Analyse du modèle CHIMIOTOX du point de vue de ses implications toxicologiques [Article bilingue] Analysis of the CHIMIOTOX Model from the standpoint of its toxicological implications [Bilingual article]

Résumé

Le modèle CHIMIOTOX a été mis au point comme outil de gestion dans le but de réduire de façon importante la quantité de substances toxiques déversées dans le fleuve Saint-Laurent. Ce modèle effectue un calcul dont le résultat est une valeur numérique qui se veut représentative de la charge toxique présente dans un effluent industriel. Pour ce faire, le modèle attribue à chaque substance toxique une constante de toxicité, le facteur de pondération toxique (Ftox), dont la valeur est déterminée à partir des critères de qualité de l'eau du ministère de l'Environnement du Québec. Le Ftox sert à calculer l'unité CHIMIOTOX (UC) qui est le produit de Ftox par la charge journalière du polluant (kg/jour). La sommation des UC de toutes les substances ciblées donne l'indice CHIMIOTOX (IC) qui doit représenter le potentiel toxique de l'effluent. Dans la présente étude, le modèle CHIMIOTOX a été analysé du point de vue de ses implications au plan toxicologique. Les résultats de cette analyse montrent les faits saillants suivants. En premier lieu, le calcul du potentiel toxique théorique se fait selon l'équation d'une droite de pente Ftox. Ceci implique que le potentiel toxique calculé est directement proportionnel à la quantité de la substance, et cela, quel que soit le niveau supposé d'exposition. Cette démarche n'est pas compatible avec le concept fondamental de la dose-réponse, basé sur l'observation expérimentale. À cette étape du modèle, l'estimation du théorique risque de s'écarter considérablement de la réalité. En second lieu, l'UC est calculé en utilsant la charge journalière moyenne de l'effluent à partir de mesures effectuées sur trois jours. Le modèle fait abstraction des variations ponctuelles dans le temps, variations qui peuvent influencer de manière significative le profil d'exposition des organismes, et par conséquent, la toxicité. En troisième lieu, l'IC, qui est la sommation des UC, ne tient pas compte des interactions toxiques pouvant survenir dans le cas d'un mélange de substances, ni de la bioaccumulation dans la chaîne trophique. Une comparaison du CHIMIOTOX avec le modèle des TEF (Toxic Equivalency Factor) développé pour les dibenzo-p-dioxines et les dibenzofurannes polychlorés, a été effectuée afin de souligner la difficulté d'obtenir des valeurs théoriques prédictives de la toxicité de mélanges complexes, même lorsque ses composants possèdent un mécanisme d'action commun, ce qui n'est pas le cas pour la plupart des substances considérées par le CHIMIOTOX. Au total, le modèle CHIMIOTOX génère une incertitude qui s'accroît à chaque étape du calcul. Ceci l'empêche d'avoir une véritable valeur quantitative et limite considérablement son utilité dans l'évaluation du rique environnemental associé aux substances toxiques.

Mots-clés:

• CHIMIOTOX,
• modèle numérique,
• outil de gestion,
• écotoxicologie,
• effluents toxiques

Abstract

CHIMIOTOX is a model designed to provide a numerical indicator of toxic discharges for the purpose of comparing and integrating sampling results. CHIMIOTOX was also intended to be used as a tool in managing toxic substances. In this paper, the CHIMIOTOX model has been analysed from the standpoint of its toxicological implications. The analysis shows that the model's numerical indicator does not integrate principles such as the dose-response relationship, the level of exposure of the target organisms in the receiving waters, the transformation of toxic substances in the environment and their bioaccumulation, or the possible interactions between the different components of a complex mixture of toxic substances. The CHIMIOTOX model has been compared to the toxic equivalency factor (TEF) approach developed for polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans to illustrate the difficulties in obtaining reliable predictive values for the toxicity of mixtures even when their components share a similar mechanism of action, which is not the case for most substances subjected to CHIMIOTOX. Because CHIMIOTOX generates a high degree of uncertainty that increases at each step of the calculation, and because this uncertainty is not taken into account, the usefulness of the model from the point of view of ecotoxicological risk assessment and management appears significantly limited.

Keywords:

• CHIMIOTOX,
• numerical model,
• ecotoxicology,
• toxic effluents,
• management tool