Knowledge Hub on the Integrated Assessment of Chemical Contaminants and their Effects on the Marine Environment

In a time of environmental awareness, spurred on by the possibility that our world is threatened by climate change, it is important to remember that there are other anthropogenic pressures, which are also essential for addressing the protection of the marine and coastal environment. Pollution is a global, complex issue that contributes to biodiversity loss and poor environmental health and comes from the production and release of many of the synthetic chemicals that we use in our daily lives. Chemical contaminants are often underrepresented as a major contributor of environmental deterioration. The Joint Programming Initiative Healthy and Productive Seas and Oceans (JPI Oceans) established in 2018 the JPI Oceans Knowledge Hub on the integrated assessment of chemical contaminants and their effects on the marine environment. The purpose of the Knowledge Hub was to provide recommendations on how to improve the methodological basis for marine chemical status assessment. The work has resulted in the following policy paper which focuses on improving the efficiency and implementation of integrated assessment methodology of effects of chemicals of emerging concern. Substantial additional knowledge of biological effects is needed to achieve Good Environmental Status (GES) of our oceans and coastal areas. The Knowledge Hub is represented by highly skilled scientists and policy makers, appointed by the JPI Oceans Management Board, to ensure that the recommendations provided are useful for policy making

Report of the Working Group of Biological Effects

The Working Group on Biological Effects of Contaminants (WGBEC) investigates the biological effects of contaminants in the marine environment. The group provides research and increases the understanding of contaminant interactions and effects, including the development of inte-grated biological effects monitoring strategies, which are used to support international research and monitoring. The WGBEC has contributed significantly to the implementation and harmonization of tech-niques that can be used to evaluate the biological effects of pollutants in national monitoring programmes. An overview of national effect-based monitoring programmes of Member States is provided with the aim to support European countries and Regional Seas Conventions on their implementation. A summary of the national effects-based monitoring programmes has been pro-vided by twelve European countries represented at the WGBEC meetings. The adoption of bio-logical effects monitoring can differ widely and comparisons between approaches and the choice of biological effects methods used acts as an important tool. A summary of the main findings is presented. Furthermore, OSPAR's Hazardous Substances and Eutrophication Committee (HASEC) has en-couraged contracting parties to perform targeted biological effects monitoring to enhance the assessment of contaminants in sediment and biota towards the OSPAR QSR2023. WGBEC mem-bers contributed to the integrated biological effects approach assessment by providing data from their national monitoring activities to produce maps and figures to enable interpretations. Revision of the biological effects methods, including new techniques and developments, and the quality assurance of existing methods are core activities for the WGBEC, which require continu-ous discussion and evaluation by the group. Activities include the production of new ICES TIMES documents as well as intercalibration exercises to ensure Member States are providing comparable data for national monitoring. To this end, intercalibration exercises were performed under the BEQUALM programme for two of the more commonly used biological effects meth-ods, including micronucleus formation in mussel haemocytes and PAH metabolites in fish bile. These intercalibrations were successful despite identifying some variation in reported values be-tween laboratories. Further intercalibration exercises are planned and the WGBEC strongly sup-port the need for such quality assurance. In addition to the national monitoring activities and the different methods and approaches for determining the effects of contaminants on biological systems, the WGBEC was interested in discussing some key questions related to the potential impacts of contaminants to marine life. These questions included: the direct and indirect effects of natural and synthetic particles; how climate change and acidification parameters can interact with contaminants and influence bioa-vailability and effect; whether the structure of marine communities can be used to indicate con-taminant exposure; to provide guidance on performing risk assessments for contaminants of emerging concern; and to evaluate the effects of contaminants in marine sediments and whether current sediment toxicity tests are adequate. In addition, and as a wider concept, the linkages between contaminants in the marine environment and human health were also described.S

Marine chemical contaminants – support to the harmonization of MSFD D8 methodological standards: Matrices and threshold values/reference levels for relevant substances

According to the Article 17(2) of the Marine Strategy Framework Directive (MSFD), Member States have to review and update their marine strategies every six years. This requires updates of the MSFD Articles 8, 9 and 10 by 2018. The current report provides an overview of the substances, matrices and threshold values that Member States intend to use for the assessment of the Descriptor 8 in this MSFD reporting cycle. This compilation aims at evaluating gaps and discrepancies between Member States and identifying aspects that need further harmonization. It also helps understand which issues should be addressed to achieve consistency with the new MSFD Commission Decision (EU 2017/848). The information has been gathered from the contributions of the MSFD Expert Network on Contaminants, an informal network established to support MSFD implementation. This work is part of a process to help regulators to assess relevant contaminants in their jurisdictional area, thus aiming at EU national authorities but also at Regional Sea Conventions in the shared marine basins.JRC.D.2-Water and Marine Resource

Etat de santé des poissons. Région marine Manche-Atlantique

La présente fiche indicateur candidat concerne l’évaluation de l’état de santé des poissons par rapport aux effets des contaminants chimiques, à travers des mesures de biomarqueurs sur des poissons plats. Les données proviennent de campagnes océanographiques organisées dans le cadre du Suivi des Effets bioLogiques Induits par la contamination chimique (SELI) en baie de Seine et autour des estuaires de la Loire et de la Vilaine. Deux unités marines de rapportage (UMR) sont considérées. Elles correspondent aux zones de prospection des campagnes SELISeine et SELILoire pour chacune des sous-régions marines (SRM) Manche-Mer du Nord (MMN) et Golfe de Gascogne Nord (GdG) respectivement. Un indice multimétrique de santé des poissons a été développé pour combiner les résultats de six biomarqueurs mesurés sur un minimum de 8 individus par zone d’évaluation. Les valeurs de chaque biomarqueur ont été classées en notes allant de 1 à 5, avec un bon état atteint lorsque la note est égale ou supérieure à 4,00. Cet indice a été appliqué à trois espèces de poisson plat : la sole (dans les deux UMR), le flet et la limande (dans l’UMR SELISeine uniquement). La santé des poissons semble affectée par des effets cytotoxiques et neurotoxiques pour les 3 espèces, et génotoxiques pour la sole. La sole est l’espèce dont la santé apparait la plus dégradée et n’est en bon état dans aucune des deux UMR (note = 3,45 pour SELISeine et 3,53 pour SELILoire). Le flet est en bon état (note = 4,00) contrairement à la limande (note = 3,95) dans l’UMR SELISeine. Une évaluation intégrée de l’état de santé des différentes espèces au regard des paramètres écotoxicologiques et des concentrations en contaminants chimiques est discutée dans le rapport scientifique (Mauffret et al., 2023)

Effect of pesticides and metabolites on groundwater bacterial community

International audienceWe assessed the effect of pesticides, especially commonly detected herbicides, on bacterial communities in groundwater. To this end, we used a combined approach with i) triazine-spiked experiments at environmentally relevant concentrations (1 and 10 mu g/L) in waters with contrasting contamination histories, and ii) in situ monitoring in a rural aquifer, where many additional biotic and abiotic parameters also affect the community. Microbial community was characterized by fingerprinting techniques (CE-SSCP), gene presence (atzA/B/C/D/F/F and amoA genes) and abundance (16S RNA, napA and narG genes). During triazine-spiked experiments, the bacterial community structure in reference water was modified following an exposure to atrazine (ATZ) and/or its metabolite desethylatrazine (DEA) at 1 mu g/L; in historically contaminated water, the bacterial community structure was modified following an exposure to 10 mu g/L ATZ/DEA. Similarly, biodiversity indices and biomass in the reference water appeared affected at lower triazine concentrations than in the historically-contaminated water, though these end-points are less sensitive than the community structure. Our results thus suggest that the history of contamination induced a community tolerance to the tested triazines. ATZ and DEA were not degraded during the experiment and this was consistent with the absence of atz genes involved in their degradation in none of the tested conditions. In field monitoring, triazines that represent a historical and diffuse contamination of groundwater, participate in the microbial community structure, confirming the triazine effect observed under laboratory conditions: Other herbicides, such as chloroacetanilides that are applied today, did not appear to affect the whole community structure; they however induced a slight, but significant, increase in the abundance of nitrate-reducing bacteria. To our best knowledge, this is the first study on the microbial ecotoxicology of pesticides and their metabolites at environmentally relevant concentrations in groundwater

Contamination en éléments traces métalliques chez les poissons. Région marine Méditerranée

La présente fiche indicateur concerne l’évaluation de la contamination en métaux chez les poissons. Le mercure (Hg), le cadmium (Cd) et le plomb (Pb) sont trois métaux non essentiels reconnus pour leur toxicité et utilisés comme indicateurs communs OSPAR et Barcelone. Ils font également partie de la liste des substances prioritaires de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE). Leurs teneurs ont été déterminées dans les muscles de poissons prélevés en 2017 lors des campagnes halieutiques « Data Collection Framework (DCF) », dans le cadre du suivi « Contaminants dans le Réseau Trophique » (CoRePh, décliné par le suivi Contamed en Méditerranée). Ces teneurs renseignent sur la contamination du plateau continental et son rebord (têtes de canyons) au-delà de l’emprise des masses d’eaux côtières de la Sous-Région Marine Méditerranée Occidentale (SRM MO), pour les zones « Golfe du Lion » (GdL) et « Corse ». Les concentrations en Hg chez les poissons sont entre 10 et 165 fois supérieures au seuil environnemental (NQE, 2013/39/UE), pour le merlu européen dans le Golfe du Lion et la petite roussette en Corse respectivement. Par conséquent, il ne peut pas être exclu que les concentrations observées en Hg puissent nuire aux espèces marines dans les zones évaluées. Par ailleurs, les concentrations en Cd et le Pb sont largement inférieures aux seuils sanitaires (EC, 1881/2006/EC), seuils utilisés en l’absence de seuil environnemental. Au vu de ces résultats, les concentrations observées en Cd et en Pb (évalués individuellement) ne sont pas susceptibles d’être un risque majeur pour l’homme dans les zones évaluées. A l’échelle du plateau continental au-delà de l’emprise des masses d’eaux côtières de la SRM MO pour les deux zones évaluées (GdL et Corse), le paramètre « concentration dans le biote - Poissons » est ainsi atteint pour le Cd et le Pb, tandis qu’il n’est pas atteint pour le Hg

Voies de biotransformation du tébuconazole par des souches bactériennes

Poste

Contamination en PCB chez les poissons. Région marine Méditerranée

La présente fiche indicateur concerne l’évaluation de la concentration en polychlorobiphényles (PCB), dioxines et furanes chez les poissons. Du fait de leur persistance, bioaccumulation dans les réseaux trophiques et toxicité, les PCB et dioxines sont listés POP (Persistent Organic Pollutants) par la convention de Stockholm. Les 7 congénères majoritairement retrouvés (PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 118, PCB 138, PCB 153, PCB 180) sont utilisés comme indicateurs communs par OSPAR et Barcelone. De plus, les dioxines, les furanes et les PCB de type dioxine font également partie de la liste des substances prioritaires de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE) sous la forme d’une TEQ (Toxic Equivalent Quantity – Quantité Equivalente Toxique). Leurs teneurs ont été déterminées dans les muscles de poissons prélevés en 2017 lors des campagnes halieutiques « Data Collection Framework (DCF) », dans le cadre du suivi « Contaminants dans le Réseau Trophique » (CoRePh) (décliné par Contamed en Méditerranée). Ces teneurs renseignent sur la contamination du plateau continental et son rebord (têtes de canyons) au-delà de l’emprise des masses d’eaux côtières de la Sous-Région Marine Méditerranée Occidentale (SRM MO), pour les zones « Golfe du Lion » (GdL) et « Corse ». Les concentrations en PCB 118 chez les poissons sont entre 1,2 (merlu en Corse) et 2,6 (rouget en GdL) fois supérieures aux seuils environnementaux (EAC). Les concentrations en dioxines/composés de type dioxine (TEQ) chez les poissons du Golfe du Lion sont entre 1,7 (rouget) et 1,9 (merlu) fois supérieures aux seuils environnementaux (QE, 2013/39/UE). Bien que les seuils ne soient pas dépassé au niveau de l’espèce pour le PCB 138, le score de contamination intégrant les différentes espèces poissons dépasse le seuil de 1 dans le GdL. Il ne peut donc pas être exclu que les concentrations observées en PCB 118, PCB 138 et dioxines/composés de type dioxine puissent nuire aux espèces marines dans les zones évaluées. Par ailleurs, les concentrations des 5 autres congénères de PCB sont inférieures aux seuils pour la SRM MO. Au vu de ces résultats, les concentrations observées de chacun de ces 5 PCB (évalués individuellement) ne sont pas susceptibles d’affecter les espèces marines dans les zones évaluées. A l’échelle du plateau continental au-delà de l’emprise des masses d’eaux côtières de la SRM MO, le paramètre « concentration dans le biote - Poissons » est ainsi atteint pour les PCB 28, 52, 101, 153, et 180 pour les deux zones évaluées (GdL et Corse). De plus, il est atteint pour le PCB 138 et les dioxines/composés de type dioxine (TEQ) chez les poissons en Corse. Le paramètre n’est pas atteint pour le PCB 118 dans les deux zones évaluées, et pour le PCB 138 et les dioxines/composés de type dioxine (TEQ) chez les poissons du GdL

Contamination en PBDE chez les poissons. Région marine Manche Atlantique

La présente fiche indicateur concerne l’évaluation de la contamination en polybromodiphényléthers (PBDE) chez les poissons. Du fait de leur persistance, bioaccumulation dans les réseaux trophiques et toxicité, les PBDE sont listés POP (Persistent Organic Pollutants) par la convention de Stockholm. Les 6 congénères majoritairement retrouvés (PBDE-28, PBDE-47, PBDE-99, PBDE-100, PBDE-153, PBDE-154) sont utilisés comme indicateurs communs par OSPAR et font partie de la liste des substances prioritaires de la directive cadre sur l’eau (DCE).Leurs teneurs ont été déterminées dans les muscles de poissons prélevés en 2018 lors des campagnes halieutiques « Data Collection Framework (DCF) », dans le cadre du suivi « Contaminants dans le Réseau Trophique » (CoRePh). Ces teneurs renseignent sur la contamination du plateau continental au-delà de l’emprise des masses d’eaux côtières des Sous-Régions Marines (SRM) Manche – Mer du Nord (MMN), Mers Celtiques (MC) et Golfe de Gascogne (GdG).Les concentrations en PBDE chez les poissons sont entre 1,4 et 152 000 fois inférieures aux seuils environnementaux (FEQG, CEPA, 2013) chez les espèces suivies pour toute la façade Atlantique. Au vu de ces résultats, les concentrations observées en chacun de ces 6 PBDE (évaluées individuellement) ne sont pas susceptibles d’affecter les espèces marines dans les zones évaluées.A l’échelle du plateau continental au-delà de l’emprise des masses d’eaux côtières des SRM MMN, MC et GdG, le paramètre « concentration dans le biote - Poissons » est ainsi atteint pour les six congénères de PBDE.

Contamination en HBCDD et PFOS chez les poissons. Région marine Méditerranée

La présente fiche indicateur concerne l’évaluation de la contamination en hexabromocyclododecane (HBCDD) et en acide perfluorooctanesulfonique (PFOS) chez les poissons. Du fait de leur persistance, bioaccumulation dans les organismes marins et toxicité, le HBCDD le PFOS sont listés « Polluants Organiques Persistants » (POP) par la convention de Stockholm. La somme des trois isomères de HBCDD (α-HBCDD, β-HBCDD, γ HBCDD) et le PFOS sont utilisés comme indicateurs communs par OSPAR et font également partie de la liste des substances prioritaires de la directive cadre sur l’eau (DCE). Leurs teneurs ont été déterminées dans les muscles de poissons prélevés en 2017 lors des campagnes halieutiques « Data Collection Framework (DCF) », dans le cadre du suivi « Contaminants dans le Réseau Trophique » (CoRePh, décliné par le dispositif Contamed en Méditerranée). Ces teneurs renseignent sur la contamination du plateau continental et son rebord (têtes de canyons) au-delà de l’emprise des masses d’eaux côtières de la Sous-Région Marine Méditerranée Occidentale (SRM MO), pour les zones « Golfe du Lion » (GdL) et « Corse ».Les concentrations en HBCDD et PFOS chez les poissons sont entre 27 et 26720 fois inférieures aux seuils environnementaux (QE, 2013/39/UE). Au vu de ces résultats, les concentrations observées en HBCDD et PFOS (évaluées individuellement) ne sont pas susceptibles d’affecter les espèces marines dans les zones évaluées.A l’échelle du plateau continental au-delà de l’emprise des masses d’eaux côtières de la SRM MO, le paramètre « concentration dans le biote - Poissons » est ainsi atteint pour le HBCDD et le PFOS, aussi bien pour le GdL que pour la Corse.