxiques substance par substance et certainement encore plus lorsqu'ils sont en cocktail avec des métaux par exemple. Cette contamination paraît extrêmement inquiétante, d'autant plus que la fiche HAP 2006 de l'Ineris conclut : "L’objectif de rejets anthropiques nuls semble extrêmement difficile à atteindre, au moins à court terme, notamment à cause de l’omniprésence et de l’importance des rejets. Les rejets atmosphériques liés au transport automobile ou au chauffage urbain semblent ainsi particulièrement difficiles à réduire. En outre les cokeries, même si elles appliquaient les meilleures techniques disponibles actuelles, resteraient significativement émettrices de HAP".
Alors que nous n'avons pas fini de lever le voile sur la contamination réelle des sédiments par les PCB, on voit que les contaminations réelles par les métaux, les HAP et surtout par les cocktails de tous les micropolluants présents sont sans doute aussi peu connues et au moins aussi graves.
Les autres commentaires sont les mêmes que ceux exposés dans Carte de qualité des rivières : les micropolluants cumulés dans les sédiments en 2007 (pesticides, HAP, PCB, autres substances de synthèse et métaux).
Création : 13 février 2010
Dernière actualisation :
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, chauffage au bois, brûlis, 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).
Certains métaux aussi peuvent exister à l'état naturel (fond géochimique). Mais leur présence dans les sédiments est, comme pour les HAP, largement liée aux activités humaines (voir par exemple Aperçu de la pression sur la ressource en eau (1) : Micropolluants chimiques).
Après avoir cartographié la pollution chimique des sédiments occasionnée par les métaux (Carte de qualité des rivières : les métaux cumulés dans les sédiments en 2007), puis celle occasionnée par les micropolluants organiques (Carte de qualité des rivières : les micropolluants organiques cumulés dans l’eau en 2007 (Pesticides, HAP, PCB et autres substances de synthèse)), nous faisons à présent un bilan tous secteurs confondus.
Lorsque l'on s'intéresse aux impacts possibles des micropolluants sur la vie aquatique, on ne peut absolument pas raisonner substance par substance : beaucoup de métaux lourds par exemple ne pénètrent au travers des membranes cytoplasmiques et nucléaires des cellules vivantes que grâce à certaines substances synthétiques qui leur servent de transporteur pour leur permettre de se fixer sur les gènes ou les séquences de régulation de l'ADN en provoquant mutations, troubles de la division cellulaire et cancers.
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 plusieurs familles chimiques de micropolluants 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.
Beaucoup des micropolluants des familles des HAP, des PCB et des métaux 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
Pour ce qui concerne les métaux : rappelons qu'ils sont entendus au sens large (métaux lourds ou de transition et quelques métalloïdes, alcalino-terreux et autres). Nous n'avons pas intégré le fer dont la présence ne présente pas grand intérêt dans de telles cartes de contamination.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 substances synthétiques sont exprimées en µg/kg.
Les métaux sont exprimés, après beaucoup de recoupements et quelques corrections, en mg/kg. Nous espérons ne pas avoir fait d'erreurs car la présentation des unités des métaux sur certains bassins est tout simplement exécrable : complètement hétéroclite, souvent absente et avec quelques valeurs manifestement erronées.
Calculs par station et sélection des points
Pour chaque station de mesure de la qualité des sédiments, on a calculé la valeur maximale rencontrée en 2007 du nombre de substances quantifiées simultanément. 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.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 métaux et les 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.
-Métaux: au moins 8 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 30 substances différentes dans un même prélèvement.
Les cartes de qualité
Les contaminations par les micropolluants 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 présents simultanément dans un même prélèvement
De façon à pouvoir estimer au mieux le nombre de micropolluants présents simultanément, voici 3 cartes réalisées avec les mêmes valeurs par station, mais présentées avec des seuils (couleur noire) croissants égaux respectivement à 20, 30 et 40 micropolluants différents quantifiés dans un même prélèvement de sédiment :Le nombre de micropolluants présents dans un même prélèvement en 2007 atteint la valeur maximale de 60 substances.
Les niveaux des concentrations quantifiées pour chaque substance sont détaillés dans un tableau présenté plus bas.
La variabilité géographique des nombres de micropolluants recherchés dans un même prélèvement
La carte ci-dessous donne un aperçu de la disparité géographique des nombre de substances recherchées simultanément dans les sédiments, donc de la non-adaptation des protocoles de mesure pour l'estimation à un niveau national des cocktails de ces substances :En 2007, on a recherché jusqu'à 310 substances distinctes dans un même prélèvement.
Pour plus de détails sur les variations géographiques de l'intensité de la recherche suivant les familles de substances, voir les articles "Carte de qualité des rivières : les métaux, les HAP ou les PCB cumulés dans les sédiments en 2007".
Les stations absentes de cette carte ne correspondaient pas aux critères minimum de sélection énoncé dans le paragraphe "Méthodologie".
Rappelons que le nombre de substances recherchées ne fait pas toute la pertinence de la recherche, les LQ, les fréquences et les périodes de mesure sont aussi très importantes.
La variabilité géographique des LQ utilisées pour les recherches
Rappelons que l'on ne connait malheureusement les LQ d'un paramètre que sur les stations où il y a des analyses non quantifiées de ce paramètre.La variabilité géographique des limites analytiques parait très importante et tout à fait injustifiée. Nous avons choisi un exemple pris dans chacune des 5 familles de micropolluants : Métaux, HAP, PCB, Pesticides et Autres synthétiques. Dans les cartes qui suivent, toutes les LQ pour le bassin Adour-Garonne concernent des mesures effectuées dans une "fraction inconnue des sédiments". Toutes celles du bassin Artois-Picardie concernent les "sédiments bruts". Toutes celles des autres bassins (Seine-Normandie, Loire-Bretagne et Rhône-Méditerranée-corse concernent les "particules < 2 mm des sédiments".
Les valeurs disponibles respectives de ces LQ sont représentées sur les cartes suivantes :
Comme pour les eaux, ces répartitions géographiques des valeurs des LQ évoquent plus les contours des grands bassins versants administratifs (réseaux ou sous-réseaux de mesures, laboratoires, etc.) que des limites relevant d'une justification scientifique et patrimoniale.
Les zones les plus concernées par les micropolluants 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 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.
Il ne faut pas oublier que la disparité géographique des protocoles de mesure rend toute comparaison sujette à caution.
Des statistiques sur les substances quantifiées en 2007
Ci-dessous, quelques chiffres pour caractériser les concentrations rencontrées des micropolluants qui ont été quantifiés au moins 10 fois en 2007. Cela représente 83 des 158 micropolluants 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, etc.
Les concentrations sont exprimées en µg/kg pour les substances synthétiques et en mg/kg pour les métaux.
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 ramifiés | 20 | 347,5 | 755,6 | 19800 | 174 |
| 4-tert-Octylphenol | 20 | 62,5 | 121,2 | 1050 | 26 |
| Acénaphtène | 2 | 18,6 | 88,2 | 4961 | 242 |
| Acénaphtylène | 1,1 | 23 | 42,2 | 622 | 118 |
| Alachlore | 1,36 | 2,825 | 9,1 | 70 | 14 |
| Aluminium | 635 | 14296 | 17941,6 | 95300 | 636 |
| Anthracène | 1 | 37,6 | 116,9 | 7419 | 608 |
| Anthraquinone | 20 | 70 | 106,8 | 500 | 37 |
| Antimoine | 0,1 | 0,9 | 1,9 | 33 | 197 |
| Argent | 0,1 | 1,7 | 2,8 | 23,5 | 68 |
| Arsenic | 0,71 | 7 | 11,2 | 288,3 | 1031 |
| Baryum | 3,6 | 118 | 176,5 | 2525 | 480 |
| BDE100 | 0,004 | 0,05 | 0,16 | 15,5 | 248 |
| BDE47 | 1 | 1,8 | 2 | 3,6 | 15 |
| BDE85 | 0,00084 | 0,005 | 0,01 | 0,24 | 238 |
| BDE99 | 0,01 | 0,205 | 0,49 | 7,36 | 262 |
| Benzo(a)anthracène | 1,02 | 120 | 402,7 | 57511 | 904 |
| Benzo(a)pyrène | 3,9 | 127 | 408,6 | 61994 | 936 |
| Benzo(b)fluoranthène | 2,09 | 140 | 409,7 | 45411 | 957 |
| Benzo(g,h,i)pérylène | 1,12 | 120 | 316,7 | 33757 | 785 |
| Benzo(k)fluoranthène | 1,04 | 72,8 | 214,5 | 27343 | 949 |
| Béryllium | 0,2 | 1,5 | 2,9 | 179 | 263 |
| Biphényle | 17 | 49 | 64,4 | 270 | 34 |
| Bore | 1,8 | 27,4 | 33,4 | 193,9 | 374 |
| Cadmium | 0,05 | 0,42 | 2,6 | 969 | 1019 |
| Chrome | 1,33 | 30 | 34,4 | 596 | 1059 |
| Chrysène | 1,3 | 173 | 494,5 | 49214 | 809 |
| Cobalt | 0,9 | 7,4 | 8,9 | 100,5 | 462 |
| Cuivre | 0,59 | 14,7 | 22,6 | 1210 | 975 |
| DDD 24' | 1 | 3 | 4,7 | 19 | 12 |
| DDD 44' | 1,1 | 2 | 5,6 | 47 | 15 |
| DDE 44' | 1 | 1,8 | 3,9 | 19,5 | 24 |
| DDT 44' | 1,1 | 1,7 | 3,8 | 23 | 19 |
| Décabromodiphényl oxyde | 0,97 | 8,55 | 37,5 | 1058,16 | 399 |
| Dibenzo(a,h)anthracène | 1 | 40 | 122,3 | 14861 | 505 |
| Dibutylétain | 3,92 | 11 | 20,8 | 166,6 | 86 |
| Diuron | 1 | 2 | 9,5 | 70 | 25 |
| Etain | 0,44 | 3,425 | 5,2 | 153 | 406 |
| Ethyl hexyl phthalate | 15 | 303,5 | 988,4 | 18000 | 672 |
| Ethylbenzène | 1,2 | 11,2 | 9,3 | 16 | 12 |
| Fluoranthène | 1,15 | 190 | 779,4 | 101078 | 1070 |
| Fluorène | 1,02 | 29,2 | 107,7 | 8417 | 277 |
| Fréon 113 | 7 | 30 | 35,3 | 96 | 11 |
| Indéno(1,2,3-cd)pyrène | 1,1 | 109 | 354,3 | 54277 | 858 |
| Manganèse | 47 | 335,5 | 458,9 | 7100 | 304 |
| Mercure | 0,02 | 0,07 | 0,23 | 20,3 | 1226 |
| Méthyl-2-Fluoranthène | 1 | 13,8 | 35,8 | 421 | 211 |
| Méthyl-2-Naphtalène | 1 | 38 | 93,4 | 1578 | 144 |
| Molybdène | 0,25 | 1,2 | 2,5 | 52,8 | 151 |
| Monobutylétain | 3,28 | 12,68 | 29,2 | 220 | 97 |
| Naphtalène | 1,05 | 25 | 81,2 | 9291 | 342 |
| n-Butyl Phtalate | 50 | 60 | 97,1 | 450 | 21 |
| Nickel | 0,86 | 16 | 19,9 | 1310 | 1593 |
| NONYLPHENOLS | 26 | 380 | 2390,2 | 52533 | 38 |
| Octabromodiphényléther | 0,02 | 0,2 | 0,84 | 38,53 | 278 |
| Octylstannane | 48 | 75 | 165,9 | 641,04 | 11 |
| p-(n-octyl) phénol | 11 | 26 | 364,6 | 4782 | 21 |
| PCB 101 | 0,4 | 2,5 | 14,9 | 905 | 212 |
| PCB 118 | 0,18 | 2,05 | 10 | 453 | 206 |
| PCB 138 | 0,4 | 2,4 | 17,8 | 1970 | 295 |
| PCB 153 | 0,4 | 2,8 | 21,6 | 2140 | 303 |
| PCB 180 | 0,4 | 2,95 | 21,3 | 1810 | 218 |
| PCB 28 | 0,4 | 3 | 20,9 | 501 | 40 |
| PCB 52 | 0,4 | 2 | 11,7 | 550 | 116 |
| Pentabromodiphényl oxyde | 0,02 | 0,295 | 0,87 | 44,1 | 336 |
| Pentachlorophénol | 11 | 29,25 | 66,2 | 449 | 10 |
| Phénanthrène | 1,03 | 122 | 370 | 30318 | 779 |
| Plomb | 1 | 20 | 41,7 | 2610 | 1590 |
| Pyrène | 1 | 219 | 792,6 | 100802 | 904 |
| Sélénium | 0,1 | 0,9 | 1,9 | 34,5 | 85 |
| Tellure | 0,51 | 5,1 | 6,4 | 22,5 | 49 |
| Tétrabutylétain | 1,64 | 32,5 | 78,5 | 386 | 24 |
| Thallium | 0,3 | 0,63 | 1,3 | 2,7 | 42 |
| Titane | 1,06 | 717,6 | 1076,8 | 5112 | 480 |
| Toluène | 1,8 | 41,1 | 71,8 | 1500 | 210 |
| Tributylétain | 0,02 | 6,17 | 10,7 | 129,2 | 150 |
| Trichlorobenzène-1,2,4 | 2 | 8 | 22,4 | 160 | 21 |
| Triphénylétain | 7 | 40 | 88 | 360 | 23 |
| Uranium | 0,51 | 1,525 | 4,5 | 226,29 | 192 |
| Vanadium | 1,95 | 33,6 | 37,2 | 135,6 | 478 |
| Xylène-méta | 16 | 30,3 | 33,2 | 66,3 | 59 |
| Xylène-ortho | 1,6 | 22,3 | 59,4 | 481 | 34 |
| Zinc | 1 | 70,85 | 108 | 2497 | 1036 |
On constate que les concentrations rencontrées dans les sédiments sont souvent loin de n'être que "des traces". Il est donc permis de douter de la pertinence des seuils d'autorisation pour les rejets industriels ponctuels qui permettent des concentrations réelles dans les sédiments aussi élevées.
D'après les données disponibles en 2007, les nombres de quantification par famille sont de : 14196 pour les métaux et de 16639 pour les substances synthétiques dont 11056 pour les HAP, 1403 pour les PCB, 751 pour les pesticides et 3429 pour les autres substances synthétiques.
Comme expliqué ci-dessus, les statistiques sur la distribution des valeurs des concentrations qui ont été quantifiées n'ont pas beaucoup de sens sur des groupes de stations non homogènes. Cela aurait encore moins de sens de calculer des pourcentages de quantification par substance (en ramenant les nombres de valeurs quantifiées aux nombres de recherches) ni de les comparer entre eux : car les substances ne sont pas forcément recherchées aux mêmes endroits et avec les mêmes fréquences ni les mêmes LQ. Ces pourcentages globaux n'auraient donc aucune pertinence au niveau de la représentativité statistique et nous avons préféré ne pas les présenter dans le tableau ci-dessus.
Même si les données ne sont pas représentatives, on osera cependant, car cela ne peut que faire progresser la prise de conscience, décrire le cocktail statistique des contaminations des sédiments en nombres de substances : il y a environ autant de métaux que de substances synthétiques.
Il y a plus précisément 46% de métaux, 36% de HAP et 18% de substances chimiques synthétiques diverses dont des PCB et une minorité de Pesticides.
Les deux images suivantes décrivent la nature des substances quantifiées dans les sédiments respectivement en proportion numérique et massique de l'ensemble des analyses quantifiées.
Les substances quantifiées dans les sédiments en proportion numérique :
Les substances quantifiées dans les sédiments en proportion massique :
Comme expliqué ci-dessus, les mesures n'étant pas représentatives, ces proportions n'ont qu'un caractère indicatif et surtout pédagogique en présentant une vue globale des résultats des analyses quantifiées.
On remarquera que les proportions en effectif ne correspondent généralement pas aux proportions en masse.
A condition de tenir compte aussi de la composition des eaux (Carte de qualité des rivières : tous les micropolluants cumulés dans les eaux en 2007 (pesticides, HAP, PCB, autres substances de synthèse et métaux)),on peut faire un lien certain avec les pressions de l'agriculture et des rejets industriels dans les eaux (voir Aperçu de la pression sur la ressource en eau (1) : Micropolluants chimiques), excepté pour les HAP dont les origines ne sont largement pas liées qu'aux rejets industriels dans les eaux.
Quelques commentaires
Les cartes ci-dessus montrent que les micropolluants présents dans les sédiments contribuent forcément à la perte de biodiversité dans les milieux aquatiques mais aussi dans les milieux terrestres anthropisés car toutes les espèces, aquatiques comme terrestres, ont besoin d'eau pour vivre et les substances toxiques adsorbées dans les sédiments finissent à plus ou moins long terme par se retrouver sous forme dissoute ou particulaire dans les eaux. De plus, certaines espèces aquatiques se nourrissent dans la phase sédimentaire et y nichent même.A un niveau national, la recherche des micropolluants dans les sédiments est tout aussi insatisfaisante et inadaptée à mettre en évidence les cumuls que dans les eaux. Les LQ en particulier, même sur une même fraction de recherche, sont tout à fait disparates.
La quasi-absence artefactuelle des PCB dans certaines grandes zones est un cas d'école sur la pertinence des données brutes de 2007 et des évaluations de la qualité qui en découlent. Dans le bassin Rhône-Méditerranée par exemple (voir Carte de qualité des rivières : les PCB cumulés dans les sédiments en 2007), relativement beaucoup de PCB sont recherchés presque partout, mais peu sont quantifiés à cause des LQ inadaptées de 10 µg/kg.
Dans le bassin Seine-Normandie, les 7 PCB marqueurs sont mesurés avec une LQ de 20 µg/kg en amont de Paris et avec une LQ de 1 µg/kg en aval (voir plus haut la carte présentant les LQ du PCB 28). Comme la plupart des contaminations sont en-dessous de 20 µg/kg, il apparait que seule la partie avale du bassin est contaminée en 2007. Cela signifie aussi qu'en amont de Paris, si ces 7 PCB ne sont pas quantifiés, la somme de leurs concentrations est aveugle à 140 µg/kg, ce qui est la limite de la "classe 3" de l'Etat des lieux PCB d'octobre 2007 qui en comporte cinq…
Il ne faut pas trop chercher à comparer de façon rigoureuse les contaminations d'un grand bassin Agence de l'eau à l'autre et souvent d'une station à l'autre au sein d'un même bassin car les protocoles de recherche sont trop hétéroclites.
La seule chose que l'on puisse affirmer, c'est que la contamination réelle maximale d'une station est certainement plus importante que la contamination maximale indiquée dans la carte. Et que la vraie toxicité in situ pour les organismes aquatiques n'est pas connue, mais est certainement une réalité qui grève leur équilibre et leur maintien à long terme.
Notons la contamination généralisée des sédiments, y compris dans les zones montagneuses, par les HAP (voir Carte de qualité des rivières : les HAP cumulés dans les sédiments en 2007). Ceux-ci sont très toxiques substance par substance et certainement encore plus lorsqu'ils sont en cocktail avec des métaux par exemple. Cette contamination paraît extrêmement inquiétante, d'autant plus que la fiche HAP 2006 de l'Ineris conclut : "L’objectif de rejets anthropiques nuls semble extrêmement difficile à atteindre, au moins à court terme, notamment à cause de l’omniprésence et de l’importance des rejets. Les rejets atmosphériques liés au transport automobile ou au chauffage urbain semblent ainsi particulièrement difficiles à réduire. En outre les cokeries, même si elles appliquaient les meilleures techniques disponibles actuelles, resteraient significativement émettrices de HAP".
Alors que nous n'avons pas fini de lever le voile sur la contamination réelle des sédiments par les PCB, on voit que les contaminations réelles par les métaux, les HAP et surtout par les cocktails de tous les micropolluants présents sont sans doute aussi peu connues et au moins aussi graves.
Les autres commentaires sont les mêmes que ceux exposés dans Carte de qualité des rivières : les micropolluants cumulés dans les sédiments en 2007 (pesticides, HAP, PCB, autres substances de synthèse et métaux).
Création : 13 février 2010
Dernière actualisation :