Définition des tests d'écotoxicologie

La norme ISO 6341 décrit une méthode normalisée permettant d’évaluer la toxicité aiguë d’une eau, d’un effluent ou d’un échantillon aqueux vis-à-vis de Daphnia magna. Ce microcrustacé d’eau douce, particulièrement sensible à de nombreux contaminants, constitue un organisme de référence pour l’évaluation de la toxicité des milieux aquatiques.

L’essai consiste à exposer de jeunes daphnies à différentes concentrations ou dilutions de l’échantillons à tester, dans des conditions expérimentales contrôlées. L’effet observé est l’immobilisation des organismes, évaluée après une durée d’exposition définie par la méthode.

Les données obtenues permettent notamment de déterminer la CE₅₀ , correspondant à la concentration ou à la dilution provoquant l’immobilisation de 50%des organismes exposés.

Cette méthode fournit ainsi une information biologique complémentaire aux analyses physico-chimiques et peut être utilisée pour la caractérisation de la toxicité des eaux et des effluents, le contrôle des rejets et la surveillance de la qualité des milieux aquatiques.

La norme ISO 8692 décrit une méthode normalisée permettant d’évaluer l’effet inhibiteur d’un échantillon sur la croissance d’algues vertes unicellulaires d’eau douce.

L’essai consiste à exposer une culture algale à différentes concentrations ou dilutions de l’échantillon, puis à suivre son développement en comparaison avec un témoin non exposé. L’évolution de la croissance permet de déterminer l’intensité de l’effet inhibiteur induit par l’échantillon.

Les résultats peuvent notamment être exprimés sous la forme d’un pourcentage d’inhibition de la croissance et permettre la détermination de paramètres d’effet adaptés à l’évaluation réalisée.

Cet essai permet ainsi d’évaluer la réponse d’un producteur primaire aquatique à un échantillon environnemental et constitue un outil complémentaire pour la caractérisation de la toxicité des eaux, des effluents et d’autres matrices aqueuses.

La norme ISO 15088 décrit une méthode permettant d’évaluer la toxicité aiguë des eaux résiduaires vis-à-vis des œufs de poisson-zèbre (Danio rerio). Cette approche permet notamment de caractériser les effets d’un effluent sur les premiers stades du développement d’un organisme vertébré aquatique.

L’essai consiste à exposer des œufs de Danio rerio à différentes concentrations ou dilutions de l’échantillon à analyser pendant une durée définie par la méthode. Les embryons sont maintenus dans des conditions expérimentales contrôlées et régulièrement observés afin de détecter l’apparition éventuelle d’effets sur leur viabilité et leur développement.

Les observations permettent de caractériser les effets toxiques induits par l’échantillon et de déterminer le niveau de dilution associé à un effet défini, selon les critères d’évaluation de la méthode.

L’utilisation d’œufs de poisson-zèbre permet ainsi d’apporter une information biologique complémentaire aux analyses physico-chimiques, tout en évaluant la réponse d’un organisme vertébré aquatique aux mélanges de contaminants présents dans un effluent.

Cette approche s’intègre dans une stratégie globale d’évaluation de la toxicité des eaux et des effluents, en complément des essais réalisés sur Daphnia magna, les algues ou les bactéries bioluminescentes.

Le test Microtox® repose sur l’utilisation d’une bactérie bioluminescente, Aliivibrio fischeri, dont l’émission de lumière peut être rapidement affectée par l’exposition à des substances toxiques.

L’échantillon à analyser est mis en contact avec les bactéries dans des conditions contrôlées. Lorsque des substances présentes dans l’échantillon exercent un effet toxique, une diminution de la bioluminescence est observée. La mesure de cette inhibition permet ainsi de caractériser la réponse biologique globale de l’échantillon.

Selon le protocole utilisé, le test peut être appliqué à différents types d’échantillons aqueux, notamment des eaux résiduaires, eaux de surface, eaux souterraines, lixiviats ou extraits aqueux.

Rapide et sensible, le test Microtox® constitue un outil complémentaire aux essais réalisés sur les algues et les daphnies pour caractériser le potentiel toxique d’un échantillon vis-à-vis de différents niveaux biologiques.

L’évaluation de l’activité œstrogénique permet de rechercher dans les eaux et les eaux résiduaires la présence de substances capables d’interagir avec le récepteur des œstrogènes humains. Cette approche biologique permet ainsi d’évaluer l’effet global d’un mélange de contaminants, au-delà de la simple recherche individuelle de molécules.

Une méthode basée sur un bioessai spécifique

La méthode repose sur l’utilisation d’un système biologique avec gène rapporteur, capable de détecter l’activation du récepteur des œstrogènes alpha (ERα). L’échantillon d’eau est mis en contact avec le système d’essai dans des conditions contrôlées.
Lorsque des substances présentant une activité œstrogénique sont présentes, elles peuvent se fixer au récepteur des œstrogènes et déclencher une réponse biologique. Cette activation entraîne alors la production d’un signal mesurable, directement corrélé à l’activité œstrogénique de l’échantillon.

Une mesure de l’effet global d’un mélange

L’un des principaux intérêts de cette approche est de mesurer l’activité biologique globale d’un échantillon. Le test prend ainsi en compte la présence simultanée de plusieurs composés et leurs effets combinés sur le récepteur.
Les résultats sont généralement exprimés en équivalents 17β-œstradiol (EEQ), permettant de comparer l’activité œstrogénique mesurée à celle d’une substance de référence.

Différents systèmes biologiques selon la méthode

La série ISO 19040 propose plusieurs approches pour déterminer le potentiel œstrogénique des eaux. Les méthodes peuvent notamment utiliser des levures génétiquement modifiées, telles que Saccharomyces cerevisiae ou Arxula adeninivorans, ou encore des cellules humaines porteuses d’un système de gène rapporteur.
Ces différentes méthodes permettent d’adapter l’analyse aux caractéristiques des échantillons et aux performances recherchées. Elles peuvent être appliquées à différents types d’eaux, notamment les eaux douces, eaux résiduaires, eaux potables, lixiviats et extraits aqueux.

Un outil essentiel pour la surveillance des perturbateurs endocriniens

L’analyse de l’activité œstrogénique constitue un complément aux analyses chimiques classiques. Elle permet de détecter une réponse biologique liée à la présence de composés œstrogéniques, y compris lorsque l’ensemble des substances responsables de cette activité n’a pas été identifié individuellement.
Cette approche s’inscrit ainsi dans une démarche de surveillance des perturbateurs endocriniens, de contrôle de la qualité des eaux et d’évaluation des impacts potentiels des rejets sur les écosystèmes