Evaluation écotoxicologique de l'impact des effluents de stations d'épuration sur les cours d'eau : intérêt d'une approche intégrée

Ecotoxicological evaluation of wastewater treatment plant effluent in rivers : interest of an integrated approach

• Auteur / Autrice : Anne Kosmala
• Direction : Paule Vasseur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie de l'environnement
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écotoxicologie

Micropolluants

Poissons -- Effets de la pollution de l'eau

Eaux usées -- Stations de traitement

Résumé

Les effluents de station d'épuration (STEP) se déversent continuellement dans les cours d'eau à l'aval des agglomérations. Si les effets des effluents dus aux matières organique et minérale sont relativement bien connus, on s'interroge encore sur l'impact des micropolluants. Pour caractériser l'impact d'un effluent de STEP, nous avons choisi une approche intégrée, combinant des analyses chimiques et des mesures biologiques sur les invertébrés et les poissons telles que des études de structure des communautés où l'utilisation de marqueurs morphologiques, physiologiques ou biochimiques. Les études in situ utilisées conjointement avec les mesures en conditions contrôlées nous ont permis de proposer un lien de cause à effet entre les potentialités toxiques d'un effluent et les perturbations observées sur l'écosystème. Un profil analytique et toxicologique de l'impact des effluents de STEP s'est dégagé de notre étude sur trois cours d'eau. Par les mesures in situ, nous avons mis en évidence l'impact de perturbations annexes et notamment de la pollution apportée par les déversoirs d'orage places sur le réseau d'assainissement et rejetant en amont de la STEP. Ce premier travail a confirmé l'importance des variations de l'impact des effluents de STEP et nous a conduit à prendre en compte le facteur temps sur un seul site d'étude. Grâce à l'utilisation de nombreuses méthodes, nous avons pu préciser l'impact d'un effluent. Des perturbations au niveau de la communauté d'invertébrés benthiques ont été mises en évidence et des relations ont pu être établies entre la présence de quelques contaminants et les effets constates. De plus, nous avons observé que l'impact le plus important, mesure en été, ne s'explique pas uniquement par une concentration plus élevée de l'effluent dans la rivière. Nous avons classé nos méthodes selon leur pouvoir de discrimination de l'effet mais aussi selon leur pertinence écologique, leur capacité à identifier les agents polluants et leur simplicité d'utilisation. De plus, grâce à notre classement des méthodes, nous proposons une démarche intégrée opérationnelle d'évaluation de l'impact d'un effluent de STEP qui combine la mesure d'un indice biologique global, le test de toxicité chronique sur cériodaphnie et la mesure de la concentration en ammonium.

Wastewater treatment plant (WWTP) effluents are continuously discharged in rivers downstream from towns. They bring organic matter, nutrients and micropollutants. If the effects of effluents due to organic and mineral matter are well known, doubts remain as to the impact of micropollutants. In order to characterise the impact of a WWTP effluent, we chose an integrated approach combining both chemical analyses on organic matter, nutrients and micropollutants and biological measurements on invertebrates and fish such as community structure studies to use or morphological, physiological or biochemical matters? We used both fields assessments and controlled conditions experiments, which allowed us to propose a cause-effect relationship between observed ecosystem disturbances and potential effluent toxicity. We identified and analytical and toxicological profile of WWTP effluent from our study on three rivers. Through field studies, we revealed side effects such as pollution brought by stormwater overflow upstream from the WWTP discharge. This first part of our work confirmed the importance of WWTP effluents impact variations and led us to take into account the time factor on the site study. Thanks to various methods, we specified the impact of a WWTP effluent. We evidenced disturbances on invertebrates and we managed to link contaminants presence with observed effects. Moreover, we noticed that the most important impact, measured in summer, is not only due to the instream waste concentration. We classified our methods according to their effect discrimination ability, their ecological relevance, their capacity to identify causative agents but also following their simplicity use. Our integrated process using Chapman Triad's approach allowed for a better impact interpretation. Finally, thanks to our methods classification, we propose an operational integrated process to evaluate the impact of a WWTP effluent through a biological index, a chronic toxicity test and ammonium concentration measure.