Simultaneous determination of water quality standards for the 16 main PAHs using their narcotic property

The determination of water quality criteria for PAH is necessary to protect aquatic life from those toxic substances. However the amount of data on the ecotoxicity of each of the 16 PAHs from the so-called "EPA list" is highly variable. The result of that is that water quality criteria are based on a few tests using high safety factors depending on the number of available results. We performed a set of chronic tests using Ceriodaphnia dubia chronic test and Pseudokirchneriella subcapitata test on each PAH. The correlation of the EC10 with Kow was high and supports the hypothesis of a narcotic mode of action. The two tests show parallel regression lines which might be explained by a different lipid content. We could then express the chronic toxicity of PAHs obtained from a literature survey as a function of "concentration in octanol" concentration for all the PAHs. As a consequence of the narcotic mode of action the variability of these values becomes independent from the PAH structure. This allows fitting a log-logistic distribution of the toxicity that model the variability of species sensitivity to PAH and the inter-laboratory variability. From this distribution a protective value can be derived using the 5th percentile. This "concentration in octanol" value is then transformed to aquatic concentration for each PAH.. The values obtained are always more than ten times lower than the EC10 obtained with Ceriodaphnia dubia which was found to be very sensitive to all PAHs as compared to Pseudokirchneriella subcapitata and other results from the literature. / Cette étude a permis de déterminer des seuils de qualité pour les 16 hydrocarbures aromatiques polycycliques de la liste de l'US EPA dans les hydrosystèmes. Des essais de toxicité chronique et de génotoxicité ont été réalisés au laboratoire. Une analyse bibliographique exhaustive a été opérée afin de recueillir les données de toxicité et de génotoxicité produites dans le monde entier et de prendre en considération les données éco-épidémiologiques. La démarche d'élaboration des seuils de qualité est basée sur la détermination la plus précise possible des concentrations d'effet protégeant 95% des communautés vivantes. La modélisation des effets toxiques à partir des données de laboratoire et la prise en compte de la disparition des HAP des milieux d'essais en cours d'expérience ont été mises à profit pour cette phase. Il s'est avéré qu'un mécanisme narcotique peut être envisagé pour tous les HAP et permettre d'améliorer la précision en intégrant tous les HAP dans un même mécanisme d'action toxique. Les données de génotoxicité et d'éco-épidémiologie ont permis de donner des indications sur les facteurs de sécurité à adopter pour protéger les écosystèmes vis à vis des HAP génotoxiques. Des expériences sur les effets conjoints de HAP ont permis de valider l'utilisation d'un modèle additif pour de tels mélanges. Des seuils ont ainsi été élaborés qui pourront être mis en place dans le cadre de la surveillance des hydrosystèmes en tant qu'objectifs de qualité pour les hydrocarbures aromatiques polycycliques.