Fiche Résumé 16-MESU-02

La réglementation en matière de polluants impose, pour certains métaux spécifiques de l'état écologique (zinc, cuivre) et chimique (plomb, nickel), des normes de qualité environnementales en moyenne annuelle (NQE-MA) en concentration biodisponible plus représentative de la toxicité des métaux. Pour cela, la Directive Cadre sur l'Eau autorise le recours à des modèles permettant la détermination de la biodisponibilité de ces métaux et se basant sur certains paramètres physicochimiques de l'eau. Dans ce contexte, le modèle BLM (Biotic ligand model) a été appliqué sur les données des stations du bassin Seine-Normandie (SN) déclassées par certains métaux (cuivre, zinc, nickel).

Les objectifs du stage sont de produire un guide utilisateur de l'outil Bio-met à destination des chargés d'étude eaux superficielles de l'Agence, d'évaluer l'impact du modèle BLM sur l'évaluation de la qualité des cours d'eau vis-à-vis de ces métaux, d'émettre un avis critique sur l'outil BLM et enfin de proposer des solutions pour optimiser l'utilisation de cet outil par les chargés d'études.

L'outil BLM Biot-met a été appliqué sur les données des stations déclassées par ces métaux entre 2011 et 2013 (2012 et 2013 pour le nickel). Les moyennes annuelles de chaque paramètre et concentration en métal dissous ont été utilisées pour chaque station afin de déterminer grâce à l'outil Bio-met, la biodisponibilité moyenne annuelle de chaque métal. Des niveaux de confiance basés sur le nombre de mesures annuelles disponibles de chaque paramètre ont été introduits pour évaluer la fiabilité des résultats de l'outil.

L'application du modèle a un impact significatif sur l'évaluation de la conformité des métaux à leur NQE en concentration biodisponible pour les stations déclassées par ces métaux entre 2011 et 2013 (2012-2013 pour le nickel), en particulier en ce qui concerne le cuivre. En effet, la grande majorité des stations initialement déclassées par cet élément ne le sont plus après application du modèle BLM. Les résultats obtenus pour le nickel et le zinc sont plus mitigés. Pour environ 50% des stations initialement déclassées par le zinc, ce métal ne constitue plus un paramètre déclassant après BLM. Cependant, il faut noter que le dépassement de la gamme de validité du pH de l'outil a souvent été dépassé pour le zinc, et les résultats de l'outil n'ont pas été pris en compte dans ce cas. Cela explique en partie l'impact moins important du modèle pour ce métal. Cela montre la nécessité d'élargir les gammes de validité du pH ainsi que de celle du calcium. Celle-ci est en effet souvent dépassée sur le bassin Seine-Normandie, mais son dépassement s'avère moins problématique pour la fiabilité des résultats du modèle. Les résultats sont assez similaires pour le nickel mais l'impact du modèle BLM a été plus important pour 2012 que 2013. Des niveaux de confiance des résultats liés au nombre de mesures annuelles disponibles pour chaque paramètre et métal ont été proposés. En se basant sur les critères choisis, le niveau de confiance "Bon" est prédominant par rapport aux niveaux "moyen" et "faible" malgré une fiabilité moins bonne en 2013 par rapport à 2012 et 2011. L'outil BLM Bio-met constitue un moyen simple et fiable d'évaluer la biodisponibilité des trois métaux (cuivre, zinc, nickel). Les résultats sont assez simples à interpréter. L'élargissement de la gamme de validité du pH dans la nouvelle version de l'outil (v.3.04) constitue un point positif important destiné à réduire la fréquence de dépassement de ce paramètre, en particulier pour le zinc, qui a été constaté avec la version utilisée (v 2.3.).

L'application des modèle BLM par l'outil Bio-met est limitée à trois métaux, ce qui est assez peu. Il serait intéressant de pouvoir appliquer ce modèle au plomb qui est pris en compte dans le calcul de l'état chimique et qui dispose d'une NQE en concentration biodisponible. La quantification des fonds géochimiques pour le zinc, qui n'ont pas été pris en compte, serait nécessaire pour évaluer leur influence sur la conformité avec la NQE de cet élément. L'élargissement des gammes de validité du calcium (pour le cuivre et le nickel en particulier) est un point à améliorer étant donné leur dépassement fréquent même s'ils n'entravent pas de manière importante les résultats de l'outil.
Un test des différents outils BLM sur un même jeu de données serait un bon moyen de tester la performance de chaque outil.
Une orientation plus importante des autorités compétentes comme la Commission européenne serait utile pour assurer une mise en œuvre de l'évaluation de la biodisponibilité des métaux par ce type d'outil selon des méthodes précises.