Utilisation des mousses aquatiques comme bioindicateurs de contamination radioactive

IPSN/DPEI/SERE. Laboratoire de Radioécologie des Eaux Continentales. URSED CEN Cadarache, BP N  1 13108 Saint-Paul-Lez-Durance Cedex

Résumé

II y a plus de 20 ans, la capacité de fixation des radionucléides par les bryophytes a été mise en évidence à la suite des essais nucléaires atmosphériques qui ont eu lieu notamment dans la période allant de 1957 à 1963. A partir de cette constatation, ces végétaux, et notamment les mousses, ont donné lieu à des études radioécologiques, leurs caractéristiques physiologique, biogéographique et écologique correspondant parfaitement aux critères auxquels doit répondre un bioindicateur de pollution. A cet égard, les travaux in situ menés depuis plusieurs années permettent de démontrer que les mousses aquatiques constituent de bien meilleurs indicateurs de contamination radioactive que le sédiment, les végétaux immergés et les poissons. A partir du mois de juin 1986, les prélèvements d'échantillons de mousses ont permis de mettre en évidence les retombées radioactives dues à l'accident de Tchernobyl (pré- sence de ¹⁰³Ru, ¹⁰⁶Ru, ^110mAg, ¹³⁴Cs et ¹³⁷Cs). Le même type d'étude in situ permet de suivre l'évolution de la radioactivité dans les fleuves recevant les effluents liquides très faiblement radioactifs rejetés, après traitement, par les centrales électronucléaires. Dans ce domaine des résultats significatifs ont pu être rassemblés, en particulier pour certaines zones du Rhône et de la Seine (présence de ⁵⁴Mn, ⁵⁸Co, ⁶⁰Co ,^110mAg, ¹³⁴Cs et ¹³⁷Cs). Dans certains cas une analyse détaillée des données permet d'établir des corrélations qualitatives et quantitatives entre la contamination des mousses et la composition des effluents liquides. Malgré tout l'intérêt qu'elles présentent, les études in situ ne constituent qu'un constat ponctuel dans le temps. Pour une interprétation et une exploitation plus complète des résultats de ce type de travaux, comme pour reconstituer l'historique d'une pollution, des études expérimentales sont indispensables. Leur finalité est la connaissance des cinétiques d'accumulation et d'élimination ainsi que l'évaluation des facteurs de concen- tration et des périodes biologiques des radionucléides. Aussi de nombreuses expériences, dont la première date de 1968, ont été réalisées pour plusieurs radionucléides avec des bryophytes et en particulier deux espèces de mousse, Platyhypnidium ripa-rioides et Fontinalis antipyretica. Une illustration de l'intérêt, et par conséquent, de la nécessité d'amplifier la complémentarité des études in situ et des travaux expérimentaux, est fournie par un exemple concret, fondé sur des mesures effectuées sur des mousses prélevées en aval du site de la centrale de Nogent-sur-Seine, en juillet 1989.

Abstract

The radionuclides retention ability of Bryophyta was shown up about twenty years ago, following the nuclear weapons tests, more particularly from 1957 to 1963. From that time onwards, these organisms, especially mosses, are the subjects of radioecological studies. Indeed, their physiological, biogeographical and ecological characteristics are perfectly adapted to the criterions, a biological indicator of pollution should have. Field studies, entered upon for several years in this connection, establish that aquatic mosses are better indicators or radioactive contamination than sediment, fishes and immersed plants. Since June 1986, the radioactive fallout of the accident of Chernobyl, have been shown up by mosses samplings (detection of ¹⁰³Ru, ¹⁰⁶Ru, ^110mAg, ¹³⁴Cs et ¹³⁷Cs). The evolution of radioactivity in the rivers, into which are released weakly radioactive liquid wastes from nuclear power plants, after they have been treated, is followed by the same kind of field studies. Thus, significant results could have been collected, particularly concerning some zones of the Rhône and the Seine where ⁵⁴Mn, ⁶⁰Co, ^110mAg, ¹³⁴Cs and ¹³⁷Cs have been found. Through some detailed analysis of the given informations, qualitive and quantitative correlations can be established between the contamination of mosses and the composition of liquid wastes. Despite their interest, field studies are merely a punctual established fact in time. To have a more complete interpretation and handling of the data in this kind of work, as to give a chronological account of a pollution, experimental studies are absolutly necessary. They are used to study the kinetic of accumulation and elimination, as to estimate the concentrations factors and the biological half life of radionuclides. Therefore numerous experiments, the first one in 1968, have been undertaken with several radionuclides on Bryophyta and more precisely two species of mosses, Platyhypnidium riparioides and Fontinalis antipyretica. The interest, and consequently the necessity, to amplify the complementarity of field and experimental studies is illustrated by a concrete example, based on radioactivity measurements, carried out on mosses taken downstream the nuclear power station of Nogent-sur-Seine, in July 1989.