TROPE

La lutte contre la pollution industrielle, la dégradation des milieux et la revalorisation des ressources foncières impactées par l'essor industriel est une problématique actuelle majeure notamment pour des polluants organiques persistants (POPs) à fort enjeu environnemental et sanitaire comme les PolyChloroBiphényls (PCB), PCB Dioxine Like (PCB-DL) et PolyChloroDibenzoDioxines/Furanes (PCDD/F) (cf par exemple action 60 PNSE3). Le devenir de ces POPs dans les sols et leurs transferts dans les réseaux trophiques impliquant des invertébrés du sol sont peu connus en particulier pour le milieu terrestre.

Pour améliorer le diagnostic des sites, il est nécessaire de s’appuyer sur des mesures de biodisponibilité via l’évaluation des transferts et des effets des contaminants sur les organismes terrestres et parmi eux, les escargots qui sont des invertébrés impliqués dans divers réseaux trophiques. Ils peuvent révéler la biodisponibilité environnementale, toxicologique et trophique des métaux et des pesticides. Par contre on ne dispose d’aucune donnée sur leurs réponses à l’exposition aux composés organiques persistants (POPs) qui sont étudiés dans le programme TROPE.

Apporter des connaissances sur la biodisponibilité de POPs (7 PCBi, 12 PCB-DL, 10 PCDF, 7 PCDD) pour les escargots par analyse de la bioaccumulation dans leurs tissus après exposition in situ ou en laboratoire. Proposer des facteurs de bioaccumulation des POPs (milieu/escargot) pour contribuer au développement de modèles de transferts utilisables pour conduire les évaluations des risques tant environnementaux (ERE) que sanitaires (ERS) dans le cadre de la gestion des sites et sols pollués ou bien pour aider au choix d’une solution de reconversion d’une friche industrielle ou urbaine.

TROPE montre :

• la faisabilité de la bioindication active (microcosme in situ) à l’aide d’un organisme sentinelle comme l’escargot pour suivre sur site les transferts de POPs ;
• l’intérêt de ce bioindicateur pour analyser et comparer en laboratoire la biodisponibilité de POPs en s’affranchissant de variables telles que la température, l’hygrométrie, la qualité de la nourriture.

In situ, l’exposition durant 1 mois d’escargots issus d’élevage sur 4 parcelles de contamination croissante révèle les capacités d’accumulation des escargots sans qu’aucune mortalité significative ne soit observée. Les facteurs de bioaccumulation (BAF, ratio concentration dans les escargots sur concentration dans le sol en masse sèche) des PCB (de l’ordre de 0.07 à 19) sont supérieurs à ceux des PCDD/F (de l’ordre de 0.004 à 0.553). Ils tendent à diminuer avec l’augmentation de la contamination des sols. Les résultats obtenus (ainsi que ceux du programme TROPhé) ouvrent le débat sur les choix à faire pour le calcul du BAF : il pourrait être judicieux d’utiliser pour la modélisation des transferts un BAF moyen n’intégrant pas la parcelle la moins contaminée (l’intégration de cette dernière ayant tendance à maximiser sa valeur en raison de la très faible concentration dans les sols). Pour les PCB-DL la biodisponibilité parait diminuée quand la teneur en matière organique du sol augmente. Pour aucun des POP étudié la saturation des tissus ne semble avoir été atteinte. Globalement les concentrations en POP reflètent le gradient de contamination des sols. Si l’accumulation des PCBi et PCB-DL par les escargots est du même ordre que celle des plantes, ce n’est pas le cas pour les PCDD/F qui chez les végétaux du site ne suivent pas le gradient de contamination. Pour les PCBi, ceux à 5-6 Chlores (Cl) représentent plus de 70% des PCB accumulés par les escargots. Les PCBi 101, 138, 153 et 180 et le PCB-DL 118 sont les plus accumulés. Cette bioaccumulation spécifique de ces congénères a déjà été signalée chez d’autres espèces animales. Le profil des congénères de POP des sols est en général assez proche de celui des escargots. On remarque cependant que le pourcentage de PCB 138 est plus important dans les tissus que dans les sols tandis que c’est l‘inverse pour le PCB 180. Parmi les PCB-DL, le PCB 118 est le plus présent (60 % des PCB accumulés), les PCB à 3-4-5 atomes de Cl comptent pour 80% et ceux à 6-7 Cl sont moins présents dans les escargots que dans les sols. Quant aux PCDD/F accumulés, ce sont à 70% des furanes. L’OCDD et la 2,3,7,8-TCDF présentent les plus fortes concentrations internes. Les PCDD/F à 7-8 Cl sont plus présents dans les sols que dans les escargots (70% sols vs 45% tissus) tandis que c’est l’inverse pour les PCDD/F à 3-4-5 Cl (30% sols vs 50% tissus). Les PDCF atteignent des concentrations internes supérieures à celles des PCDD (bien que les BAF des PCDD soient généralement supérieurs à ceux des PCDF). Une bonne répétabilité des résultats a été observée sur les 3 années de biosurveillance avec les escargots, ce qui révèle une faible sensibilité aux variations climatiques ainsi qu’une absence potentielle d’atténuation naturelle. En termes d’évaluation du risque pour la santé humaine, les valeurs maximales dans les tissus pour les PCBi et les PCDD/F ne sont dépassées que pour les escargots exposés à de très fortes contaminations (sur parcelle incendiée et sur amas de terres excavées).

En laboratoire

Les profils d’accumulation sont similaires à ceux observés in situ; quelques différences de BAF sont observées entre laboratoire et terrain (principalement pour les PCB qui sont moins accumulés en laboratoire), probablement du fait de l’absence de la source végétation en laboratoire et/ou d’un contact avec le sol différent. Aucun effet des POP étudiés n’a été mis en évidence sur le développement embryonnaire, la survie et la croissance des escargots. La confrontation des résultats de terrain et de laboratoire montre que l’influence de la végétation sur les escargots est variable selon le type de POPs, les végétaux favorisant l’exposition des escargots aux PCB tandis que le sol favoriserait l’exposition aux PCDD/F.

Perspectives

Etudier d’autres sites pour préciser l’influence des paramètres du sol (texture, taux de matière organiques…), de la nature de la végétation, de la contribution des sources (sol, plantes, air) dans l’exposition des escargots. Tester d’autres profils de POP dans les sols pour confirmer l’accumulation spécifique de certains PCB, PCDD/F. Varier la durée des expositions in situ (jusqu’à plusieurs mois), étudier les cinétiques d’accumulation ainsi que les capacités de dépuration des POP, étudier l’impact des POP sur la survie à long terme, la résistance à l’estivation et à l’hibernation. Faire des études avec des consommateurs d’escargots (invertébrés et vertébrés) pour analyser les transferts trophiques.

Univ. de Franche-Comté (coordinateur), CHRONO Environnement, TESORA

Début et fin de projet : Décembre 2013 à Juin 2017