Rôle des étangs de barrage à vocation piscicole dans la dynamique des micropolluants en têtes de bassins versants

Role of barrage fishponds in the dynamic of micropollutants in headwater streams

• Auteur / Autrice : Juliette Gaillard
• Direction : Cyril Feidt, Damien Banas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 16/12/2014
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche animal et fonctionnalités des produits animaux (Vandoeuvre-les-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Marc Benoit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florent Arthaud, Jean-François Munoz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Bétoulle, Cécile Grosbois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Poissons d'eau douce

Eau -- Pollution par les métaux lourds

Eau -- Pollution par les pesticides

Bassins hydrographiques

Étangs de pisciculture

Micropolluants

Mots clés libres

Étang

Micropolluants

Pesticides

Métaux

PCB

Bassin versant

Poisson

Transfert

Fishpond

Micropollutants

Pesticides

Trace metals

PCB

Watershed

Fish

Transfer

Résumé

En Lorraine, environ 7000 ha d’étangs sont exploités pour la production piscicole. Le présent travail a été consacré à la compréhension des mécanismes de transfert des micropolluants dans les étangs en mettant l'accent sur trois questions : (1) évaluer l'ampleur de la contamination métallique des étangs (n=45) ; (2) évaluer l'influence des étangs (n=3) sur les concentrations, le risque de toxicité et les flux de pesticides; (3) évaluer l'importance relative des voies de transfert des PCB vers le poisson. (1) Les enrichissements calculés soulignent des contaminations généralement faibles à modérés à l’exception des étangs localisés dans la Vôge et de deux étangs localisés dans la Woëvre. Cet enrichissement est plus prononcé pour le Cd et semble être lié à la richesse du sédiment en matière organique et carbonates (perte au feu). (2) Dans les cours d’eau de tête de bassin versant sur lesquels s’inscrivent ces trois étangs de barrage, les concentrations les plus élevées étaient généralement réduites de plus de 90% entre l'amont et l'aval de l'étang. Le risque de toxicité, évalué par la méthode de l'unité toxique, était atténué en aval des étangs. Lorsqu’on considère les flux de pesticides, les résultats obtenus suggèrent que, selon les substances considérées, les charges en pesticides sont réduites de 10 à 100% entre l'amont et l'aval de l'étang. (3) Les résultats montrent que le sédiment contaminé n’a pas d’impact sur la biodisponibilité orale des trois congénères de PCB chez la carpe commune. L’effet géosorbant du sédiment, qui explique son rôle de réservoir environnemental de PCB, paraît insuffisant dans les conditions du tractus digestif de la carpe commune, pour éviter un transfert vers le poisson

In the Lorraine Region, about 7,000 ha of ponds are exploited for fish production. The present work was dedicated to the understanding of micropollutants transfer mechanisms in freshwater fishponds focusing on three issues: (1) evaluate the extent of fishpond (n=45) exposure to trace metals (2) evaluate the influence of fishponds (n=3) on concentrations, potential toxicity and mass flows of pesticides; (3) evaluate the relative importance of transfer pathways of PCBs to fish. (1) The enrichments measured were generally low to moderate with the exception of the sites located in the Vôge and two sites located in the Woëvre. Enrichment was particularly high for Cd and seemed related to the loss of ignition. No relationship between enrichment and land use could however be observed. (2) High pesticide concentrations were generally reduced by more than 90% between upstream and downstream location. The risk of toxicity, evaluated under the toxic unit approach was attenuated downstream of the ponds. When considering the flow of pesticides, the results suggest that, depending on the substances in question, 10 to 100% of the loads of pesticides are retained in fishponds. (3) The oral transfer of polychlorinated biphenyls (PCBs 138, 153, and 180) from a contaminated sediment to a benthic fish (carp) was studied by the in vivo relative bioavailability method. The results show that the contaminated sediment has no effect on the oral bioavailability of the three PCB congeners in common carp. The geosorbing effect of sediment, which explains its role as an environmental reservoir of PCBs, seems insufficient under the conditions of the digestive tract of the common carp, to prevent transfer to fish