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Utilisation des modèles multimédias pour l’évaluation du comportement de substances organiques dans l’environnement
Auteur :
Le Gall
Anne Christine ;
Farret
Régis ;
Landrieu
Guy
Collectivite Auteur :
France. Ministère de l'Ecologie et du Développement Durable
Date de publication : 08/03/2004
Type : Rapport
Thème : Chimie de l’environnement
Couverture :
France
URL Article :
http://www.ineris.fr/centredoc/45939.pdfURL Source :
http://www.ineris.fr 
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(914,40 kB) utilisation_modeles_mustimedias_evaluation_comportement_substances_organiques_environnement.pdfRésumé/Sommaire :
Plusieurs réglementations internationales récemment adoptées - protocole d’Århus (1998), Convention de Stockholm (2001), proposition de Règlement Européen (2003) - ont pour objet de prévenir les risques résultant du rejet dans l’environnement de certaines substances, les « polluants organiques persistants » ou « POP ». Parmi elles, on peut citer les PCB (polychlorobiphényles), les dioxines, certains pesticides organochlorés (l’hexachlorobenzène, le chlordane, le mirex …).
Dans ces réglementations, les polluants organiques persistants sont définis par quatre propriétés :
- la toxicité, aiguë ou chronique, pour l’homme ou pour l’environnement ;
- la bioaccumulation, c’est à dire l’accumulation du polluant dans les tissus des organismes vivants soit par exposition directe au milieu pollué, soit par ingestion d’une nourriture contaminée ;
- la persistance, c’est à dire la longévité de la molécule rejetée dans l’environnement due à sa résistance aux processus de dégradation physico-chimiques ou biologiques;
- le potentiel de transport à longue distance, c’est à dire la capacité de ces substances à être transportées loin de leurs sources d’émission via l’air ou l’eau.
La Convention de Stockholm ne porte que sur douze substances, le protocole d’Århus sur seize. Mais le champ de ces législations doit être élargi. Parmi plus de cent mille substances organiques qui sont distribuées sur le marché mondial et qui font partie de notre quotidien - pesticides, plastifiants, produits pharmaceutiques, additifs, etc. - un grand nombre de substances sont susceptibles d’avoir les propriétés des POP. Elles sont potentiellement dangereuses pour l’homme et pour l’environnement et il est nécessaire d’identifier rapidement les molécules les plus problématiques.
Si les propriétés de toxicité et de bioaccumulation d’une substance organique peuvent être évaluées par l’expérimentation préalablement à sa mise sur le marché, les propriétés de persistance dans l’environnement et de transport à longue distance ne peuvent être évaluées qu’indirectement, par une représentation – un modèle - du comportement de la substance dans l’environnement. On appelle modèles multimédias des modèles qui simulent les transferts de substances organiques entre les différents compartiments de l’environnement (air, sol, eau …). Pour un niveau donné de rejet dans l’environnement, ils permettent de calculer les concentrations dans chacun des compartiments ainsi que la persistance et le potentiel de transport.
De nombreux modèles multimédias existent, dont plusieurs sont téléchargeables sur
Internet. On décrira dans ce rapport des modèles dits « génériques » : la description de l’environnement est réduite à un petit nombre de compartiments homogènes (au minimum le sol, l’air et l’eau) ; ni la distribution des concentrations des substances au sein de chaque compartiment de l’environnement, ni leur évolution dans le temps ne sont prises en compte. On présentera plus particulièrement trois exemples de modèles multimédias de complexité croissante (EQC, ChemRange, SimpleBox), ce choix n’impliquant pas de jugement de valeur sur les modèles présentés ni sur ceux qui ne le sont pas.
A partir d’hypothèses simplificatrices et d’un petit jeu de données de base, les modèles multimédias permettent d’évaluer la persistance et le potentiel de transport d’un grand nombre de substances. On peut classer les substances par ordre croissant de persistance et de potentiel de transport. On peut aussi comparer les propriétés d’une substance à celles de substances identifiées comme POP par la Convention de Stockholm et ainsi distinguer les substances dont le comportement est considéré comme préoccupant de celles qui ne le sont pas. Des travaux méthodologiques sont en cours au sein de groupes d’experts, notamment dans le cadre de l’OCDE, pour établir de telles classifications.
On observera que les classements de substances dangereuses ainsi établis sont susceptibles de dépendre du modèle utilisé et des valeurs attribuées aux principaux paramètres du modèle. Ces variations reflètent plusieurs types d’incertitudes : simplifications inhérentes à toute modélisation ; méconnaissance de certains processus qui interviennent dans le transport des substances organiques (tels que les dépôts lors des épisodes pluvieux) ; incertitudes dues à la variabilité naturelle de l’environnement ; incertitudes de la mesure des propriétés physico-chimiques des substances. Le classement relatif des substances doit s’apprécier en tenant compte de l’ampleur de ces incertitudes.
Les modèles multimédias, qui permettent un premier tri des substances en fonction de leur persistance et leur potentiel de transport, pourraient être les outils d’une étape préliminaire de la gestion des risques posés par les substances organiques. L’analyse de risque plus complète d’une substance devra prendre en compte d’autres paramètres tels que les quantités émises, les critères d’effet (toxicité et bioaccumulation), la dispersion dans un espace géographique réel et l’évolution dans le temps de chacun des paramètres.
Une telle analyse de risque devra faire appel à des modèles plus complexes. Il y a donc complémentarité entre les modèles multimédias génériques et les modèles plus complexes, tels que EUSES, Caltox ou ceux proposés par EMEP, qui permettent de réaliser des évaluations approfondies du risque que représentent les substances organiques.
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