Modélisation de la contamination chimique Projets en cours en Méditerranée

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1 Modélisation de la contamination chimique Projets en cours en Méditerranée Rappel problématique générale Outils de modélisation disponibles Projets en cours en Méditerranée B. Thouvenin BE/LBCM Journée Dynecouverte 20 Octobre

2 Problématique générale 2. atmosphère Transport longue distance 5. Transfert vers l homme 1.Transport dispersion Toxicité 4. Exposition Bioaccumulation écosystème z concentration mg/g µg/g X Plancton Moules Mammifères marins 3. Stockage Accumulation - Transformations diffusion ng/g Air Eau X In V. Loizeau

3 1ère étape : Répartition dans les différents compartiments à une échelle globale A partir des caractéristiques physico-chimiques des contaminants : (modèle de Mackay niveau I : partage à l équilibre en CONDITIONS STATIONNAIRES) Isoproturon naphtalène Benzo(a)pyrene (Tissier et al, 2005) + informations sur - bioconcentration / bioaccumulation / biomagnification - toxicité

4 2ème étape : Répartition phases et espèces + processus de perte à l échelle d un bassin Répartition dans les différents compartiments et les différentes espèces, avec effets de pertes par advection/dépôt, dégradation,volatilisation ( modèle de Mackay niveau III : partage à l équilibre en CONDITIONS NON STATIONNAIRES) Modèles 0D : MORGAN (Organiques) et MOCO (métaux) Gonzalez, et al, 2001

5 3ème étape : Répartition spatiale et temporelle des phases : Couplage avec transport dissous/particulaire 1.Transport dispersion MARS-3D/MET&OR Garreau et al, Thouvenin 4. Exposition z 2. Stockage Accumulation -

6 4ème étape : Répartition spatiale et temporelle des espèces : Couplage avec biogéochimie 1.Transport dispersion MARS-3D/MET&OR + biogéochimie (nutrients, production primaire, phytoplancton, zooplancton) 4. Exposition Spéciation Biodisponibilité Liens avec MO +Eco3M (ECOlogical Mechanistic and Modular Modelling) Baklouti et al, 2006) z 2. Stockage Accumulation -

7 5ème étape. Transfert dans la chaîne trophique : : Modèle de bioaccumulation 1.Transport dispersion 4. Exposition z Spéciation Biodisponibilité Liens avec MO 5.Bioaccumulation chaîne trophique DEB/bioacc. 2. Stockage Accumulation -

8 Outils de modélisation : Bioaccumulation Modèle bioénergétique : approche DEB (Kooijman, 2000) Modèle de bioaccumulation PCBs apports PCBs PCBs PCBs pertes Bodiguel Loizeau - Eichinger (merlu sole) Pecquerie Petitgas Struski (anchois) Casas (moule - métaux)

9 Projets en cours : Programme Intégré Méditerranée METROC : grandes métropoles Méditerranéennes Transferts côte/sédiment/large Industries port Apports atmosphériques Rivières MARS-3D RHOMA 1. Mesures sur le terrain Pairaud I. 2. Application de modèles station d épuration Apports du large

10 Exemple Dilutions de l apport des Aygalades Animation avec une image toutes les 4 heures + Transport sédimentaire (R. Verney) Distribution dissous/particulaire pertes par dépôts MARS-3D RHOMA + Ecosystème Eco3M Projet MASSILIA (EC2CO) Calcul (LOPB des ; C. Pinazo) flux et des stocks : Le flux Distribution rejeté à la côte (PCB) est exporté au bout de 5 jours MOP/MOD/phytoplancton à cette période Quelques heures dans la zone proche où les dilutions sont entre 1 à 1000 Quelques jours dans la rade avec des dilutions très fortes de 10 3 à 10 4

11 Projets en cours : COSTAS (Projet ANR ) COntaminants dans le Système Trophique : Phytoplancton Zooplancton Anchois Sardine Responsable : J. Tronczynski Partenaires : Ifremer BE-DYNECO-HMT LOPB (Marseille) CEREGE (Aix Marseille) IRD/CRH (Sète) Transfert et redistribution des contaminants entre réservoirs géochimiques et biologiques dans un écosystème marin méditerranéen : Le Golfe du Lion MERLUMED Résultats du programme MerluMed Resp. : C. Mellon (Ifremer/Sete) Schéma simplifié du réseau trophique du Merlu Toutes les espèces du réseau possèdent des signatures en δc13 proches du phytoplancton (Ferraton, 2007) Phytoplancton = source principale de MO pour toutes les espèces du réseau Alimentation = Voie principale de contamination par les PCB (Thomann et al, 1989) Phytoplancton = Voie d entrée principale des PCB dans le réseau P E L A G O S B E N T H O S Allotheutis Poutassou Sardine Anchois Gobie Tacaud (Mellon et al.) Filets Zooplancton Zooplancton MERLU Crevette Mysidacé Phytoplancton Euphausiacé Amphipodes EAU Nutrients MOP MOP Détritique MOP sédiment

12 Projets en cours : COSTAS (Projet ANR ) Responsable : J. Tronczynski Partenaires : Ifremer BE-DYNECO-HMT LOPB (Marseille) CEREGE (Aix Marseille) IRD/CRH (Sète) COntaminants dans le Système Trophique : Phytoplancton Zooplancton Anchois Sardine Rôle des populations phytoplanctoniques dans le transfert COLONNE D EAU Spéciation Biodisponibilité des éléments anthropiques Bioaccumulation devenir chez les petits pélagiques Bioaccumulation par le zooplancton Transfert et redistribution des contaminants entre réservoirs géochimiques et biologiques dans un écosystème marin méditerranéen

13 Projets en cours : COSTAS (Projet ANR ) Modélisation Configuration MENOR PCB Cycle du Carbone Phyto/zoo/plancton Eco3M LOPB (Baklouti, Diaz, Raybaud, Faure) (PBDE) Cd Hg Pb Dynamique des masses d eau et des particules MARS-3D MENOR Garreau, Andre Dufois, Verney Biodisponibilité et transferts des contaminants MOCO/MORGAN Modèle couplé pluridisciplinaire MARS-3D / Eco3M / MET&OR DEB/Anchoi/Gascogne (Pecquerie, 2007) DEB/Merlu/bioaccumulation/PCB (Bodiguel,2008) COP, COD, phyto, zoo Cd, Cp, Cϕ, Cz Petit pélagique et Bioaccumulation DEB/Anchois/Méditerranée DEB/Anchois/bioaccumulation/PCB Base des données

14 + autres projets utilisant MARS/MET&OR : Contamination bactérienne (Toulon) S. Coudray Contamination radioactive (Toulon) F.Dufois IRSN Merci de votre attention