Observatoire de la Pollution Chimique Diffuse dans les Zones Importantes pour la Conservation des Oiseaux

Contexte

La biodiversité est menacée dans le monde entier, et sa perte a été reconnue comme l’un des principaux défis écologiques de notre époque. La biodiversité correspond à la variété de la vie sur Terre ; elle joue un rôle essentiel dans le fonctionnement des écosystèmes, notamment dans les cycles des nutriments et de la matière organique, et fournit des services écosystémiques clés indispensables à la vie, tels que l’alimentation, l’eau, la régulation du climat et le contrôle des ravageurs et des maladies. Ainsi, la perte de biodiversité a de fortes implications pour l’environnement et le bien-être humain, devenant une question urgente à laquelle la société actuelle doit faire face. Cinq facteurs directs principaux expliquent la perte mondiale de biodiversité : I) l’exploitation directe des ressources naturelles, II) les changements d’usage des terres, III) la pollution, IV) les espèces exotiques envahissantes, et V) le changement climatique.  La pollution est classée comme la troisième cause la plus importante de perte de biodiversité, après l’exploitation directe et les changements d’usage des terres (Jaureguiberry et al., 2022). Cependant, les déchets et la pollution chimique associée constituent une menace sous-estimée pour la conservation de la biodiversité. Leur présence, leurs sources et leurs risques doivent être étudiés afin de préserver la qualité des sites d’importance écologique.

Au cours des dernières décennies, la pression des contaminants organiques dans l’environnement a continuellement augmenté, de nouvelles substances chimiques étant produites et rejetées chaque jour. Plus de 350 000 substances et mélanges chimiques sont enregistrés pour la production et l’utilisation à l’échelle mondiale, et leur production devrait encore augmenter dans les prochaines décennies. Cette quantité considérable de substances synthétiques représente un défi pour leur évaluation, leur réglementation et leur surveillance. Ces composés appartiennent à différentes familles chimiques (pesticides, produits pharmaceutiques, plastifiants, polluants organiques persistants, retardateurs de flamme, hydrocarbures aromatiques polycycliques, etc.), et se répartissent dans différents compartiments environnementaux à diverses concentrations, et présentent un comportement complexe dans l’environnement. D’un point de vue toxicologique, les polluants chimiques peuvent interagir avec les organismes même à de très faibles concentrations, en agissant comme perturbateurs endocriniens, agents génotoxiques ou neurotoxiques. Ces effets se traduisent par des altérations de la reproduction, du développement, du système immunitaire ou du comportement des individus, avec des implications potentielles au niveau des populations, voire l’extinction des espèces les plus sensibles.

Objectifs de l’étude

Cette étude vise à mettre en place un Observatoire de la Pollution Chimique Diffuse afin de quantifier l’impact des contaminants organiques dans les Zones Importantes pour la Conservation des Oiseaux et de la Biodiversité (ZICO en français et IBA en anglais), en considérant l’eau, le sol et les sédiments, ainsi que les oiseaux en tant que bioindicateurs. Les ZICO sont des sites identifiés comme étant d’importance mondiale pour la conservation des populations d’oiseaux et de la biodiversité en général. La désignation des ZICO mondiales repose sur des critères scientifiques internationaux convenus, incluant :

– les espèces mondialement menaces : Le site abrite régulièrement un nombre important d’espèces répertoriées dans la Liste rouge de l’UICN comme étant menacées à l’échelle mondiale.

– les espèces à aire de répartition restreinte : le site abrite une population importante d’au moins deux espèces à aire de répartition restreinte, définies comme ayant une aire de répartition mondiale ≤ 50 000 km2.

– les assemblages restreints à un biome: le site est connu ou considéré comme abritant une partie importante du groupe d’espèces dont la répartition est largement ou entièrement confinée à un seul biome.

– les sites de rassemblement représentant ≥1 % de la population mondiale d’une ou plusieurs espèces.

Le programme ZICO a été créé en 1979 en Europe et s’est développé jusqu’à aujourd’hui. Il constitue actuellement le plus grand réseau mondial de sites de conservation, avec 13 600 ZICO identifiées couvrant 9 % de la surface terrestre mondiale et 2 % de la surface marine mondiale. La désignation des ZICO est reconnue au niveau international et utilisée par des accords environnementaux multilatéraux tels que la Convention sur la diversité biologique (CDB), la Convention de Ramsar et la Convention sur les espèces migratrices. En Europe, l’inventaire des ZICO (Figure 1) sert de référence pour la désignation des zones de protection spéciale (ZPS) au titre de la directive « Oiseaux » (Directive 2009/147/EC) dans le cadre du réseau de sites Natura 2000, qui offre la protection juridique la plus importante pour les habitats et les espèces en Europe. En moyenne, les ZPS couvrent 66 % de la superficie terrestre des ZICO. En Europe, la protection des ZICO peut jouer un rôle important dans l’adaptation au changement climatique. Par exemple, les ZICO constituent des refuges importants pour les populations d’oiseaux d’eau, qui sont affectées par la perte générale d’habitats dans les zones humides. À l’échelle mondiale, il a été observé que les ZICO dont plus de 50 % de la superficie est protégée présentaient un risque d’extinction des espèces plus faible que celles dont la superficie protégée est moindre.

Programme de surveillance et données de contamination dans les différents compartiments

Depuis 2019-2020, un vaste programme de surveillance a été entrepris pour déterminer la présence de contaminants organiques dans l’eau, les sols et les sédiments de 140 ZICO en Espagne afin d’évaluer la pression de la pollution chimique dans les sites naturels et de fournir des informations permettant de déterminer les sources potentielles de contamination, les schémas de distribution et les impacts sur l’avifaune. La Figure 2 montre certaines des ZICO échantillonnées, qui présentent une forte accumulation de déchets visibles pouvant affecter les espèces d’oiseaux de ces habitats.

Des micropolluants organiques ont été détectés dans tous les plans d’eau des ZICO étudiés, les produits pharmaceutiques, les composés liés au mode de vie et les EOP étant les familles chimiques les plus répandues. La présence de surfaces agricoles autour des points d’échantillonnage était liée à des concentrations significativement élevées pour tous les composés chimiques, en particulier les pesticides. Les composés liés au mode de vie et les PFAS étaient liés à la présence de surfaces artificielles et de rejets des stations d’épuration des eaux usées (STEP), qui constituaient également une source importante de produits pharmaceutiques dans les eaux de surface [2].

Les sols et les sédiments ont été analysés pour 52 composés organiques comprenant des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des pesticides organochlorés (POC), des pesticides organophosphorés, des polychlorobiphényles (PCB), des plastifiants et des esters organophosphorés. Les composés ont été extraits et déterminés par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem (GC-MS/MS). Les sols des ZICO ont été affectés par des sources diffuses de contamination et les POC hérités étaient le groupe chimique le plus omniprésent, même s’ils sont interdits depuis 30 ans, suivis par les HAP. Les PCB ont été trouvés à des niveaux de fond, avec des concentrations plus élevées dans les échantillons présentant une influence plus importante de la surface artificielle [3]. Dans les sédiments, le groupe chimique le plus répandu était celui des HAP, suivi des POC. Les résultats montrent que les sols et les sédiments des zones naturelles agissent comme des réservoirs de contaminants persistants [4]. La Figure 3 présente une carte des zones échantillonnées présentant une concentration de contaminants représentant un risque potentiel.

Les résultats en bref

Dans l’ensemble, cette étude montre que les ZICO sont touchées par les polluants anthropiques et que, sur les 140 ZICO analysées, 52 présentaient au moins un composé à des concentrations présentant un risque élevé pour les organismes d’eau douce. Les principales sources de pollution étaient les surfaces agricoles, les surfaces artificielles et les rejets des stations d’épuration des eaux usées situées dans les limites des ZICO. Dans les sols, 95 ZICO présentaient une concentration dangereuse en produits chimiques, les concentrations les plus élevées étant celles des PCB et des plastifiants dans les zones influencées par les surfaces artificielles. Enfin, sur 140 sédiments, 68 présentaient au moins un composé dépassant les valeurs prédites sans effet (PNEC), les HAP et les plastifiants étant les principaux composés détectés. L’état de contamination de ces zones naturelles implique l’exposition de la faune sauvage à des produits chimiques, ce qui affecte la qualité globale de l’environnement.

Conclusion

L’Observatoire de la pollution diffuse est un projet de surveillance à long terme qui fournit des preuves de la menace généralisée que représente la pollution chimique dans l’eau, le sol et les sédiments des sites d’importance écologique, ainsi que de ses impacts sur les oiseaux de différents habitats, dans le but de contribuer à la mise en œuvre de mesures de conservation efficaces.

Article rédigé par Maria Dulsat-Masvidal¹, Silvia Lacorte¹ et Miguel Muñoz^{2 – 1} Département de Chimie Environnementale, IDAEA-CSIC, Jordi Girona 18-26, 08034 Barcelone, Espagne – ² SEO/BirdLife, Melquiades Biencinto, 34, 28053 Madrid, Espagne

Remerciements

Les auteurs remercient chaleureusement SEO/BirdLife et Ecoembes pour leur soutien financier dans le cadre du projet LIBERA (Ciencia Libera). Les auteurs remercient également les bénévoles du projet LIFE FOLLOWERSSRN2000 (LIFE16 ESC/ ES/000003) et les autres bénévoles qui ont participé à la collecte des échantillons. Les auteurs remercient le ministère espagnol des Sciences et de l’Innovation pour son soutien financier [PID2022-137766NB-I00].

Définitions

Service écosystémique : la notion de service écosystémique renvoie à la valeur (monétaire ou non) des écosystèmes, voire de la Nature en général, en ce sens que les écosystèmes fournissent à l’humanité des biens et services nécessaires à leur bien-être et à leur développement.

Contaminant organique : type de pollution chimique provoquée par les polluants carbonés, comme la matière organique (lisier, boues d’épuration, etc.), les organochlorés (DDT) ou encore les polychlorobiphényles (PCB).

Bioindicateur : Organisme végétal ou animal qui fait l’objet de mesure permettant d’indiquer la présence ou les effets des polluants.

Liste Rouge de l’UICN : indicateur pour suivre l’état de la biodiversité dans le monde. Grâce à cet état des lieux, on sait aujourd’hui qu’une espèce de mammifères sur quatre, un oiseau sur sept, plus d’un amphibien sur trois et un tiers des espèces de conifères sont menacés d’extinction mondiale.

Biome : Ecosystème terrestre ou aquatique caractéristique de grandes zones biogéographiques soumises à un climat particulier.

Zones de Protection Spéciale (ZPS) : Zone reconnue par les communautés européennes, par la Directive du 25 avril 1979, comme utile pour la protection des oiseaux. Ces zones sont intégrées au réseau Natura 2000.

Micropolluants : Ensemble de substances qui, en raison de leur toxicité, de leur persistance, de leur bioaccumulation, de leur très faible concentration dans l’eau (de l’ordre du nanogramme ou du microgramme par litre) sont de nature à engendrer des nuisances.

PNEC : Dans le domaine de l’environnement, on estime une « concentration prévisible sans effets sur le milieu » (Predictive No Effect Concentration – PNEC), généralement sur la base de résultats de bio-essais en laboratoire.