Derivation of sediment quality guidelines from environmental quality standards for biota
Essai de transposition des NQE biote en concentrations seuil pour les sédiments. Rapport final
Résumé
The need for this work arose in the context of the design of a guidance document about freshwater sediments hazard assessment. While the assessment approach included a line of evidence for biomagnifying substances, several elements were missing in practice, in particular sediment quality guidelines at the first tier.
The approach for deriving these guidelines included (i) a literature and database search in order to retrieve biota-sediment-accumulation-factors (BSAFs) and trophic magnification factors (TMFs) for mercury, polychlorobiphenyls (PCBs), polybromodiphenyl-ethers (PBDEs), perfluorooctane sulfonate (PFOS), hexabromocyclododecane (HBCDD), polychlorodibenzo-dioxins and –furans (PCDD/Fs), and pentachlorobenzène. Then (ii) BSAFs and TMFs were critically assessed and a selection was made; (iii) benchmarks were determined for the selected BSAFs (75th or 90th percentile) and TMFs (geometric mean). In the end (iv) a sediment quality guideline was calculated based on existing biota standards and BSAF and TMF benchmarks.
Several difficulties were encountered throughout this process, in particular the availability of BSAFs and TMFs. It was nevertheless possible to derive sediment quality guidelines for mercury, PCBs (sum of congeners #28, 52, 101, 138, 153 and 180), PBDEs (sum of congeners #28, 47, 99, 100, 153 and 154), PFOS and HBCDD (the latter being more uncertain, due to the few BSAFs available). For mercury and PBDEs, the derived guidelines are possibly too low compared to recommended limits of quantification, while for PCBs it seems applicable.
It was not possible to test the predictive ability of the proposed sediment quality guidelines, except an attempt for PCBs using a dataset presenting some methodological issues. This attempt suggested that the PCB guideline was very conservative.
Ce travail répond à un besoin identifié lors de la réalisation d’un guide opérationnel pour évaluer la dangerosité des sédiments à partir de travaux de recherche antérieurs : tandis que la démarche opérationnelle incluait la bioaccumulation et bioamplification de certains contaminants persistants comme un des « éléments de preuve » de danger à évaluer, plusieurs indications opérationnelles faisaient défaut, notamment des valeurs-guides à la première étape de la démarche.
La démarche implémentée consiste (i) à rechercher dans la littérature scientifique et des bases de données opérationnelles des valeurs de facteurs d’accumulation sédiment-biote (BSAF) et des facteurs d’amplification trophique (TMF) pour les contaminants d’intérêt (mercure, polychlorobiphényles, polybromo-diphényléthers, perfluoroctane sulfonate, hexapbromocyclododécane, polychlorodibenzo-dioxines et –furannes, pentachlorobenzène), (ii) opérer une sélection critique des BSAF et TMF, (iii) déterminer un BSAF (75ème ou 90ème percentile) et un TMF à retenir, (iv) enfin calculer une concentration dans le sédiment équivalente à une norme de qualité environnementale dans le biote en combinant les valeurs de TMF et BSAF retenues.
Plusieurs difficultés sont apparues pendant ce travail, notamment quant à la disponibilité de BSAF et de TMF. Il a finalement été possible de proposer des valeurs seuil dans le sédiment pour le mercure, les PCB (somme des 6 congénères 28, 52, 101, 138, 153 et 180), les polybromodiphényl-éthers (somme des congénères 28, 47, 99, 100, 153 et 154), et le perfluorooctane sulfonate (PFOS), ainsi que l’HBCDD (nonobstant le petit nombre de BSAF identifiés). Les seuils proposés pour le mercure et probablement les PBDE paraissent bas par rapport aux recommandations d’Aquaref en matière de limites de quantifications ; le seuil PCB semble plus accessible.
Il n’a pas été possible de réellement tester la capacité prédictive des seuils sédiment, à part pour les PCB, sur un jeu de données présentant plusieurs difficultés méthodologiques. Cet essai a cependant souligné que le seuil PCB était très conservateur.
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