Ecological risk assessment of urban and industrial systems: A review.

International audienceNumerous ecological risk assessment methodologies have been developed over the last twenty years around the world for evaluating urban and industrial systems and installations, by both the organisations responsible for implementing regulations and the scientific community. Although these methodologies share the general principle underlying their use, they differ widely with respect to the approaches chosen and the resources employed to apply them. Also, they may even have different objectives: prior assessment as part of an impact study before building a new installation, or retrospective assessment, for example, in view to explaining the reasons for an impact recorded or for forecasting additional expected impacts. This article provides a synthesis of the different approaches used around the world for carrying out each of the major steps common to all ecological risk assessment methodologies. The advantages and limitations of these different options are discussed in order to provide elements for formulating any new methodology adapted to a given scenario. To conclude, perspectives for improving the tools required for these methodol- ogies are proposed, and the research works to which priority should be given are identified

Evaluation des risques écotoxicologiques liés au déversement de Rejets Urbains par Temps de Pluie (RUTP) dans les cours d\u27eau : Application à une ville française et à une ville haïtienne

Les Rejets Urbains par Temps de Pluie (RUTP) contiennent des polluants, sous forme soluble ou particulaire, issus du lessivage des bassins-versants quils drainent. Ces rejets sont le plus souvent déversés dans les milieux récepteurs, en particulier les cours deau péri-urbains, sans traitement préalable. Il en résulte, dans certaines configurations, un risque de toxicité pour les écosystèmes des milieux concernés. Cette thèse propose 2 démarches méthodologiques pour évaluer les risques écotoxicologiques (EDREcotox) liés à un tel scénario: une démarche a priori et une démarche a posteriori. La démarche a priori a été développée selon 3 approches complémentaires de caractérisation des effets écotoxicologiques: i) une «approche substances», ii) une «approche substances avec effets combinés» et iii) une «approche matrice». Cette démarche a priori a été par la suite appliquée à un scénario dune ville française et à un scénario dune ville haïtienne. Pour une optimisation de la méthodologie proposée dans le cadre de la démarche a priori, nous avons procédé, dans un premier temps, à une étude de lécotoxicité et des effets combinés des principaux polluants généralement présents dans les RUTP, vis-à-vis de Daphnia magna puis de Pseudokirchneriella subcapitata. En ce qui concerne l«approche matrice», nous avons procédé à une caractérisation écotoxicologique déchantillons de RUTP provenant des 2 sites étudiés. La démarche a posteriori a été développée sur la base dune comparaison entre un «état amont» et un «état aval», par rapport au point de déversement des RUTP dans la rivière du site français, pour 3 horizons (eau de surface, zone benthique et zone hyporhéique). Lapplication de ces 2 démarches méthodologiques a conduit à des résultats cohérents qui mettent en évidence un risque important pour les organismes du cours deau récepteur, avec une accentuation de ce risque pour les organismes des zones benthique et hyporhéique. Au titre des perspectives, la poursuite du développement de ces premières méthodologies pourra prendre en compte certains aspects additionnels comme la biodisponibilité des polluants, leur bioaccumulation, etc

Evaluation des risques écotoxicologiques liés au déversement de Rejets Urbains par Temps de Pluie (RUTP) dans les cours d'eau : Application à une ville française et à une ville haïtienne

The Urban Wet Weather Effluents (UWWE) contain pollutants in dissolved or particulate form, resulting from the wash-off of the associated watershed. These effluents are generally discharged in the receiving waters, particularly in the periurban watercourses, without preliminary treatment. In some cases, this situation results in observing, in some cases, a risk of toxicity for the ecosystem of the related mediums. This study proposes 2 methodological frameworks to assess the ecotoxicological risks (EDREcotox) related to this specific scenario: an a priori framework and an a posteriori framework. The a priori framework was developed according to 3 complementary approaches to characterize the ecotoxicological effects: i) a “substances approach”; ii) a “substances with combined effects approach”; iii) “a whole-effluent approach”. This a priori framework was applied thereafter to a scenario of a French city and to a scenario of an Haitian city. In order to optimize the a priori framework, we realized firstly a study of the ecotoxicity and of the combined effects of the main pollutants found in UWWE on Daphnia magna and then on Pseudokirchneriella subcapitata. With regard to the “whole-effluent approach”, we carried out an ecotoxicological characterization of UWWE samples coming from the 2 studied sites. The a posteriori framework was based on the comparison between an “upstream state” and a “downstream state”, both compared to the UWWE discharge point in the stream of the French site, for 3 compartments (surface water, benthic zone and hyporheic zone) of this stream. The application of these 2 methodological frameworks led to coherent results which highlight an important risk for the organisms of the receiving stream, with an emphasizing of this risk for the organisms of the benthic and hyporheic zone. For further developments, we propose to optimize these methodologies by taking into account additonnal aspects such as bioavailability, bioaccumulation, ..., of these pollutants.Les Rejets Urbains par Temps de Pluie (RUTP) contiennent des polluants sous forme soluble ou particulaires, issus du lessivage des bassins-versants qu'ils drainent. Ces rejets sont le plus souvent déversés dans les milieux récepteurs, en particulier les cours d'eau péri-urbains, sans traitement préalable. Il en résulte, dans certaines configurations, un risque de toxicité pour les écosystèmes des milieux concernés. Cette thèse propose deux démarches méthodologiques pour évaluer les risques écotoxicologiques (EDREcotox) liés à un tel scénario: une démarche a priori et une démarche a posteriori. La démarche a priori a été développée selon 3 approches complémentaires de caractérisation des effets écotoxicologiques: i) une «approche substances», ii) une «approche substances avec effets combinés» et iii) une «approche matrice». Cette démarche a priori a été par la suite appliquée à un scénario d'une ville française et à un scénario d'une ville haïtienne. Pour une optimisation de la méthodologie proposée dans le cadre de la démarche a priori, nous avons procédé, dans un premier temps, à une étude de l'écotoxicité et des effets combinés des principaux polluants généralement présents dans les RUTP, vis-à-vis de Daphnia magna puis de Pseudokirchneriella subcapitata. En ce qui concerne l'«approche matrice», nous avons procédé à une caractérisation écotoxicologique d'échantillons de RUTP provenant des 2 sites étudiés. La démarche a posteriori a été développée sur la base d'une comparaison entre un «état amont» et un «état aval», par rapport au point de déversement des RUTP dans la rivière du site français, pour 3 horizons (eau de surface, zone benthique et zone hyporhéique). L'application de ces 2 démarches méthodologiques a conduit à des résultats cohérents qui mettent en évidence un risque important pour les organismes du cours d'eau récepteur, avec une accentuation de ce risque pour les organismes des zones benthique et hyporhéique. Au titre des perspectives, la poursuite du développement de ces premières méthodologies pourra prendre en compte certains aspects additionnels comme la biodisponibilité des polluants, leur bioaccumulation, etc

Évaluation des risques écotoxicologiques liés au déversement de rejets urbains par temps de pluie ( RUTP ) dans les cours d'eau (application à une ville française et à une ville haïtienne)

Les Rejets Urbains par Temps de Pluie (RUTP) contiennent des polluants, sous forme soluble ou particulaire, issus du lessivage des bassins-versants qu ils drainent. Ces rejets sont le plus souvent déversés dans les milieux récepteurs, en particulier les cours d eau péri-urbains, sans traitement préalable. Il en résulte, dans certaines configurations, un risque de toxicité pour les écosystèmes des milieux concernés. Cette thèse propose 2 démarches méthodologiques pour évaluer les risques écotoxicologiques (EDREcotox) liés à un tel scénario: une démarche a priori et une démarche a posteriori. La démarche a priori a été développée selon 3 approches complémentaires de caractérisation des effets écotoxicologiques: i) une approche substances , ii) une approche substances avec effets combinés et iii) une approche matrice . Cette démarche a priori a été par la suite appliquée à un scénario d une ville française et à un scénario d une ville haïtienne. Pour une optimisation de la méthodologie proposée dans le cadre de la démarche a priori, nous avons procédé, dans un premier temps, à une étude de l écotoxicité et des effets combinés des principaux polluants généralement présents dans les RUTP, vis-à-vis de Daphnia magna puis de Pseudokirchneriella subcapitata. En ce qui concerne l approche matrice , nous avons procédé à une caractérisation écotoxicologique d échantillons de RUTP provenant des 2 sites étudiés. La démarche a posteriori a été développée sur la base d une comparaison entre un état amont et un état aval , par rapport au point de déversement des RUTP dans la rivière du site français, pour 3 horizons (eau de surface, zone benthique et zone hyporhéique). L application de ces 2 démarches méthodologiques a conduit à des résultats cohérents qui mettent en évidence un risque important pour les organismes du cours d eau récepteur, avec une accentuation de ce risque pour les organismes des zones benthique et hyporhéique. Au titre des perspectives, la poursuite du développement de ces premières méthodologies pourra prendre en compte certains aspects additionnels comme la biodisponibilité des polluants, leur bioaccumulation, etc.The Urban Wet Weather Effluents (UWWE) contain pollutants in dissolved or particulate form, resulting from the wash-off of the associated watershed. These effluents are generally discharged in the receiving waters, particularly in the periurban watercourses, without preliminary treatment. In some cases, this situation results in observing, in some cases, a risk of toxicity for the ecosystem of the related mediums. This study proposes 2 methodological frameworks to assess the ecotoxicological risks (EDREcotox) related to this specific scenario: an a priori framework and an a posteriori framework. The a priori framework was developed according to 3 complementary approaches to characterize the ecotoxicological effects: i) a substances approach ; ii) a substances with combined effects approach ; iii) a whole-effluent approach . This a priori framework was applied thereafter to a scenario of a French city and to a scenario of an Haitian city. In order to optimize the a priori framework, we realized firstly a study of the ecotoxicity and of the combined effects of the main pollutants found in UWWE on Daphnia magna and then on Pseudokirchneriella subcapitata. With regard to the whole-effluent approach , we carried out an ecotoxicological characterization of UWWE samples coming from the 2 studied sites. The a posteriori framework was based on the comparison between an upstream state and a downstream state , both compared to the UWWE discharge point in the stream of the French site, for 3 compartments (surface water, benthic zone and hyporheic zone) of this stream. The application of these 2 methodological frameworks led to coherent results which highlight an important risk for the organisms of the receiving stream, with an emphasizing of this risk for the organisms of the benthic and hyporheic zone. For further developments, we propose to optimize these methodologies by taking into account additonnal aspects such as bioavailability, bioaccumulation, , of these pollutants.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Human health risk assessment of lead in drinking water: a case study from Port-au-Prince, Haiti

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Cryptosporidiosis in Haiti: surprisingly low level of species diversity revealed by molecular characterization of Cryptosporidium oocysts from surface water and groundwater

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Evaluation of Ecotoxicological Risks Related to the Discharge of Combined Sewer Overflows (CSOs) in a Periurban River

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Identification, caractérisation et devenir des différentes composantes des eaux pluviales potentiellement toxiques pour les milieux aquatiques

Combined sewer overflows can introduce potential toxic elements in recieving waters. Few studies exist on the fate of these elements in the porous media of water courses, where their accumulation in depleted oxygen susbtrates can generate toxicity for in situ biocenosis and possibly transfer to ground waters.Les rejets urbains par temps de pluie (RUTP) représentent aujourd'hui un problème écologique considérable. Composés d'eaux pluviales urbaines et bien souvent d'une partie des eaux usées urbaines, ils drainent une partie importante des pollutions anthropiques susceptibles d'avoir des impacts sur la santé humaine et environnementale. Parmi les RUTP, les déversoirs d'orage (DO) constituent des exutoires incontournables de certains réseaux d'assainissement unitaires dans la gestion des eaux pluviales. Leur fonction est de rejeter une partie du débit transitant dans le réseau vers les cours d'eau, que les ouvrages de traitement des eaux ne peuvent accueillir lors des évènements pluvieux importants. Ce rôle stratégique, s'il est mal maitrisé, peut être la source de disfonctionnements environnementaux. Les données de la littérature soulignent que le déversement des DO dans les milieux aquatiques peut porter atteinte à la qualité physico chimique des biotopes [Chocat et al., 1993] et affecter les organismes à différents niveaux d'organisation biologique [Mulliss et al., 1997], [Angerville, 2009]. Sachant que les directives européennes obligent les états membres à adapter leur législation à une maîtrise des rejets anthropiques et à une reconquête de la qualité des eaux, il est nécessaire d'étudier les risques liés aux déversoirs d'orage en adoptant une méthode de caractérisation adéquate pour ces installations