Caractérisation de l’état de contamination de l’axe Seine
Résumé
This chapter presents a characterization of the state of contamination of the Seine River and its longitudinal variability from upstream to downstream, at the basin scale. Seven studies dealt with this topic during the 8th phase of the PIREN-Seine program by combining different approaches and disciplines: from environmental chemistry to ecotoxicology, from environmental microbiology to mineralogy.
Several sampling campaigns have been organized in different hydrological and meteorological conditions. These campaigns were multi-team and multidisciplinary and allowed to carry out a large number of analyses to characterize the state of contamination of the Seine using complementary approaches.
The sampling sites are located along the longitudinal axis of the Seine River and are representative of different levels of urbanization and anthropogenic pressure. The four historic sites of Marnay-sur-Seine, Bougival, Triel-sur-Seine and Poses were sampled, as well as other sites which were sampled for specific studies.
River water samples were collected directly (grab sampling) at the different sites. Integrated measurements have also been carried out through the use of devices such as passive samplers, silicone sheets, particle and biofilm traps, but also with the caging of biomarker organisms. Contamination was assessed in both abiotic (water, sediment, suspended matter) and biotic (biofilms, zebra mussels, European chub) compartments.
The seven studies presented in this chapter cover the following themes: use of zebra mussels for biomonitoring the quality of water bodies; measurement of polyfluoroalkyl (PFAS) and chloroalkane contents in two sentinel organisms (zebra mussels, European chub) and in their environment; monitoring the quality of organic matter along the Seine River using spectroscopic and molecular tools; analysis of concentrations of organic contaminants in the Seine River (antibiotics, pesticides, pharmaceutical products, phthalates, etc.); analysis of microplastic concentrations in the Seine River and in its flood deposits; development of a methodology for the analysis of nanoparticles in the Seine River and in the dreissenes; study of biofilms: structure of microbial communities and their mechanisms of resistance to trace metals, accumulation of metals, quality of organic matter, concentration of organic pollutants and of PFAS.
A first interpretation of some of these numerous results was carried out through two principal component analyses.
For some variables, the results show an upstream-downstream contamination gradient, highlighting the impact of anthropogenic pressure from the Paris region on water quality. For other variables, the results show instead a great variability between sites and campaigns, without specifying a clear upstream-downstream trend, which is sometimes due to the influence of local and complex processes.
All the results provided by these studies constitute an important data set which will make it possible to deepen the characterization of the current state of contamination of the Seine River and to analyze the relationships between the different measures variables.
Ce chapitre présente une caractérisation de l’état de contamination de la Seine et de sa variabilité longitudinale d’en amont en aval, à l'échelle du bassin versant. Sept actions se sont consacrées à cette thématique pendant la phase 8 du PIREN-Seine en combinant différentes approches et disciplines : de la chimie de l’environnement à l’écotoxicologie, de la microbiologie environnementale à la minéralogie.
De nombreuses campagnes de prélèvements ont été organisées en conditions hydrologiques et météorologiques contrastées. Ces campagnes étaient de caractère multi-équipe et pluridisciplinaire et ont permis de réaliser un grand nombre d’analyses pour caractériser l’état de contamination de la Seine selon des approches complémentaires.
Les sites d’échantillonnage sont localisés le long de l’axe fluvial de la Seine et sont représentatifs de différents niveaux d’urbanisation et de pression anthropique sur le milieu. Il s’agit notamment des quatre sites historiques de Marnay-sur-Seine, Bougival, Triel-sur-Seine et Poses, auxquels d’autres sites ont été ajoutés pour des études spécifiques.
Des échantillons d’eau de rivière ont été prélevés ponctuellement dans les différents sites. Des mesures intégratrices de la contamination ont également été réalisées à travers l’utilisation de dispositifs tels que les POCIS, les feuilles de silicone, les pièges à particules et à biofilms, mais aussi avec l’encagement d’organismes biomarqueurs. La contamination a été évaluée à la fois dans les compartiments abiotiques (eau, sédiments, matières en suspension) et biotiques (biofilms, dreissènes, chevaines).
Les sept études présentées dans ce chapitre traitent les thématiques suivantes : utilisation de la dreissène pour la biosurveillance de la qualité des masses d'eaux ; mesure des teneurs en polyfluoroalkylés (PFAS) et chloroalcanes chez deux organismes sentinelles (dreissènes et chevaines) et dans leur milieu ; suivi de la qualité de la matière organique le long de l’axe Seine par des outils spectroscopiques et moléculaires ; analyse des concentrations en contaminants organiques dans l’eau de la Seine (antibiotiques, pesticides, médicaments, phtalates…) ; analyse des concentrations en microplastiques dans la Seine et dans les laisses de crue ; développement d’une méthodologie pour l'analyse des nanoparticules dans la Seine et dans les dreissènes ; étude des biofilms : structure des communautés microbiennes et leurs mécanismes de résistance aux métaux traces, accumulation en métaux, qualité de la matière organique, concentration en polluants organiques et en PFAS.
Une première interprétation d’une partie de ces nombreux résultats a été réalisée à travers deux analyses en composantes principales.
Pour certaines variables mesurées, les résultats montrent un gradient de contamination amont-aval, en mettant en évidence l’impact de la pression anthropique de la région parisienne sur la qualité de l’eau. Pour d’autres variables, les résultats montrent inversement une grande variabilité entre les sites et les campagnes, sans préciser de tendance nette amont-aval, ce qui parfois est dû à l’influence de processus locaux et complexes.
L’ensemble des résultats fournis par ces études constitue un jeu de données important qui permettra d’approfondir la caractérisation de l’état de contamination actuelle de l’axe Seine et d’analyser les relations entre les différentes variables mesurées.