Ecotoxic evaluation of mortar leachate using the amphibian larvae (Xenopus laevis)
Authors: Coutand M. , Mouchet F. , Cyr M. , Gauthier L. , Clastres Pierre 
Published: June 2015

Nowadays, many projects aim to reuse by-products (e.g. sewage sludge ash, sedimentsof dredging, MSWI…) in cement-based materials. However, some questions remainconcerning the environmental impacts of these wastes in this kind of application. Thecement-based materials in buildings or roads are subjected to leaching/draining byrainwater or subterranean water. Consequently, draining waters may constitute animportant reservoir for contaminants, such as water extractible elements, in the aquaticenvironment. So these elements, which are potentially pollutant, could be in contactwith living organisms of the ecosystems.The regulations in the field of waste materials are mainly based on the chemicalcomposition of the waste, or on the quantity of leached elements and use standard tests.However the quantity of elements that are potentially leachable does not necessarilyreflect the ecotoxic behaviour of the waste in the environment. The impact of a leachatedepends on many factors such as: the intrinsic toxicity of the elements, speciation ofmetals, the nature of the medium, and physical and chemical interactions leading to themodification of the bioavailability of the pollutants.In order to assess the ecotoxic potential of by-products used in cement-based materials,measurements were made to evaluate the effects of acute toxicity and the possibleeffects of toxicity on the genome (genotoxicity) of larvae of amphibians exposed tovarious concentrations of mortar leachates. This work is related to the evaluation of theenvironmental impact of meat and bone meal ashes in the cement matrix using thestandardized ISO 21427 amphibian micronucleus assay on Xenopus laevis larvae (ISO,2006).

De nos jours, de nombreux travaux visent à valoriser les sous-produits (cendres de boues de station d’épuration, sédiments de dragage, REFIOM…) dans les matériaux cimentaires. Aussi, cette voie de valorisation soulève des questions concernant les impacts environnementaux lors de leur utilisation dans les matériaux du BTP.Les matériaux cimentaires (applications dans le bâtiment et les travaux routiers) sont soumis au lessivage par les eaux de pluie ou les eaux souterraines. Par ces lixiviations, les éléments hydro-extractibles se retrouvent par infiltration dans le sol, dans les eaux de surface et les nappes phréatiques, et sont en contact avec les organismes peuplant ces milieux.Aujourd’hui, les contraintes réglementaires dans le domaine des déchets reposent principalement sur leur composition chimique ou la quantité d’éléments rejetés. Cependant la quantité d’éléments potentiellement lixiviables d’un déchet ne reflète pas son caractère écotoxique dans l’environnement. En effet, l’impact d’un lixiviat dépend de nombreux facteurs dont la toxicité intrinsèque des éléments en présence, la spéciation des métaux, la nature du milieu, les interactions physicochimiques pouvant modifier la biodisponibilité des polluants.Afin d’évaluer l’impact du potentiel écotoxique des cendres de farines animales valorisées dans les matériaux cimentaires, nous avons mis en œuvre des expérimentations visant à mesurer les effets de toxicité aiguë ainsi que les éventuels effets de toxicité sur le génome (génotoxicité) de larves d’amphibiens exposées à diverses concentrations de lixiviats de mortiers. Le bio-essai utilisé est le test micronoyau amphibien sur des larves du crapaud Xenopus laevis faisant l’objet de la norme ISO 21427.Ce travail a montré l’importance de l’utilisation de bio-essai en complément des essais de lixiviations normalisés lors de l’étude de l’impact environnemental des matériaux cimentaires valorisant des cendres de farines animales. De plus, le pH des lixiviats est un paramètre non négligeable sur l’impact éco-génotoxique des lixiviats sur les larves de Xénopes.