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Eurodelta multi-model simulated and observed particulate matter trends in Europe in the period of 1990–2010
No full textInternational audienceThe Eurodelta-Trends (EDT) multi-model experiment, aimed at assessing the efficiency of emission mitigation measures in improving air quality in Europe during 1990–2010, was designed to answer a series of questions regarding European pollution trends; i.e. were there significant trends detected by observations? Do the models manage to reproduce observed trends? How close is the agreement between the models and how large are the deviations from observations? In this paper, we address these issues with respect to particulate matter (PM) pollution. An in-depth trend analysis has been performed for PM10 and PM2.5 for the period of 2000–2010, based on results from six chemical transport models and observational data from the EMEP (Cooperative Programme for Monitoring and Evaluation of the Long-range Transmission of Air Pollutants in Europe) monitoring network. Given harmonization of set-up and main input data, the differences in model results should mainly result from differences in the process formulations within the models themselves, and the spread in the model-simulated trends could be regarded as an indicator for modelling uncertainty.The model ensemble simulations indicate overall decreasing trends in PM10 and PM2.5 from 2000 to 2010, with the total reductions of annual mean concentrations by between 2 and 5 (7 for PM10) µg m−3 (or between 10 % and 30 %) across most of Europe (by 0.5–2 µg m−3 in Fennoscandia, the north-west of Russia and eastern Europe) during the studied period. Compared to PM2.5, relative PM10 trends are weaker due to large inter-annual variability of natural coarse PM within the former. The changes in the concentrations of PM individual components are in general consistent with emission reductions. There is reasonable agreement in PM trends estimated by the individual models, with the inter-model variability below 30 %–40 % over most of Europe, increasing to 50 %–60 % in the northern and eastern parts of the EDT domain.Averaged over measurement sites (26 for PM10 and 13 for PM2.5), the mean ensemble-simulated trends are −0.24 and −0.22 µg m−3 yr−1 for PM10 and PM2.5, which are somewhat weaker than the observed trends of −0.35 and −0.40 µg m−3 yr−1 respectively, partly due to model underestimation of PM concentrations. The correspondence is better in relative PM10 and PM2.5 trends, which are −1.7 % yr−1 and −2.0 % yr−1 from the model ensemble and −2.1 % yr−1 and −2.9 % yr−1 from the observations respectively. The observations identify significant trends (at the 95 % confidence level) for PM10 at 56 % of the sites and for PM2.5 at 36 % of the sites, which is somewhat less that the fractions of significant modelled trends. Further, we find somewhat smaller spatial variability of modelled PM trends with respect to the observed ones across Europe and also within individual countries.The strongest decreasing PM trends and the largest number of sites with significant trends are found for the summer season, according to both the model ensemble and observations. The winter PM trends are very weak and mostly insignificant. Important reasons for that are the very modest reductions and even increases in the emissions of primary PM from residential heating in winter. It should be kept in mind that all findings regarding modelled versus observed PM trends are limited to the regions where the sites are located.The analysis reveals considerable variability of the role of the individual aerosols in PM10 trends across European countries. The multi-model simulations, supported by available observations, point to decreases in concentrations playing an overall dominant role. Also, we see relatively large contributions of the trends of and to PM10 decreasing trends in Germany, Denmark, Poland and the Po Valley, while the reductions of primary PM emissions appear to be a dominant factor in bringing down PM10 in France, Norway, Portugal, Greece and parts of the UK and Russia. Further discussions are given with respect to emission uncertainties (including the implications of not accounting for forest fires and natural mineral dust by some of the models) and the effect of inter-annual meteorological variability on the trend analysis
Safe(r) by design guidelines for the nanotechnology industry
No full textInternational audienceExpectations for safer and sustainable chemicals and products are growing to comply with the United Nations and European strategies for sustainability. The application of Safe(r) by Design (SbD) in nanotechnology implies an iterative process where functionality, human health and safety, environmental and economic impact and cost are assessed and balanced as early as possible in the innovation process and updated at each step. The EU H2020 NanoReg2 project was the first European project to implement SbD in six companies handling and/or manufacturing nanomaterials (NMs) and nano-enabled products (NEP).The results from this experience have been used to develop these guidelines on the practical application of SbD. The SbD approach foresees the identification, estimation, and reduction of human and environmental risks as early as possible in the development of a NM or NEP, and it is based on three pillars: (i) safer NMs and NEP; (ii) safer use and end of life and (iii) safer industrial production. The presented guidelines include a set of information and tools that will help deciding at each step of the innovation process whether to continue, apply SbD measures or carry out further tests to reduce uncertainty. It does not intend to be a prescriptive protocol where all suggested steps have to be followed to achieve a SbD NM/NEP or process. Rather, the guidelines are designed to identify risks at an early state and information to be considered to identify those risks. Each company adapts the approach to its specific needs and circumstances as company decisions influence the way forward
A PBPK model to evaluate zebrafish eleutheroembryos’ actual exposure: bisphenol A and analogs’ (AF, F, and S) case studies
No full textInternational audienceThe zebrafish eleutheroembryo model is increasingly used to assess the toxicity and developmental adverse effects of xenobiotics. However, the actual exposure is seldom measured (poorly accessible), while a predictive model could estimate these concentrations. The predictions with a new eleutheroembryo physiologically based pharmacokinetic (PBPK) model have been evaluated using datasets obtained from literature data for several bisphenols. The model simulated the toxicokinetics of bisphenols A (BPA), AF, F, and S through the eleutheroembryo tissues while considering the body and organ growth. We further improved the predictions by adding dynamic flows through the embryo and/or its chorion, impact of experimental temperature, metabolic clearance, and saturation of the absorption by Bayesian calibration. The model structure was determined using the BPA dataset and generalized to the other bisphenols. This model revealed the central role of the chorion in the compound uptake in the first 48 h post-fertilization. The predictions for the BPA substitutes estimated by our PBPK model were compared to available toxicokinetics data for zebrafish embryos, and 63% and 88% of them were within a twofold and fivefold error intervals of the corresponding experimental values, respectively. This model provides a tool to design new eleutheroembryo assays and evaluate the actual exposure
Historical reconstruction of background air pollution over France for 2000–2015
No full textInternational audienceThis paper describes a 16-year dataset of air pollution concentrations and air quality indicators over France. Using a kriging method that combines background air quality measurements and modeling with the CHIMERE chemistry transport model, hourly concentrations of NO2, O3, PM10 and PM2.5 are produced with a spatial resolution of about 4 km. Regulatory indicators (annual average, SOMO35 (sum of ozone means over 35 ppb), AOT40 (accumulated ozone exposure over a threshold of 40 ppb), etc.) are also calculated from these hourly data. The NO2 and O3 datasets cover the period 2000–2015, as well as the annual PM10 data. Hourly PM10 concentrations are not available from 2000 to 2007 due to known artifacts in PM10 measurements. PM2.5 data are only available from 2009 onwards due to the limited number of measuring stations available before this date. The overall dataset was evaluated over all years by a cross-validation process against background stations (rural, sub-urban and urban) to take into account the data fusion between measurement and models in the method. The results are very good for PM10, PM2.5 and O3. They show an overestimation of NO2 concentrations in rural areas, while NO2 background values in urban areas are well represented. Maps of the main indicators are presented over several years, and trends are calculated. Finally, exposure and trends are calculated for the three main health-related indicators: annual averages of PM2.5, NO2 and SOMO35. The DOI link for the dataset is https://doi.org/10.5281/zenodo.5043645 (Real et al., 2021). We hope that the publication of this open dataset will facilitate further studies on the impacts of air pollution
Fire Propagation Behavior of Some Biobased Furanic Compounds with a Focus on the Polymer PEF
No full textInternational audienceAvantium is in the process of building a flagship plant for the production of furandicarboxylic acid (FDCA) and the derived polyester polyethylene furanoate (PEF) using their YXY process. Because of the status of this development of monomer production, next to storage and shipping, polymer production, application development, and polymer recycling, the understanding of the safety aspects of the YXY process is key for a successful deployment of the technology. In this paper, the focus is on fire propagation-related issues for both monomeric furanic compounds and for the polymer PEF and results are compared with relevant reference materials. The current assessment addresses the fire initiation and propagation behavior of FDCA and PEF for the very first time. From the fire safety viewpoint, it can be concluded that of the furanics tested, FDCA has a better safety margin both in terms of a lower thermal and chemical threat, as fires resulting from FDCA are not easily shifting toward underventilated fire scenarios. The obtained results with the PEF polymer are useful in understanding the nature and behavior of PEF under real fire conditions. PEF seems slightly better in terms of the total energy released from the combustion process than the bulk polyester PET. In addition, PEF fires result in lesser CO and soot yields compared to PET, which is proof for a better completeness of combustion
Impacts des produits phytopharmaceutiques sur la biodiversité et les services écosystémiques. Synthèse de l’expertise scientifique collective
No full textInternational audienceChaque année, entre 55 000 et 70 000 tonnes de substances actives phytopharmaceutiques, incluant celles utilisables en agriculture biologique et de biocontrôle, sont vendues sur le territoire français métropolitain et d’outre-mer et sont utilisées pour la protection des cultures ou l’entretien des jardins, espaces végétalisés et infrastructures (JEVI). Dans le même temps, le rapport sur l’évaluation mondiale de la biodiversité et des services écosystémiques établi en 2019 par la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES) dresse le bilan alarmant d’une érosion sans précédent de la biodiversité. La pollution chimique générée par les activités humaines, incluant les produits phytopharmaceutiques (PPP), est identifiée parmi les causes de cette érosion. Cette pollution s’ajoute à d’autres pressions, comme les destructions d’habitats causées par l’urbanisation, l’intensification des pratiques agricoles et sylvicoles, et les conséquences du changement climatique. Face à ce constat, la réglementation européenne en matière de mise sur le marché des PPP vise un degré élevé de protection, avec en particulier pour principe d’éviter tout effet inacceptable sur l’environnement. Toutefois, elle ne parvient pas complètement à atteindre cet objectif, en raison notamment d’une prise en compte insuffisante de la diversité des interactions telles qu’elles se produisent dans l’environnement (entre substances, entre organismes, avec une variété de facteurs physico-chimiques, etc.).C’est dans ce contexte que les ministres chargés de l’Environnement, de l’Agriculture et de la Recherche ont sollicité INRAE et l’Ifremer pour réaliser un état des lieux des connaissances scientifiques relatives aux impacts des PPP sur la biodiversité et les services écosystémiques. La précédente expertise scientifique collective (ESCo) portant sur Pesticides, agriculture et environnement avait été réalisée en 2005. Leprésent exercice consiste à en actualiser les résultats, en les élargissant à l’ensemble du continuum terre-mer et en incluant les usages de PPP relevant des zones non agricoles (JEVI). A la différence de celle de 2005, cette ESCo est positionnée en aval de l’utilisation des PPP, pour traiter du devenir et des impacts de ces substances une fois introduites dans l’environnement. Elle ne traite pas des pratiques ou systèmes agricoles permettant de réduire les utilisations de PPP, ni des stratégies préventives de régulation des bioagresseurs. Ces thématiques font l’objet d’autres travaux en cours, notamment une autre ESCo conduite par INRAE sur la gestion des couverts végétaux pour la régulation naturelle des bioagresseurs dont les résultats sont attendus à l’automne 2022. Ces deux exercices s’inscrivent dans le cadre du Plan Ecophyto II+, en complément de l’expertise Pesticides et santé humaine publiée par l’Inserm en 2021.Le périmètre de la présente ESCo couvre les différents milieux (terrestre, atmosphérique, aquatiques continental et marin, à l’exception des eaux souterraines) dans leur continuité, du lieu d’application jusqu’à l’océan, en France métropolitaine et d’outre-mer, à partir de connaissances produites ou transposables dans ce type de contexte (climat, PPP utilisés, biodiversité présente, etc.). Il intègre tous les produits destinés à la protection des cultures ou à l’entretien des JEVI, qu’il s’agisse de PPP conventionnels ou de produits ou agents de biocontrôle, dès lors qu’ils sont susceptibles de se retrouver dans l’environnement du fait d’une utilisation actuelle ou plus ancienne. Le cadre d’analyse mis en place considère la biodiversité dans ses dimensions structurelle et fonctionnelle, et il intègre la question des services écosystémiques. L’attention est ainsi plus particulièrement portée sur des travaux qui documentent la mise en évidence des risques et des effets dans des conditions environnementales réalistes, et à des niveaux d’organisation biologique (ex. individu, population, communauté, écosystème) susceptibles de faciliter le lien à établir avec la biodiversité ainsi qu’avec les fonctions et services écosystémiques.Impacts des produits phytopharmaceutiques sur la biodiversité et les services écosystémiques Synthèse de l'expertise scientifique collective-Mai 2022 Direction de l'expertise scientifique collective, de la prospective et des études (DEPE
rbioacc: An R-package to analyze toxicokinetic data
No full textInternational audienceThe R-package rbioacc allows to analyse experimental data from bioaccumulation tests where organisms are exposed to a chemical (exposure) then put into clean media (depuration). Internal concentrations are measured over time during the experiment. rbioacc provides turnkey functions to visualise and analyse such data. Under a Bayesian framework, rbioacc fits a generic one-compartment toxicokinetic model built from the data. It provides TK parameter estimates (uptake and elimination rates) and standard bioaccumulation metrics. All parameter estimates, bioaccumulation metrics and predictions of internal concentrations are delivered with their uncertainty. Bioaccumulation metrics are provided in support of environmental risk assessment, in full compliance with regulatory requirements required to approve market release of chemical substances. This paper provides worked examples of the use of rbioacc from data collected through standard bioaccumulation tests, publicly available within the scientific literature. These examples constitute step-by-step user-guides to analyse any new data set, uploaded in the right format
Évaluation des risques des substances chimiques pour les récifs coralliens
No full textCitation suggérée : Anses. (2022). Évaluation des risques des substances chimiques sur les récifs coralliens. (saisine 2018-SA-0241). Maisons-Alfort : Anses, 158 p.Les récifs coralliens constituent des écosystèmes parmi les plus riches et les plus productifsde la planète. Ils abritent une biodiversité exceptionnelle de près de 100 000 espèces (coraux,échinodermes, mollusques, crustacés, vers, éponges, poissons, raies, tortues, requins, etc.),soit environ un tiers des espèces marines connues vivant dans les récifs. Mais ces écosystèmes sont gravement menacés, en particulier par les activités humaines.Au niveau mondial, il est estimé que 20 % des récifs ont été irrémédiablement détruits au coursdes dernières décennies. Parmi les 80 % restants, seul un tiers serait dans un état satisfaisant. Au premier plan des menaces identifiées figurent les conséquences du réchauffement climatique comme l'augmentation de la température des océans et leur acidification, les cyclones, etc. Cependant, parmi les multiples pressions auxquelles sont soumis les océans et les coraux, figurent également les pollutions dues aux activités humaines qui contribuent à leur dégradation.La France est le seul pays au monde à posséder des récifs coralliens dans les 3 océanstropicaux, leur surface totale correspond à 10% des récifs coralliens du monde. Elle est ainsiparticulièrement concernée par la protection des récifs coralliens, notamment au regard de lapollution de l’eau.Le ministère de la Transition écologique et solidaire a ainsi annoncé le 1er août 2018 lelancement d’une « Mission océans » dont une des actions est de réaliser un inventaire desdifférentes substances chimiques particulièrement toxiques pour les écosystèmes marins etles récifs coralliens. En conséquence, le Ministère de la Transition écologique a saisiconjointement l’Office français de la biodiversité (OFB) et l’Anses pour évaluer les impacts dessubstances chimiques sur les récifs coralliens.Cette saisine s’inscrit également dans le cadre de la loi sur la reconquête de la biodiversité etdes paysages. Elle accompagne et complémente la mise à jour du bilan de l’état de santé des récifs coralliens, réalisée tous les cinq ans par l’Initiative Française pour les Récifs Coralliens (IFRECOR)
Méthode d’élaboration de VTR pour un mélange de substances et application au mélange benzène,toluène, éthylbenzène et xylènes (BTEX)
No full textCitation suggérée : Anses. (2022). Méthode d’élaboration de VTR pour un mélange de substances et applicationau mélange benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes (BTEX). (saisine 2018-SA-0152 ).Maisons-Alfort : Anses, 63 p.L’Agence régionale de santé (ARS) Provence-Alpes-Côte d’Azur (PACA) a interpellé la Direction Générale de la Santé (DGS) au sujet d’une situation particulière concernant l’exposition à un mélange gazeux de benzène, toluène, xylènes (BTX), au sein d’un groupe scolaire situé à Marseille, à proximité d’un ancien site industriel. Cet établissement a fait l’objet d’un diagnostic environnemental dans le cadre de la démarche nationale d’identification des établissements accueillant les enfants et les adolescents construits sur des sites potentiellement pollués.Bien que les concentrations mesurées pour les polluants pris individuellement soient toutesinférieures aux Valeurs Guides de l’Air Intérieur (VGAI) et/ou aux valeurs toxicologiques deréférence (VTR), l’ARS PACA s’est interrogée sur un éventuel effet cumulé de ces cinq substances chimiques (benzène, toluène et les 3 isomères du xylène), auxquelles est notamment exposée une population sensible (enfants) et sur la manière d’appréhender les très faibles doses.Dans le cadre de la gestion sanitaire des sites et sols pollués, les services de l’État et les ARSsont régulièrement confrontés à la problématique de l’évaluation des risques pour la santé despopulations simultanément exposées à plusieurs polluants.La question d’un potentiel effet cumulé des substances chimiques identifiées est, par ailleurs,fréquemment soulevée par les riverains, les associations ou encore les élus, dans des situations analogues de sites et sols pollués
