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Analyse du risque environnemental et
volet santé de l’étude d’impact
Contribution du laboratoire
d’analyses et de contrôle...
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De l’analyse environnementale à la prise en compte du
volet santé de l’étude d’impact
Le contexte
1976 - 1996
Etude d’im...
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Intervention du laboratoire :
Mesures analyses contrôles, outil fondamental
Caractérisation des risques (ERE et ERS)
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Risque : probabilité d’un danger variant de 0 à 1
0 : certitude qu’aucun danger ne va apparaître
1 : certitude d’apparit...
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Fonction des atteintes des compartiments
environnementaux (sol, air, eau, matière vivante)
- Prise en compte du phénomèn...
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Evaluation du risque environnemental et
Cycle de vie du produit chimique dans l’environnement
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chimiques
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Evaluation du risque environnemental
Fonction des propriétés de la substance
propriété de répartition (volatilité, hydro...
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Evaluation du risque environnemental
Fonction des effets environnementaux
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Evaluation du risque environnemental
Quelles méthodes d’évaluation, quels outils ?
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Evaluation du risque environnemental
Quels critères de sélection des tests écotoxicologiques ?
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Applications
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Evaluation du risque environnemental par une recherche
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Evaluation du risque environnemental :
Analyse écotoxicologique, cahier des charges INERIS,
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Contribution du laboratoire
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le laboratoire procède à l’identification systématiqu...
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Exigences pour le laboratoire prestataire,
Cahier des charges INERIS, circulaire MATE du 4 février 2002
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Apports Techniques Analytiques à l’évaluation du risque
environnemental et volet santé
Propriétés environnementales du ...
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Apports Techniques Analytiques à l’évaluation du risque
environnemental et volet santé
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Spéciation - Nouvel outil analytique - Identification
spécifique des substances significatives en terme de risque
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De l’évaluation du risque environnemental à
l’évalulation sanitaire
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L’eau
LES 3 VOIES DE
CONTAMINATION
Le contact L’inhalation
Les 3 vecteurs de la contamination
L’ingestion
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Evaluation du risque sanitaire
Identification du danger
Danger : effet indésirable (effet toxique)
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Evaluation du risque sanitaire
Relation dose réponse : grandeur analysée mesurée / VTR
VTR : Valeur Toxicologique de ré...
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Evaluation du risque sanitaire
Estimation de l’exposition des populations
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Application des Analyses à la détermination des doses
d’exposition dans l’air autour d’une installation
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Caractérisation du risque sanitaire
Interprétation des doses d’exposition mesurées
Caractérisation du risque
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ERU : excès de risque unitaire
ERU = 6 x 10-6 / ug / m3
exposition 1 million de personnes pendant une vie entière 24h s...
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Types
analyses
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effluent
Bio-essai
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Bio-essai
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Quelles méthodes, quelles analyses pour obtenir les
différents niveaux d’information caractéristique du risque ?
Types
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Conclusion
Apport et nouveau rôle du laboratoire par une approche intégrée des pollutions
dans l’évaluation
du risque e...
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Conclusion (suite)
Le lien entre l’environnement et la santé est devenue aujourd’hui une
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Méthodologie et grandeur de l'analyse du risque environnemental et santé. Exposé réalisé en 2002.

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Quantification de l'évaluation du risque sanitaire / estimation de l'exposition. Méthode d'évaluation suivant les effets à seuil (déterministe) ou les effets sans seuil (stochastique). (CAA, ERU, VTR). Relation dose réponse : grandeur analysée mesurée / VTR

Publié dans : Sciences
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Méthodologie et grandeur de l'analyse du risque environnemental et santé. Exposé réalisé en 2002.

  1. 1. Analyse du risque environnemental et volet santé de l’étude d’impact Contribution du laboratoire d’analyses et de contrôles POLLUTEC - 29 NOVEMBRE 2002 M. Yvon GERVAISE Tel : 02 35 07 91 80 yvon_gervaise@sgs.com
  2. 2. 2 De l’analyse environnementale à la prise en compte du volet santé de l’étude d’impact Le contexte 1976 - 1996 Etude d’impact instituée par la loi du 10 juillet 1976 Voient leur contenu renforcé en matière d’analyse, analyse des risques pour la santé l’article19 de la loi 96 - 1236 du 30 décembre 1996, loi sur l’air introduisant les notions étude des effets sur la santé mesures envisagées pour supprimer, réduire les conséquences dommageables pour l’environnement et la santé 2000 Publication du Guide pour l’analyse du volet sanitaire des Etudes d’impact 2002 Risques santé et environnement font l’objet de fortes attentions Nécessité de l’évaluation de l’inter-relation environnement / santé évaluation des risques environnementaux et sanitaires ERE / ERS
  3. 3. 3 Intervention du laboratoire : Mesures analyses contrôles, outil fondamental Caractérisation des risques (ERE et ERS) SOURCE inventaire des produits quantification des flux analyse et quantification des polluants VECTEURS analyse dans les différents compartiments environnement eau air sol matière vivante CIBLES Effet sur environnement Effet sur santé Propriété toxicologique Propriété écotoxicologique Propriété répartition transfert bioaccumulation dégradation ERS (Evaluation des Risques Sanitaires) ERE (Evaluation des Risques Environnementaux) Caractérisation des risques sanitaires et environnementaux Analyses des expositions Analyses écotoxicologiques
  4. 4. 4 Risque : probabilité d’un danger variant de 0 à 1 0 : certitude qu’aucun danger ne va apparaître 1 : certitude d’apparition du danger Danger : effet indésirable, non innocuité sur l’homme et l’environnement Effet sanitaire (maladie, mort) Incapacité Changement de fonction ou valeur biologique CMR : Cancérogène Mutagène Trouble de la reproduction (perturbateur endocrinien) Notion risque / danger
  5. 5. 5 Fonction des atteintes des compartiments environnementaux (sol, air, eau, matière vivante) - Prise en compte du phénomène de transfert - Perturbation de l’écosystème (faune / flore) - Phénomène de bioaccumulation, de rémanence Nature du risque 2) Risque pour la santé humaine : Fonction de toxicité de la substance Fonction de l’exposition 1) Risque pour l’environnement :
  6. 6. 6 Evaluation du risque environnemental et Cycle de vie du produit chimique dans l’environnement produits chimiques émission eau air sol Propriétés environnementales volatibilté solubilité coefficient absorption eau air sol sédiments transformation dégradation bioaccumulation matière vivante répartition dans les différents compartiments de l’environnement
  7. 7. 7 Evaluation du risque environnemental Fonction des propriétés de la substance propriété de répartition (volatilité, hydrosolubilité…) propriété de transfert (suivant valeurs de Kow, Koc ) propriété de dégradation (hydrolyse, photolyse, biodégradation) + persistance Bioaccumulation : BCF > 5 000 + toxicité CE 50, NOEC, PNEC Analyse des concentrations de la substance dans les différents compartiments environnementaux - approche substance par substance - détermination des POP, PBT, 33 substances prioritaires… - techniques analytiques utilisées (absorption A. Atomique, GC/MS, HPLC/MS, GC/ECD, ICP... Milieu Demi-vie Eau > 180 jours sol > 180-360 jours sédiments > 360-720 jours
  8. 8. 8 Evaluation du risque environnemental Fonction des effets environnementaux nécessité de mesurer l’impact des polluants sur les organismes vivants (perturbation de l’écosystème) sources de pollution diffuses et multiples interfèrent les unes avec les autres de simples mesures chimiques se sont avérées insuffisantes - nécessité de mise en œuvre d’autres méthodes fondées sur les variables biologiques - approche écotoxicologique prise en compte d’interactions potentielles de plusieurs polluants présents simultanément et mesures des perturbations sur ces organismes Batterie de bioessais - évaluation de la toxicité aiguë - évaluation de la toxicité chronique sur des organismes représentatifs de l’écosystème
  9. 9. 9 Evaluation du risque environnemental Quelles méthodes d’évaluation, quels outils ? a) essais écotoxicologiques en laboratoire b) bio capteur (organisme vivant dans le milieu) c) indicateur écologique (mesures sur site : IBGN: Indice Biologique Global Normalisé (NFT 90.350) IBD : Indice Biologique Diatomées (NFT 90.354) IP : Indice poisson, IBMR : Indice Biologique Macrophyte en Rivière... d) indicateurs biochimiques Ex. 1 : Vitellogénine détection œstrogènes like (perturbateurs endocriniens) Ex. 2 : EROD - Ethylase : Biomarqueur d’atteintes dues aux HAP, PCB métaux
  10. 10. 10 Evaluation du risque environnemental Quels critères de sélection des tests écotoxicologiques ? Et quels tests ? Sélections d’espèces représentatives : - des différents écosystèmes étudiés - des différents niveaux trophiques vers de terre létalité : ISO 11 268-1 test daphnie (inhibition de la mobilité) : NFT ISO 6341- OCDE 202 test poisson Zèbre (danio rerio) (létalité) : NF EM ISO 346 algues vertes unicellaires (inhibition de la croissance) : NFT 90-375 inhibition croissance des végétaux : NFX 31-203 bactérie (microtox inhibition phosphorescence) : NF 90-320 cériodaphnies : NFT 90-320, 90-376 Paramètres mesurés : CE 50 - 72 h, NOEC, LOEC Exemple de paramètres mesurés : CE 20 - 72 h, CE 50 - 72 h, NOECE 7 j, LOECE 7 j, CSEO, CL50 14 j
  11. 11. 11 Applications Evaluation du risque environnemental Évaluation de déchets (classification des déchets dangereux, non dangereux, épandage agricole) Evaluation d’effluents Application de la circulaire MATE du 4 février 2002 Application Directive Eau 2000 / 60 / CE (bon état de l’écosystème) Application à l’évaluation des sols pollués
  12. 12. 12 Méthodologie pour évaluation de l’écotoxicité sur déchets, sols pollués (classement dangereux / non dangereux) bioessais pour permettre d’évaluer l’écotoxicité vis-à-vis des organismes aquatiques vis-à-vis des organismes terrestres écotoxicité aquatique sur le lixiviat inhibition de la mobilité daphnia magna émission lumineuse vibrio fisherie croissance algues vertes unicellulaires reproduction des microcrustacés écotoxicité terrestre inhibition de l’émergence de la croissance des 1ers stades végétaux (laitue ISO 11 269-2) essai de létalité vis-à-vis des vers de terre composition chimique du déchet composition chimique du lixiviat résultats bioessais réalisés sur ce déchet et son lixiviat Evaluation du risque environnemental
  13. 13. 13 Evaluation du risque environnemental par une recherche de substances dangereuses Cas de l’application de la circulaire MATE du 4 février 2002 cahier des charges techniques des opérations de prélèvement et d’analyses des rejets de substances dangereuses Analyses chimiques prévoit la recherche de 87 substances classées dangereuses pour l’environnement aquatique incluant les 33 substances prioritaires définies n°2455 / 2001 / CE et reprise dans la directive eau 2000 / 60 / CE orientation bon état de l’écosystème aquatique Liste de la famille des polluants recherchés et analysés : organétains - HAP - PCB - Benzène et dérivés (BTEX, chlore, nitro) COHV - chlorophénols - alkyphénols - aniline - diphényl ether bromés pesticides autres substances : chloroalcanes C10 - C13 - bi (2 éthylexyl) phtalate - byphenyl - acide chloroacétique - épichlorhydrine - tributylphosphate
  14. 14. 14 Evaluation du risque environnemental : Analyse écotoxicologique, cahier des charges INERIS, circulaire MATE du 4 février 2002 test algues 72 h : NFT 90 - 375 / toxicité chronique par inhibition de la croissance de l’algue test daphnies 24 h : NFT Iso 6341 / toxicité aiguë, détermination inhibition mobilité test cériodaphnie 7 j : toxicité chronique
  15. 15. 15 Contribution du laboratoire Analyses chimiques des micropolluants le laboratoire procède à l’identification systématique des 87 substances par méthodes disponibles et validées, et normalisées si elles existent ex. : organostanneux, projet ISO 1753, voir NFT 90 - 250 sédiments Identification des autres substances présentes dans les effluents, par dosage en GC / MS (sur extrait organique) Tests écotoxicologiques algues, daphnies, cériodaphnies
  16. 16. 16 Exigences pour le laboratoire prestataire, Cahier des charges INERIS, circulaire MATE du 4 février 2002 laboratoire agrée bénéficiant au minimum des agréments 2, 3, 4 et 13 du Ministère de l’Environnement et du Développement Durable laboratoire accrédité COFRAC 100-1, 100-2 critère de validation des méthodes et résultats des analyses chimiques précision des L.Q. (Limite de Quantification) précision de la détermination incertitude (exigence 17025) précision critère de validation (étalonnage interne, taux de récupération) réalisation des tests écotoxicologiques et rendu des résultats critère de validité des mesures précisé pour chacun des tests ex. : pour test algues 0,24 mg / l < CE 50 72h K2C207 < 0,6 mg / l restitution résultats avec fiche de données brutes
  17. 17. 17 Apports Techniques Analytiques à l’évaluation du risque environnemental et volet santé Propriétés environnementales du Mercure, valeur toxicologique de référence les sels de mercure peuvent être réduits en mercure élémentaire les vapeurs de mercure peuvent être oxydées en sels de mercure le Mercure inorganique peut être converti dans l’environnement en mercure organique (ex. : methyl mercure) par methylation biologique Methyl mercure ++ toxique ++ bioaccumulable + Koc élévée coefficient partage. Transformation importante du mercure en methyl mercure dans les poissons (Minamata) dans les sédiments, condition anaérobie Cas du Mercure
  18. 18. 18 Apports Techniques Analytiques à l’évaluation du risque environnemental et volet santé Les 4 valeurs toxicologiques de référence Mercure inorganique Mercure organique (Methyl mercure) BCF Toxicité jaune PNEC* PNEC sédiment PNEC RIVM 1997 TDI sloaf et Al 1 800 - 5 000 poissons > 5 000 poissons jusque 30 000 0,003 ug/l 0,025 ug/l 31,2 mg/kg 1,2 mg/kg 0,47 ug/l 0,01 ug/l 4 ug/kg BW 0,08 ug/kg BW
  19. 19. 19 Spéciation - Nouvel outil analytique - Identification spécifique des substances significatives en terme de risque Définition spéciation = détermination des formes en espèces chimiques d’un élément métallique Intérêt analyse classique des inorganiques absorption atomique, ICP, fluorescence atomique teneur total de l’élément sous forme métallique (teneur métaux lourds, ex. : arsenic, Hg, Sn… sous forme métallique) la spéciation permet de quantifier les différentes formes organiques / inorganiques dont certaines sont beaucoup plus toxiques Technique analytique exemple du méthylmercure (CH3Hg) analyse par couplage : HPLC (chromatographie liquide / fluorescence atomique) Cas du Mercure
  20. 20. 20 émissions diffuses cultures habitants / santé De l’évaluation du risque environnemental à l’évalulation sanitaire SOURCE vecteur eau CIBLES transfert transfert transfert vecteur air vecteurs sols émission canalisée
  21. 21. 21 L’eau LES 3 VOIES DE CONTAMINATION Le contact L’inhalation Les 3 vecteurs de la contamination L’ingestion L’air Les aliments
  22. 22. 22 Evaluation du risque sanitaire Identification du danger Danger : effet indésirable (effet toxique) Exposition à une substance chimique CIBLE organisme Effet toxiqueSOURCE Identification analyse méthode analyse dédiée Identification : Nature du danger (liste des substances dangereuses en exposition chronique) classification molécules toxiques fondée sur niveau de preuves de leur effet Exemples : Cancérigène - Mutagène - Reprotoxique Liste de le classification US EPA, CIRC, CEE (substances 2002/32/CE 8 juin 2000), décret CMR 2001-97, liste INRS additifs - ND 2063 - 169 - 97, banque de données IRIS
  23. 23. 23 Evaluation du risque sanitaire Relation dose réponse : grandeur analysée mesurée / VTR VTR : Valeur Toxicologique de référence Dose occurrence effet toxique relation Effets toxiques à seuil (déterministes) gravité proportionnelle à la dose DJA (en mg / kg poids corporel / jour) = quantité de toxique rapportée au poids corporel qui peut être absorbée (dose journalière admissible) sans provoquer d’effet nuisible CAA (en mg / m3) = Concentration Admissible dans l’Air Effets toxiques sans seuil (stochastiques) la fréquence et non la gravité est proportionnelle à la dose ERU (en mg / kg / j)-1, spécifique voie d’exposition et d’un effet excès de risque unitaire exprimé en ( voie orale (mg / kg / j)-1 ; respiratoire (ug / m3)-1 ) : probabilité supplémentaire, par rapport à un sujet non exposé, qu’un individu contracte un cancer s’il est exposé toute sa vie, à 1 unité de dose du composé chimique
  24. 24. 24 Evaluation du risque sanitaire Estimation de l’exposition des populations Évaluation de l’exposition Personnes exposées Voie de pénétration des toxiques intensité fréquence durée analyse des concentrations dans les différents vecteurs d’exposition détermination des concentrations de molécules toxiques dans les aliments consommés Estimation de l’exposition DMJi = dose moyenne journalière administrée par le vecteur d’exposition i DMJ voie x = Σ DMJi (k : vecteur d’exposition) k i = 1 Ci x Qi x TE x DE PC x TPConcentration du toxique (mg/kg) Voie d’exposition Quantité du vecteur (kg/j, m3/j) Taux d’exposition Durée d’exposition Durée en année Poids corporel TP = DE pour effet à seuil
  25. 25. 25 Application des Analyses à la détermination des doses d’exposition dans l’air autour d’une installation Dans le média autour d’une installation, prélèvement et analyse suivant les techniques ad hoc Résultat de l’analyse concentration = C équation générale d’obtention de la DJE DJE = C x PC Q Dose journalière d’exposition en mg / kg poids corporel et par jour ( mg / kg - j ) Concentration mg / l mg / m3 air mg / kg Paramètre relatif à la substance C : la concentration moyenne de polluant toxique dans le média est déterminée par l’analyse Paramètre relatif à l’exposition Q : quantité de médium contaminée au contact pendant la période d’exposition litre d’eau par jour ingéré - quantité d’aliments - m3 d’air inhalé par jour
  26. 26. 26 Caractérisation du risque sanitaire Interprétation des doses d’exposition mesurées Caractérisation du risque 1) + effet toxique réputé à seuil QD voie x = DJA CAA DMJ CMAou Coefficient de danger QD voie x > 1 effet toxique peut se produire QD voie x < 1 signifie que la population exposée est théoriquement hors de danger 2) effet toxique sans seuil ERI = DMJ voie x x ERU voie x ou ERI = CMA x ERU voie x Excès de risques individuels (probabilité d’occurrence du cancer pour la vie entière du sujet exposé qui vient s ’ajouter au risque de base non lié à cette exposition) ERC voie x = ERI voie x x N ou CMA x ERI voie x Excès de risques collectifs ou « impact » représente une estimation du nombre de cancer en excès lié à l’exposition des n personnes qui devrait survenir au cour de leur vie prendre en compte les incertitudes, les extrapolations et la notion de risque acceptable (gestion du risque) pour l’interprétation de cette valeur
  27. 27. 27 ERU : excès de risque unitaire ERU = 6 x 10-6 / ug / m3 exposition 1 million de personnes pendant une vie entière 24h sur 24h (70 ans) à la concentration de 1 ug / m3 est susceptible d’induire un excès de décès par leucémie de 6 cas ERI (excès de risque individuel) = dose estimée x ERU pour une dose estimée : 1ug / m3 dans l’air ERI benzène = 1 ug / m3 x 6.10 -6 / 6 ug / m3 = 6.10-6 ERC (excès de risque collectif) = ERI x n (effectif population) pour un effectif de population de 1 million (106) ERC = 6.10-6 x 106 = 6 fixation valeur limite = risque acceptable / ERU VL = 2 ug / m3 = 10-5 / 6 x 10-6 / ug / m3 Exemple du benzène
  28. 28. 28 Types analyses Paramètres retenus Caractéristiques Bio-essai effluent Bio-essai sédiment Bio-essai substance Bio- capteur Indicateur écologique Analyses chimiques Indicateur biochimique Signification écologique Bio- accumulation Alarme précoce Biodiversité Essai daphnie (CE 50-24h), essai poisson (CL50-96h) Essai toxicité vis à vis vers de terre CL 50, inhibition crois- sance végétaux supérieur CI50 Différents bioessais Bio capteur: organisme vivant déclenchant alarme Indice biologique IBGN IBD (dénombrement espèce dans leur biotope) Biomarqueur réponse molécule moléculaire 2 3 Quelles méthodes, quelles analyses pour obtenir les différents niveaux d’information caractéristique du risque ? Graduation de 1 à 5 selon la qualité d’information apportée pour un critère donné, par type de méthode d’analyse et de mesure d’aprèsleMinistèredel’Environnement Substances CMR, micropolluants organiques, minéraux spéciation 1 3 5 3 0 0 0 0 0 0 3 3 2 2 1 4 0 5 1 0 0 0 0 5 0 0
  29. 29. 29 Quelles méthodes, quelles analyses pour obtenir les différents niveaux d’information caractéristique du risque ? Types analyses Paramètres retenus Caractéristiques Bio-essai effluent Bio-essai sédiment Bio-essai substance Bio- capteur Indicateur écologique Analyses chimiques Indicateur biochimique Espèces menacées Impact santé humaine Criblage de toxiques Evaluation de risque Essai daphnie (CE 50-24h), essai poisson (CL50-96h) Essai toxicité vis à vis vers de terre CL 50, inhibition crois- sance végétaux supérieur CI50 Bio capteur: organisme vivant déclenchant alarme Graduation de 1 à 5 selon la qualité d’information apportée pour un critère donné, par type de méthode d’analyse et de mesure d’aprèsleMinistèredel’Environnement Indice biologique IBGN, IBD (dénombrement espèce dans leur biotope) Biomarqueur réponse molécule moléculaire Substances CMR, micropolluants organiques, minéraux spéciation 1 1 1 0 5 0 0 2 3 1 2 2 4 4 4 0 4 2 0 3 2 0 0 5 0 0 4 5 Différents bioessais
  30. 30. 30 Conclusion Apport et nouveau rôle du laboratoire par une approche intégrée des pollutions dans l’évaluation du risque environnemental et sanitaire Par la maîtrise : prélèvement - préparation échantillon - réalisation mesure - traitement résultat (représentativité) (caractéristique matrice) (validation) (précision incertitude, interprétation) Par l’apport des techniques analytiques : spéciation, GC / MS, HPLC / MS / MS, batterie bioessais, métrologie environnementale Permet - meilleure connaissance de la concentration, transfert répartition des polluants - meilleure connaissance de l’exposition environnementale - meilleure connaissance de l’exposition des populations
  31. 31. 31 Conclusion (suite) Le lien entre l’environnement et la santé est devenue aujourd’hui une préoccupation majeure des autorités, des populations, des industriels. Son appréhension se situe dans un champ de grande complexité et d’incertitude. Mesurer pour savoir Le laboratoire d’analyses et de contrôles jouera un rôle de plus en plus important dans l’évaluation du risque environnemental et sanitaire POLLUTEC - 29 NOVEMBRE 2002 M. Yvon GERVAISE Tel : 02 35 07 91 80 yvon_gervaise@sgs.com

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