17. mai 2023, Catégorie: Ecotoxicologie aquatique Ecotoxicologie des sédiments Evaluation des risques

Bioessais et biomarqueurs pour l'évaluation de la qualité de l'eau et des sédiments

Le Centre Ecotox a évalué la qualité des eaux sur 17 sites à l'aide de nombreux bioessais et biomarqueurs. Les risques écotoxicologiques ont été déterminés sur la base de bioessais et comparés aux risques calculés à partir d'analyses chimiques. Les résultats permettent au Centre Ecotox de proposer des méthodes pour la surveillance de routine.

Les approches basées sur les effets comme les bioessais et les biomarqueurs revêtent une importance croissante dans l'évaluation environnementale. Elles mesurent l'effet des substances de manière intégrée et englobent ainsi également les substances qui ne sont pas connues ou mesurées. Elles font par ailleurs le lien entre les composés chimiques présents et leurs effets sur les organismes dans l'environnement. De plus, elles sont à même de détecter certaines familles de substances à des concentrations plus faibles que ne le peut l'analyse chimique. Elles en constituent donc un complément très utile.

Batteries de bioessais combinant différents organismes et modes d'action

Les bioessais écotoxicologiques mettent en œuvre des cellules vivantes, des organismes ou des communautés biotiques pour mesurer leurs réactions face aux substances chimiques présentes dans les échantillons prélevés dans l'environnement. En dehors de la survie, les fonctions affectées peuvent être le développement, la croissance ou encore la reproduction. Étant donné qu'il n'existe pas de bioessai unique capable de mettre en évidence toutes les réactions possibles chez tous les organismes, il est judicieux de combiner plusieurs essais dans une batterie de tests. On est alors en mesure d'évaluer différents modes d'action des polluants tout comme différents effets sur différents groupes d'organismes.

Alors que beaucoup de bioessais sont aujourd'hui normalisés, l'utilisation des biomarqueurs est encore peu établie. C'est pourtant une approche très prometteuse : les biomarqueurs sont des réactions biologiques quantifiables suite au stress environnemental qui peuvent être mesurées à différents niveaux, comme l'expression génique. Ils permettent de mesurer une grande diversité d'impacts potentiels comme les perturbations du système nerveux ou du système immunitaire, pour lesquelles il n'existe pas encore de bioessais.

Un grand projet de surveillance

Le Centre Ecotox s'est engagé dans trois projets pour améliorer l'appréciation de la qualité des eaux par les méthodes basées sur les effets. Ce travail doit déboucher sur une méthode pratique pour les contrôles de routine de la qualité de l'eau et des sédiments venant compléter l'analyse chimique. Car une surveillance uniquement basée sur les approches chimiques peut s'avérer lacunaire puisque toutes les substances ne sont pas connues ou analysables.

Le Centre Ecotox a, dans ce but, prélevé des échantillons d'eau et/ou de sédiment sur 17 sites du Plateau (voir Figure) en mai et juin 2021 et les a étudiés avec une batterie de bioessais pour la plupart normalisés. La majorité des sites d'échantillonnage sont des stations du programme national d'observation de la qualité des eaux de surface NAWA. Une partie des sites présente un bassin versant agricole, une autre partie un bassin versant agricole et urbain et une troisième un bassin versant exploité de manière extensive avec beaucoup de forêts ou de surfaces non productives pouvant être considérées comme peu polluées. Des biomarqueurs ont été analysés chez des alevins de truites des zones d'exploitation extensive ou agricole. Le risque écotoxicologique déterminé à l'aide des bioessais et des biomarqueurs a été comparé au risque calculé à partir de l'analyse chimique. Les résultats de ces études sont présentés dans les articles qui suivent.

Pour en savoir plus

Article sur les bioessais avec de l'eau

Article sur les bioessais avec des sédiments

Article sur les biomarqueurs

Publications

Kienle, C., Beauvais, R., Casado-Martinez, C., Voisin, A. S., Werner, I., Vermeirssen, E., & Ferrari, B. (2023). Ökotoxikologische Biotests und -marker. Biologische effektbasierte Methoden zur Beurteilung der Wasser- und Sedimentqualität. Aqua & Gas, 103(4), 18-22.
Download Artikel

Kienle, C., Bramaz, N., Schifferli, A., Olbrich, D., Werner, I., Vermeirssen, E. (2023) Beurteilung der Wasserqualität mit einer Biotestbatterie. Aqua & Gas 103(4), 24 – 33.
Download Artikel

Casado-Martinez, M.C., Beauvais, R., Ferrari, B., Cirelli, S., Schaad, E.J., Chiaia-Hernandez, A., Höss, S., Loizeau, J-L. (2023) Évaluation de la qualité des sédiments. Projet pilote d’application d’une batterie de bioessais à l’échelle nationale. Aqua & Gas 103(4), 34 – 41.
Download Artikel

Voisin, A.-S., Fasel, M., Beauvais, R., Kienle, C., Ferrari, B., Werner, I. (2023) Biomarqueurs moléculaires.
Application pour la surveillance de la qualité de l’eau avec la truite de rivière. Aqua & Gas 103(4), 42 – 48.
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