Cartographie des empreintes chimiques dans les cours d’eau européens

De nombreux pesticides, produits chimiques industriels et produits pharmaceutiques, ainsi que leurs produits de dégradation, finissent dans les ruisseaux et les rivières après utilisation.

Une équipe de chimistes de l’environnement de l’UFZ a donc examiné de plus près 610 produits chimiques dont les modes d’occurrence ou les effets problématiques sont connus et analysé si et à quelles concentrations ils sont présents dans les cours d’eau européens, depuis les grands fleuves comme l’Elbe, le Danube et le Rhin jusqu’aux de l’Èbre et du Tage sur la péninsule ibérique jusqu’aux cours d’eau plus petits des régions agricoles d’Allemagne.

Après avoir analysé 445 échantillons provenant de 22 rivières, les chercheurs ont détecté 504 des 610 produits chimiques. Ils ont trouvé 229 pesticides et biocides et 175 produits chimiques pharmaceutiques, ainsi que des tensioactifs, des additifs pour plastiques et caoutchoucs, des substances per- et polyfluoroalkyles (PFAS) et des inhibiteurs de corrosion.

Ils ont détecté jusqu’à 50 substances chimiques dans 40 % des échantillons et 51 à 100 substances chimiques dans 41 % supplémentaires. Dans quatre échantillons, ils ont même pu détecter plus de 200 micropolluants organiques. Ils ont détecté le plus grand nombre de substances – 241 produits chimiques – dans un échantillon d’eau prélevé dans le Danube.

Dans les échantillons, les chimistes environnementaux ont le plus souvent trouvé de la N-acétyl-4-aminoantpyrine, qui est un produit de dégradation du métamizole analgésique. On sait peu de choses sur les effets de cette substance sur les écosystèmes d’eau douce.

« Pour beaucoup de ces métabolites, on ne sait pas exactement dans quelle mesure ils sont nocifs pour l’environnement. Nous manquons encore des connaissances nécessaires », déclare Saskia Finckh, chimiste environnementale à l’UFZ, co-auteur principal de l’étude. Cependant, les effets négatifs d’autres substances détectées dans les eaux ont déjà été étudiés.

L’une des substances les plus courantes est la carbamazépine, un anticonvulsivant, qui n’est pas facilement biodégradable dans les plans d’eau. Cela altère également la capacité de reproduction des invertébrés et retarde le développement des poissons. La carbamazépine figure donc déjà sur la liste de surveillance de l’Agence fédérale de l’environnement (UBA) et fait partie des 23 autres substances prioritaires proposées à ajouter à la directive-cadre sur l’eau de l’UE.

L’effet de certaines autres substances également fréquemment détectées dans les échantillons est également connu. Par exemple, les chercheurs de l’UFZ ont fréquemment découvert les insecticides diazinon et fipronil, tous deux extrêmement nocifs pour les invertébrés aquatiques. Au total, les seuils de risque chronique pour les invertébrés ont été dépassés pour plus de 70 produits chimiques détectés dans les eaux. Cela signifie qu’une exposition prolongée ou répétée peut entraîner, entre autres, des troubles du développement.

De nombreux micropolluants organiques constituent en eux-mêmes un problème pour les masses d’eau. Cependant, il y a un autre problème dont il faut s’inquiéter. « La gamme de produits chimiques rejetés dans les plans d’eau constitue un gros problème. Nous en savons encore beaucoup trop peu sur les effets additifs de ces substances lorsqu’elles se mélangent les unes aux autres », explique le Dr Eric Carmona, chimiste environnemental de l’UFZ et co-responsable du projet. auteur.

Afin de pouvoir évaluer l’impact de ces effets de mélange sur les organismes vivant dans les cours d’eau, les chercheurs ont appliqué le concept d’empreinte chimique, qui quantifie le potentiel des mélanges chimiques à affecter la qualité de l’eau, plus précisément, quelle est la chance de survie dans les organismes aquatiques tels que les poissons, les crustacés et les algues se trouvent sur un site particulier. L’empreinte chimique est calculée en reliant la concentration d’un produit chimique sur un site à l’effet attendu.

Les valeurs des produits chimiques détectés sont ensuite additionnées. Pour chacun de ces groupes d’organismes, il existe une valeur limite scientifique. Les dépassements de cette valeur peuvent favoriser la disparition d’espèces vulnérables de l’écosystème. Les valeurs limites scientifiques ont été dépassées dans 74 % des échantillons testés. Le risque est particulièrement élevé pour les crustacés ; dans 15 % des sites étudiés, elle est même aiguë, ce qui signifie que les animaux ont peu de chances de survie sur ces sites.

Les chercheurs de l’UFZ concluent que malgré de nombreuses mesures d’amélioration, il reste encore trop de produits chimiques dans les eaux européennes. Sur de nombreux sites, les valeurs limites sont dépassées.

« Nos données montrent également que ce ne sont pas seulement des substances individuelles, mais plutôt un grand nombre de substances qui contribuent à ce problème », explique Finckh. Il est donc nécessaire d’inclure encore plus de produits chimiques dans la surveillance chimique de l’eau pour la mise en œuvre de la directive-cadre sur l’eau de l’UE, car ceux-ci n’ont pas encore été évalués dans un contexte environnemental. Davantage de données de mesure sont également nécessaires.

« On ne sait souvent pas exactement quels effets les produits chimiques ont sur les organismes présents dans l’eau ni à quelles concentrations », explique Carmona. Dans ces cas, des valeurs basées sur un modèle ont été utilisées ; cependant, celles-ci conduisent à une plus grande incertitude que les valeurs d’effet mesurées. « Nous devrions avant tout nous concentrer davantage sur leurs mélanges lors de l’évaluation des produits chimiques », déclare Finckh.

Les conclusions sont publié dans la revue Environnement International.