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Module: Toxicologie Environnementale et Ecotoxicologie Master Analyse et Gestio

Module: Toxicologie Environnementale et Ecotoxicologie Master Analyse et Gestion de Qualité (AGQ) Professeur Saloua JEMJAMI 2018-2019 UNIVERSITE HASSAN PREMIER Faculté des Sciences et Techniques SETTAT Plan I. CONCEPTS D’ÉCOTOXICOLOGIE 1. DEFINITIONS DE L’ÉCOTOXICOLOGIE 2. AUTRES DÉFINITIONS 3. SPÉCIFICITÉS DE L’ÉCOTOXICOLOGIE 4. CARACTÉRISTIQUES PROPRES À L’ÉCOTOXICOLOGIE 5. OUTILS DE L’ÉCOTOXICOLOGUE II. POLLUANTS 1. DÉFINITION 2. PRINCIPAUX TYPES DE POLLUANTS 3. MONITORING DES POLLUANTS 4. DYNAMIQUES DES CONTAMINANTS DANS LES ORGANISMES VIVANTS 5. DISPERSION DES POLLUANTS 6. EFFETS BIOLOGIQUES DES CONTAMINANTS 7. CARACTÉRISATION DE L’ÉTAT DU MILIEU III. APPROCHE BIOLOGIQUE 1. DÉFINITION DU BIOINDICATEUR 2. CRITÈRES D’UN BIOINDICATEUR 3. TYPES DE BIOINDICATEURS 4. PROPRIÉTÉS D’UN BIOMARQUEUR 5. TYPES DE BIOMARQUEURS 6. UTILISATION DES BIOMARQUEURS EN MILIEU NATUREL Plan IV. POLLUTION PAR LES PESTICIDES 1. DÉFINITION 2. CLASSES ET FAMILLES DES PESTICIDES 3. INTÉRÊT DE L’UTILISATION DES PESTICIDES EN AGRICULTURE 4. PRINCIPAUX DANGERS DE L’UTILISATION DE PESTICIDES 5. DANGER ET RISQUE V. POLLUTION PAR LES MÉTAUX LOURDS 1. QUELQUES GÉNÉRALITÉS SUR LES MÉTAUX LOURDS 2. CARACTÉRISTIQUES PHYSICOCHIMIQUES 3. SOURCES D’ÉMISSION 4. IMPACT DE LA CONTAMINATION SUR L’ENVIRONNEMENT 5. QUELQUES SOLUTIONS AUX PROBLÈMES DE LA POLLUTION I. ECOTOXOCOLOGIE 1. Definitions de l’écotoxicologie • Terme inventé par Truhaut (1969) qui définit cette science comme étant le prolongement de la toxicologie orienté vers l’étude des effets écologiques et des risques associés à la présence dans l’environnement de contaminants susceptibles d’avoir un effet néfaste sur la santé humaine • Approche réductioniste visant à évaluer les effets des contaminants sur les populations humaines: tests en laboratoire á des concentrations iréalistes. Premières définitions basées sur la toxicologie médicale • Selon Ramade (1979), “science dont l’objet est l’étude des modalités de contamination de l’environnement par les agents polluants naturels ou artificiels produits par l’activité humaine ainsi que de leurs mécanismes d’action et de leurs effets sur l’ensemble des êtres vivants qui peuplent la biosphère” • Approche holistique visant à évaluer le cheminement des contaminants dans les écosystèmes et leurs effets sur l’ensemble des êtres vivants incluant l’homme Définitions basées sur l’écologie, la science des interactions entre les êtres vivants et les écosystèmes • Approches en laboratoire avec de forts niveau de contamination souvent irréalistes versus évaluation sur le terrain en milieu contaminé à des niveaux ambients en utilisant des bioindicateurs et des biomarqueurs Démarche récente (depuis 1990) intégrant les aspects écologiques, écotoxicologiques et l’évaluation du risque toxicologique I. ECOTOXOCOLOGIE 5 1. Autres définitions • Ecologie • Étymologiquement : Sciences de l’habitat • La science globale des relations des organismes avec leur monde extérieur environnant dans lequel est inclus au sens large toutes les conditions d’existe (Haeckel, 1866) • Ecotoxicologie • Science dont l’objet est l’étude des modalités de contamination de l’environnement par les agents polluants naturels ou artificiels produits par l’activité humaine, des mécanismes d’action et des effets sur l’ensemble des êtres vivants) qui peuplent la biosphère. (Ramade,1977) • Étude des impacts des agents polluants sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes • Toxicologie • Discipline qui étudie les substances toxiques, c’est-à-dire les substances qui provoquent des altérations ou des perturbations des fonction des organismes conduisant à des effets nocifs dont le plus grave est la mort (Truhaut, 1974) • Ecosystème • C’est un ensemble dynamique d'organismes vivants (plantes, animaux et micro- organismes) qui interagissent entre eux et avec le milieu (sol, climat, eau, lumière) dans lequel ils vivent. • Les dimensions des écosystèmes peuvent varier considérablement; ils peuvent être très petits, comme une mare ou un arbre mort, ou être gigantesques, comme la terre. • L’étude du devenir et du cycle des polluants dans les écosystèmes est un point fondamental dans les études écotoxicologiques. • La modification induite par un polluant dans un processus physiologique n’est significative que si la valeur sélective des individus est modifiée. • La précision des modalités et des mécanisme de la contamination des divers écosystèmes et de la biosphère, leur circulation et leurs transformation biogéochimiques. • La précision des effets biocénotiques ainsi que les perturbations qu’ils induisent dans les processus écologiques fondamentaux en particulier ceux qui assurent la productivité biologique des écosystèmes • La prévision des conséquences futures que l’on peut attendre de la libération d’un contaminant déterminé (prévision des effets). • L’évaluation de l’importance des atteintes subies par les écosystèmes à la suite de leur contamination. Ecotoxocologie… 3. Spécificités de l’écotoxicologie I. ECOTOXOCOLOGIE Contaminants chimiques et physiques Milieux naturels Environnement homme Organismes Champ interdisciplinaire I. ECOTOXOCOLOGIE 4. Caractéristiques propres à l’écotoxicologie • Nombreuses controverses • Valeurs des bioindicateurs et des biomarqueurs • Certitudes empiriques et théoriques rares Discipline jeune • Étude des sources, de la dispersion, de l’accumulation et des effets des polluants toxiques sur les populations, les communautés, les écosystèmes et la biosphère • Évaluation des effets à tous les niveaux depuis la cellule jusqu’aux individus, populations et communautés Discipline complexe • Émergence d’enjeux environnementaux prioritaires Discipline sujette à des forces et des impératifs sociaux • Chimie • Physique • Mathématiques • Biologie • écologie, etc... . interdisciplinarité évidente Ecotoxicologie C’est une science pluridisciplinaire. Elle étudie au sein des écosystèmes les interactions entre les espèces et le milieu et fait appel à l’écologie. Elle étudie les effets des polluants sur les organismes vivants et fait appel à la toxicologie. Enfin, elle étudie les polluants et leur dispersion dans le milieu et fait appel à la chimie. 5. Outils de l’écotoxicologue • Le coût d’une prestation de supervision, pour une durée de 120 jours ouvrables, des travaux d’acquisition d’une campagne sismique 2D onshore, est de l’ordre de 2 Millions de DH. II. POLLUANTS 11 1. Définition • Polluant est toute substance naturelle ou d’origine anthropique que l’homme introduit dans un biotope donné dont elle était absente ou encore dont il modifie ou augmente la teneur (dans l’eau, l’air ou les sols selon le biotope) lorsqu’elle y est spontanément présente. • Xénobiotique: litt. « étranger à la vie », composé qui ne fait pas partie de la biochimie normale d’un organisme • Selon Bang (1980), la pollution est essentiellement un jugement de valeur sur ce que chacun souhaite trouver dans l’environnement ; ce jugement étant ou non étayé par des donnés scientifiques et implique toujours un choix. • Selon Moriarty (1983), le terme polluant se rapporte aux substances présentes dans l’environnement, en partie à cause des activités humaines et qui ont des effets délétères sur les organismes vivants. • Pollution: contamination anthropique et nocive pour les êtres vivants (directement par toxicité ou indirectement en portant atteinte aux activités humaines) (selon les auteurs, uniquement d’origine humaine ou inclut aussi les contaminations naturelles) II. POLLUANTS 2. Principaux types de polluants Classification systématique • Physiques: température, radioactivité... • Chimiques • Biologiques: excès de matière organique, microorganismes pathogènes… Classification fonctionnelle • Dégradables: matière organique sujette à attaque bactérienne (processus oxydatif générant CO2, H2O, NH3) (conséquences: eutrophisation) • Dissipatifs: température (eaux de refroidissement), acides et bases (pouvoir tampon de l’eau de mer)… • Particulaires: boues de forage, argiles, contaminants organiques… (Conséquences: diminution de la photosynthèse, modification de la nature des fonds, gêne pour les organismes filtrants) • Conservatifs: non sujets à attaque bactérienne, ni dissipatifs mais réactifs ou toxiques vis-à-vis des organismes vivants (métaux lourds, hydrocarbures halogénés, éléments radioactifs) • Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), (sont une sous-famille des hydrpcarbires aromatiques 'est-à-dire des molécules constituées d’atomes de carbone et d’hydrogène mais dont la structure comprend au moins deux cycles aromatiques condensés). • Les Polychlorobiphényle (PCB), (Les polychlorobiphényles (PCB), aussi appelés biphényles polychlorés (BPC), ou encore parfois improprement dits « pyralènes » • Les dioxines (La dioxine a pour appellation chimique tétrachloro-2, 3, 7, 8 dibenzo-para-dioxine (TCDD)) • Les pesticides • Les métaux lourds • Les plastifiants, sont des additifs qui améliorent la plasticité ou la fluidité du matériau auquel ils sont ajoutés. • Les surfactants non ioniques (détergents) • Les dérivés halogénés • Les médicaments ………. Polluants chimiques… 2. Principaux polluants environnementaux DANS UN ENVIRONNEMENT CHIMIQUE TRÈS DENSE, LE RISQUE TOXIQUE NUL N’EXISTE PAS (principe de Paracelse, (1493-1541)) II. POLLUANTS II. POLLUANTS 3.Monitoring des polluants: devenir des contaminants dans les compartiments biotiques et abiotiques de l’écosystème Définition du monitoring • Action de recherche et/ou de contrôle dont l’objet est de suivre dans le temps les changements éventuels des principales caractéristiques environnementales, biologiques et écologiques propres à une zone ou à un type d’habitat déterminés Finalité du monitoring des polluants • Étudier les concentrations et la répartition des polluants dans l’environnement • Évaluer les effets de ces polluants, aux concentrations détectées, sur les populations et les écosystèmes exposés • Fixer le niveau maximum de rejet au site des sources d’émission des polluants pour s’assurer que les normes de qualité de l’environnement définies ne soient pas dépassées II. POLLUANTS 3.Monitoring des polluants Approche chimique • Détection des polluants et quantifications dans les milieux physiques et biologiques • Détection et quantifications des polluants : utilisation de techniques analytiques donnant des informations sur la nature des molécules et leurs concentrations Approche biologique • Évaluation des effets des pollutions sur les organismes vivants • Actuellement deux approches complémentaires, basées sur l’étude des organismes vivants : bioindicateurs et indicateurs biologiques biomarqueurs les individus, les uploads/Geographie/ ecotoxocologie-cours.pdf