ecologie des cours d'eau

Le formaldéhyde ou méthanal ou aldéhyde formique ou communément appelé formol CH2O, est ou était, jusqu'à ce jour, le conservateur des échantillons d'invertébrés neutralisés, lors des prélèvements hydrobiologiques (IBGN ou méthode DCE)
Désormais, la médecine du travail oblige les laboratoires à prendre de sévères mesures préventives, pour le conditionnement, le transport et l'utilisation de ce produit. Il est recommandé de ne pas dépasser, dans les échantillons traités, la concentration de 1% ( Il est classé R40 cancérigène de classe 3. Dans l'annexe 1 de la directive 67/548/CE de la classification européenne ); depuis l'arrêté du 13 juillet 2006, le CIRC à classé le formol en catégorie1, comme un produit cancérigène pour l'homme, risques de cancers du rhinopharynx, des fosses nasales et des sinus.
C'est en outre un produit irritant pour les muqueuses et pour la peau.
 

Mise en place d'une démarche qualité pour son utilisation à faible concentration.

Devant les risques encourus par ce produit cancérigène; il est impératif, en attendant le produit miracle de substitution, de mettre en application les procédures pour une "démarche qualité".

Au laboratoire:

   Aménagement du laboratoire et travaux pour faciliter la circulation et l'évacuation de l'air ambiant ( système de ventilation performant ).

- Mise en place d'une armoire ( environ 200l ) pour conditionnement de produits chimiques dangereux, avec gaine d'extraction des vapeurs nocives. Cette armoire de sécurité sert à stocker tout particulièrement :

Les bonbonnes de formol à 36 %.

Les dispensettes de formol dilué à 10%. 20 cc seront dilués dans 200 cc d'eau de rivière, lors du prélèvement et la récolte des invertébrés présents dans les filets( surber et haveneau).  

Les échantillons récoltés sur le terrain, comprenant la phase liquide ( eau formolée à 1% ) et le phase solide ( invertébrés neutralisés + vase, cailloux, macrophytes etc,,,). 

Les pilluliers de la collection d'invertébrés formolée.

Les échantillons d'invertébrés déterminés et servant pour la   dans le cadre de la démarche qualité.

- Mise en service de hottes aspirantes avec filtres sélectifs pour formaldéhyde, au dessus de la zone de lavage et de séparation de la phase solide et liquide des échantillons. La partie liquide contenant le formaldéhyde et l'eau de rivière est récupérée dans des bonbonnes de 10l qui seront par la suite évacuées et éliminées par l'organisme sous-traitant chargé de l'évacuation des déchets toxiques. 

  - Utilisation de gants jetables et lunettes de protection pour l'application de cette phase de séparation..

- Présence d’un flacon "lave-oeil".

  - Contrôle annuel de la concentration de vapeur de formol éventuellement présente dans le labo. La valeur-guide, à atteindre et retenue par décret pour l'air intérieur, dans le but d'éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs sur la santé humaine, dans la mesure du possible, dans un délai donné et dans un espace clos. »: est

• de 30 μg/m³ en moyenne hebdomadaire à compter du 1^er janvier 2015 ;
• de 10 μg/m³ en moyenne hebdomadaire à compter du 1^er janvier 2022.

Pendant la phase de tri et de détermination des invertébrés au laboratoire, qui doivent être effectués le plus rapidement possible après le prélèvement lorsque l'on utilise du formol à 1%, l'on utilise de l'eau pour l'observation à la binoculaire. 

Toutes les manipulations en laboratoire se feront sous les hottes aspirantes.

Pendant le transport et sur le terrain

- Protection contre les vapeurs de formol lors du transport dans les véhicules, en conditionnant les dispensettes de formol à 20% dans des glacières portatives.

 - Présence d’un flacon "lave-oeil". 

  - Gants

Autres moyens de subtitution.

- La conservation entièrement à l’alcool doit être bannie d’office, du fait des grandes quantités utilisées, de la dangerosité du stockage et du transport et des autorisations pour la détention de ce produit. 

- Utilisation d’autres conservateurs : Les quelques produits proposés dans le commerce, comme produits de substitution, n'apportent pas les garanties indispensables.

- Eviter la seule congélation; l’expérience a montré que certains invertébrés ne résistent pas à la chûte brutale de la température . Pour la traçabilité dans le cadre d'une démarche qualité ou d'une accréditation, il est nécessaire de conserver une partie des échantillons déterminés. Une congélation est couplée à un sous-échantillon alcoolisé, pour éviter la décomposition partielle des taxons. 

- L'aménagement d'un véhicule utilitaire peut permettre le tri et la détermination des individus vivants. Cette alternative intéressante est cependant soumise à des contraintes de planning ( durée des missions sur le terrain, nombre de stations à prélever,et respect des conditions hydrologiques).

· Disposer d'un tableau de bord pour l’étude de l’hydrosystème des rivières par une meilleure connaissance des milieux aquatiques.

 · Etablir des fiches de synthèse pour l'utilisation de l'eau ( les 5 usages principaux déja cités ). 

· La mise en évidence des principales sources de pollution et notamment l’impact des diverses pressions

· La prise en compte des améliorations apportées par la construction de nouvelles unités de traitement des eaux usées.

· La mise à jour des cartes de qualité et en définir les objectifs.

· Contribuer à l’élaboration de documents d'aménagement (SAGE, Schémas piscicoles, contrats de rivière..).

 PRELEVEMENTS ET ANALYSES POUR LE SUIVI DE LA QUALITE DES EAUX POUR LES RESEAUX DE MESURES ( RNB-RCB )

Dans le cadre de ces différents objectifs, la maîtrise d’ouvrage est confiée :

- Aux agences de l'eau pour la chimie des eaux ( macropolluants , micropolluants et Métaux ).

- Aux directions régionales de l'écologie, pour l’Hydrobiologie (Macroinvertébrés aquatiques et Diatomées, Macrophytes)

- Au C.S.P actuellement ONEMA pour l’aspect piscicole.

 LA CHIMIE DES EAUX 

     LES PRELEVEMENTS sont réalisés par des laboratoires ou des prestataires accrédités COFRAC et agréés par le Ministère de tutelle, dans le cadre de marchés publics. Des véhicules sont spécialement aménagées pour réaliser les prélèvements d'eau et les premières mesures in-situ ( pH, conductivité, oxygène dissous, température). Les échantillons d’eau conditionnés dans des flacons appropriés puis conservés en glacières avec conservateurs, sont acheminés par des transporteurs vers les laboratoires d’analyses.

 Les prélèvements sont associés à des mesures de débits ou à des renseignements hydrométriques

. LES ANALYSES DES MACROPOLLUANTS sont regroupées dans le tableau suivant :

Minéralisation :( Alcalinité, Chlorures, Sulfates, Silicates, Calcium,

 Magnésium, Sodium, Potassium ).

Particules en suspension.

lien: 

Ecologie des cours d'eau : Le système d'évaluation de la qualité des eaux, pour les particules ou matières en suspension (MES).  

Couleur,Température,Acidification,Micro-organismes,

Prolifération végétale:

lien:

Ecologie des cours d'eau: Effet des proliférations végétales et paramètres à analyser.

LES ANALYSES DES METAUX ET DES MICROPOLLUANTS. 

La recherche des micropolluants métalliques et organiques est effectuée sur certains sites et sur plusieurs supports de mesure (le choix est déterminé en fonction des risques potentiels) :

lien:

Ecologie des cours d'eau : Le systéme d'évaluation de la qualité (SEQ), applicable aux métaux et l'utilisation des bryophytes.

  Les Métauxtels que: Arsenic, Mercure, Cadmium, Chrome, Plomb, Zinc, Cuivre, Nickel , sont recherchés sur Bryophytes, dans les sédiments, dans l’eau et les matières en suspension.

liens: 

Ecologie des cours d'eau: Les risques liés au cadmium.

Ecologie des cours d'eau : Les risques liés au plomb.

Ecologie des cours d'eau : Les risques liés au mercure.

    Les Micropolluants organiques  (Pesticides et autres micropolluants ) sont analysés dans l’eau, les matières en suspension et les sédiments. A titre indicatif, le laboratoire actuellement accrédité, recherche plus de 300 pesticides.

   Lien:Ecologie des cours d'eau : Les pesticides.

  L'HYDROBIOLOGIE

  lien:

  Ecologie des cours d'eau : Les normes applicables à la recherche des indicateurs biologiques (Macroinvertébrés aquatiques, Diatomées, Macrophytes, Poissons, etc...).

PRELEVEMENTS ET ANALYSES HYDROBIOLOGIQUES

   Deux indices hydrobiologiques sont particulièrement suivis par la DIREN, actuellement DREAL pour déterminer la qualité biologique d’un site.

· Un indice animal par l’intermédiaire des invertébrés aquatiques ( I.B.G.N )

· Un indice végétal par les diatomées ( I.B.D ).L'indice fourni par la recherche des macrophytes n'étant pas fiable avant la directive européenne. 

  Lien:Ecologie des cours d'eau : Le Système d'évaluation de la qualité biologique (SEQ Bio).

L'Indice Biologique Global Normalisé ou I.B.G.N

Pour déterminer la qualité biologique d'un cours d'eau, le laboratoire d’hydrobiologie de la DIREN Provence Alpes Côte-d’Azur, accrédité COFRAC et agréé par le ministère de l'Ecologie et du développement durable, utilise la méthode suivante :

L’IBGN permet d'évaluer la qualité générale, au moyen d'une analyse de la macrofaune qui est considérée comme une expression synthétique de cette qualité. Le principe repose sur le prélèvement de la faune macrobenthique au niveau d'une station, selon un protocole IBGN . Après le lavage et le tri du prélèvement, chaque organisme est identifié afin de déterminer la variété taxonomique de l'échantillon et son groupe faunistique indicateur. En général, l'unité taxonomique est la famille.L'IBGN déterminé pour la station étudiée, est exprimé par une note indicielle, dont la valeur oscille entre 0 et 20.

Lien:

  Ecologie des cours d'eau : Lorsque les macroinvertébrés aquatiques épibenthiques participent à la détermination de la qualité des eaux.

Ecologie des cours d'eau: l' I.B.G.N ou lorsque, par l'hydrobiologie, les macroinvertébrés aquatiques vous aident pour la détermination de la qualité des cours d'eau

 L'indice biologique diatomées ou IBD 

Les analyses concernant cet indice sont sous-traitées par la DIREN ou DREAL. La méthode utilisée est la suivante :

L’IBD permet d'évaluer la qualité biologique de l'eau d'un cours d'eau au moyen d'une analyse de la flore diatomique benthique. Le principe repose sur l’analyse des populations, prélevées préférentiellement sur substrat dur naturel. L' échantillonage est réalisé en fonction des conditions hydrologiques et de la nature des supports.

Au laboratoire la préparation des diatomées a pour but d’éliminer le contenu cellulaire pour ne conserver que les squelettes siliceux, permettant une observation microscopique plus aisée. Les diatomées nettoyées font l’objet d’une préparation permanente entre lame et lamelle. Un comptage de 400 individus en n’identifiant que les groupes d’espèces ( taxons ), intervenant dans le calcul de l’indice. La méthode sera ajustée, pour la directive cadre européenne, après la mise en place des réseaux de référence.

Note : L'IBD est particulièrement sensible à la matière organique, aux éléments nutritifs (azote et phosphore), à la minéralisation et au pH. La mise en évidence des altérations chimiques est facilitée dans les situations extrèmes, au moment des basses eaux (débit minimal, température maximale) ou en période critique (rejets, activités humaines saisonnières…).

Lien:Ecologie des cours d'eau : Lorsque les diatomées participent à la détermination de la qualité des cours d'eau. 

Ecologie des cours d'eau: Les diatomées 1 - Le prélèvement pour déterminer l'IBD( Indice biologique diatomique ) ou l'IPS ( Indice de polluosensibilité ).

Ecologie des cours d'eau : Les diatomées 2 - Préparation de lames permanentes pour la détermination de l'IBD ou IPS.

Ecologie des cours d'eau : Les diatomées 3 - Observation au microscope pour la détermination de l'IBD ou IPS.

D’autres indices pourraient apporter des informations complémentaires sur la qualité biologique de l’eau, ce sont :

· L’indice Macrophytes (Angiospermes, Bryophytes, Ptéridophytes et macro-algues), méthode normalisée IBMR NF T90395 revue après la mise en service des réseaux de la directive cadre européenne.

· L’indice Oligochètes etc ...

L'ICHTYOFAUNE ( Les poissons ) 

Les départements des délégations régionales du Conseil Supérieur de la Pêche, nouvellement (ONEMA) effectuaient annuellement, par l’intermédiaire du Réseau Hydrobiologique et Piscicole (RHP), un suivi de ses missions de surveillance et de protection des milieux naturels aquatiques et de la faune piscicole, basé sur des inventaires ichtyologiques (population de poissons), pratiqués au moyen de la pêche à l’électricité. La méthode utilisée NF EN 14011 permet l’échantillonnage complet de l’ensemble de la station pour les petits cours d’eau entièrement prospectables à pied ou l’investigation fractionnée dans les autres situations. Le niveau de détermination est l’espèce , la mesure de la longueur est pratiquée individuellement ( sur un sous-échantillonage représentatif ( minimum 30 individus, si une espèce est très fortement représentée ).

Les objectifs généraux du RHP sont les suivants:

· Disposer annuellement d’un état piscicole.

· Caractériser les variations inter-annuelles des peuplements et rechercher les tendances à long terme.

· Evaluer les conséquences des évènements naturels exceptionnels (Sécheresse, crues).

· Mettre en place un réseau de veille écologique assurant le suivi d’espèces plus intéressantes sur le plan écologique ou Halieutique.

 Le SEQ Bio vient donner un complément d'informations sur l'état biologique du milieu aquatique, il est associé au SEQ eau et au SEQ physique et permet de définir les usages de l'eau et du milieu aquatique. Avec la directive cadre européenne, il deviendra dés 2005 un élément important pour définir l'atteinte du bon état écologique.

 Le SEQ Bio s'appuie sur des méthodes fondées sur l'examen de différents groupes d'organismes, végétaux et animaux. L'information de base est apportée par les invertébrés benthiques, inventoriés notamment selon l'indice biologique global normalisé ou IBGN(1). Un indice diatomique pratique, l'IBD(2), applicable au Réseau National de Bassin a également été mis au point.
D'autres méthodes biologiques, plus spécifiques, viennent consolider l'utilisation du SEQ Bio (indice " oligochètes(3) ", rapport chlorophylle/phéopigments, etc.).
L'outil SEQ Bio évalue l'intégralité biologique des cours d'eau pour chaque groupe biologique et pour chaque compartiment physique (lit mineur, berges, lit majeur, sous-écoulement). La spécificité des différents types de cours d'eau est ainsi prise en compte.
(1) IBGN : Indice Biologique Général Normalisé
(2) IBD : Indice Biologique Diatomées
(3) Oligochètes : Vers
Il évalue également les phénomènes de déséquilibre biologique particuliers (état sanitaire des organismes, proliférations d'espèces, etc.) ; il renseigne sur les incidences des phénomènes ou problèmes biologiques sur les usages potentiels des biocénoses elles-mêmes (pêche) ou de l'eau (loisirs nautiques, prélèvements)

Le SEQ est un dispositif de portée nationale. Il permettait, jusqu'en 2007, d'harmoniser les mesures au niveau national et d'avoir une évaluation de la qualité conforme à la Directive Cadre Eau.
Plus sévère et plus complet, ce système d'évaluation donnera sans doute une image plus " rouge " de beaucoup de nos cours d'eau bien que des progrès considérables aient été réalisés ces vingt dernières années. Grâce à cet outil, l'ensemble des acteurs de l'eau pourra fixer des objectifs de qualité précis et mesurer l'efficacité de ses actions.

Ce nouveau système d'évaluation présente trois atouts essentiels : il est applicable à tous les types de cours d'eau (les diagnostics produits sont comparables), il est évolutif (l'intégration des connaissances nouvelles est possible) et il est polyvalent (différentes utilisations sont possibles selon les besoins : prise de décision, définition d'actions, information de différents publics).

 Le systeme d'évaluation de la qualité biologique des cours d'eau avant la directive cadre européenne: link

Les limites des classes de qualité pour l'IBD

  Les limites des classes de qualité pour l'IBGN

Le GFI est le groupe faunistique indicateur.

Les macroinvertébrés sont des organismes dont la taille, en fin de développement larvaire ou au stade imaginal, est rarement inférieure au millimètre.Visibles à l’œil nu, les macroinvertébrés regroupent tous les animaux qui n’ont pas de squelette d’os ou de cartilage. Les macroinvertébrés benthiques vivent au fond des ruisseaux, rivières, lacs ou marais. Ce sont principalement des vers, des crustacés, des mollusques et des insectes.

Les macroinvertébrés benthiques forment une partie importante des écosystèmes d’eau douce. Ils servent de nourriture à nombre de poissons, d’amphibiens et d’oiseaux. C’est un groupe très diversifié, et les organismes le composant possèdent des sensibilités variables à différents stress, telles la pollution ou la modification de l’habitat. Les macroinvertébrés sont les organismes les plus souvent utilisés pour évaluer l’état de santé des écosystèmes d’eau douce.

Ils vivent habituellement à la surface ou dans les premiers centimètres des sédiments, mais selon les conditions qu'ils rencontrent dans le milieu aquatique, ils peuvent parfois s'enfoncer plus profondement.

Ils peuvent coloniser des substrats très variés: durs ( dalles, blocs, pierres et cailloux ), meubles ( graviers, sables, limons, vases et argiles ), macrophytes ( algues, mousses, phanérogames ), débris organiques macroscopiques ( branchages, feuilles ).

  Bien que la plupart de ces espèces soient en mesure de supporter des variations importantes de certains éléments de l'environnement (Température, humidité, etc…) et ainsi de s'adapter à des habitats différents, on constate que certaines d'entre elles se localisent uniquement près des sources, du cours moyen ou au niveau du cours inférieur des cours d'eau. Ils vivent totalement immergés ( du centimètre au mètre d'eau ). Les macroinvertébrés rhéophiles vivent dans le courant fort, les limnophiles dans le courant faible ou nul.

La nourriture peut être constituée:

- par des proies vivantes ( d'autres invertébrés ), chez les macroinvertébrés prédateurs.

                                                               PREDATEURS ( larves de libellules)

-  par des végétaux, chez les broyeurs, les brouteurs ou les racleurs de substrat.

                                                                     RACLEURS DE SUBSTRAT

- par des débris organiques, chez les détrivores ou les filtreurs.

                                                DETRIVORE ( Gammaridae)

- par de la nourriture liquide, grâce à un appareil buccal modifié chez les suceurs.

                                                                                             SUCEUR

Fiche rédigée par la CIRE Rhône Alpes

Janvier 2010

1

Mercure

Qu’est ce que le mercure ?

Le mercure (Hg) est un élément naturellement présent dans le sol et les roches, ainsi que

dans les lacs, les cours d’eau et les océans. L’écorce terrestre, qui rejette 2 700 à 6 000

tonnes de mercure par an dans l’atmosphère, représente la principale source de ce métal

dans l’environnement. Du mercure est également rejeté par des activités humaines,

notamment l’industrie (industrie du chlore et de la soude, transformation des pâtes à papier),

l’exploitation des minerais, la combustion des produits fossiles, l’incinération des déchets. Le

mercure est utilisé dans divers produits (batteries, équipement électrique et de mesure,

peintures, amalgames dentaires).

Dans les matrices alimentaires, les espèces organiques du mercure, notamment le

méthylmercure (MeHg) sont plus toxiques que les espèces inorganiques. La réaction de

méthylation du mercure se déroule notamment dans la zone anaérobie des sédiments. Le

MeHg ainsi produit est ensuite concentré par le phytoplancton et le zooplancton puis

bioaccumulé dans les organismes aquatiques, plus particulièrement les poissons carnivores.

Quel est la toxicité du mercure ? Quel est le niveau d’exposition sans risque pour la

santé (la dose tolérable) ?

Les données épidémiologiques actuelles convergent pour retenir l’atteinte neurologique,

secondaire à une exposition in utero et éventuellement post-natale, comme l’effet critique à

prendre en considération. L’atteinte neurologique se traduit essentiellement par une moindre

performance dans différents tests explorant le développement neuro-comportemental.

L’OMS a fixé en 2003 une dose hebdomadaire tolérable provisoire (DHTP) de 1,6 μg/kg

poids corporel/semaine pour le méthylmercure (soit une dose journalière tolérable de 0,23

μg/kg pc/j), visant à protéger les populations les plus sensibles, les femmes enceintes et

allaitantes et les jeunes enfants. La DHTP du mercure total est de 5 μg/kg poids

corporel/semaine.

Quelle est l’exposition de fond de la population française au mercure par

l’alimentation générale ? Quels sont les aliments qui contribuent le plus à

l’exposition ?

L’exposition au mercure total par l’alimentation générale, estimé pour la population française,

est de 9,7 μg/jour chez les adultes de 15 ans et plus (environ 19 % de la dose tolérable) et

de 7,9 μg/j chez les enfants de 3 à 14 ans (environ 55 % de la dose tolérable).

L’étude française Calipso (Etude des consommations alimentaires de produits de la mer et

imprégnation aux éléments traces, polluants et oméga 3) montre que 35 % des forts

consommateurs de produits de la mer ont une exposition au méthylmercure qui dépasse la

dose tolérable mais que ces dépassements sont modérés.

Le méthylmercure est principalement apporté par la consommation des produits de la pêche.

Les poissons les plus contaminés en méthylmercure sont les espèces prédatrices (espadon,

empereur, thon, anguille) et les moins contaminés sont les anchois, le saumon, le colin ou

lieu noir. Le MeHg représente 67 à 100 % du mercure total dans les poissons.

Quelles sont les normes ?

Le règlement (CE) n°1881/2006 de la commission du 1 9 décembre 2006 fixe des teneurs

maximales pour certains contaminants dans les denrées alimentaires, dont le mercure. Ces

teneurs maximales sont fixées à un niveau aussi bas que pouvant être atteint grâce au

respect des bonnes pratiques dans le domaine de la fabrication, de l’agriculture et de la

pêche et pour protéger la santé des populations les plus sensibles (notamment les

nourrissons et les enfants en bas âge). Ainsi, la consommation de denrées dépassant ces

teneurs maximales ne présentent pas obligatoirement de risque pour la santé. En revanche,

les produits dont les teneurs en contaminants excèdent les teneurs maximales ne doivent

pas être mis sur le marché.

La teneur maximale en mercure (en mg/kg de poids frais) est de 0,5 pour la chair musculaire

de poisson et les crustacés, à l’exception de certaines espèces tels que l’anguille ou le

brochet (et de nombreuses espèces marines) pour lesquels la teneur maximale est de 1.

Quels sont les risques associés à la consommation de poissons de rivière dépassant

la norme de commercialisation ?

Une personne qui consommerait une fois par semaine 200 g de poisson dont la

concentration en mercure serait très élevée (1,6 mg/kg de poids frais : valeur maximale

retrouvée sur le bassin) aurait une exposition quotidienne au mercure associée à cette

consommation égale à (0,2 kg x 1,6 mg/kg)/ 7 jours = 45,7 μg, soit 0,65 μg/kg de poids

corporel/jour pour un adulte de 70 kg. Cela représente près du triple de la dose tolérable au

méthylmercure.

Au vu des données disponibles, la contamination par le mercure des poissons de certaines

rivières du bassin du Rhône peut présenter des risques pour la santé des enfants en bas

âge et des femmes enceintes et allaitantes, à qui il doit être préconisé de ne pas consommer ces poissons.