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Conclusions générales et perspectives 

« La science est un train que le mécanicien ne peut arrêter»  Frédéric Dard 

CONCLUSIONS GENERALES 

Une  nouvelle  source  d’inquiétude  sanitaire  est  née  suite  à  l’identification  et  la  quantification  d’un  nombre  impressionnant  de  polluants  dits  « émergents ».  Ces  derniers  ont  été  identifiés  dans  les  eaux  continentales à l’échelle de la planète (plastifiants, médicaments, sous‐produits de chloration, polluants  organiques  persistants...).  La  plupart  de  ces  contaminants,  tels  que  les  parabènes,  le  triclosan  et  le  triclocarban, ne sont pas soumis à des dispositifs législatifs et règlementaires alors que leur pouvoir de  perturbateurs endocriniens est avéré. 

Les  principaux  objectifs  de  ces  travaux  de  thèse  étaient,  d’une  part,  de  développer  et  valider  l’analyse  des parabènes, triclosan et triclocarban dans les matrices environnementales, d’autre part, de créer une  base de données presque inexistante sur l’occurrence de ces contaminant dans les eaux usées de deux  pays de niveau de développement différent : la France et le Liban.  

Ainsi, ce travail de thèse a permis de valider une méthode d’analyse des parabènes, du triclosan et du  triclocarban  dans  des  matrices  environnementales  complexes :  eaux  urbaines  résiduaires  traitées  ou  non. La méthode, appliquant la quantification par étalonnage interne, a été développée aussi bien sur la  phase dissoute que sur la phase particulaire. Pour la phase dissoute, des protocoles d’extractions sur SPE  ont  été  développés  puis  validés  au  moyen  de  tests  sur  matrice  dopée  via  le  calcul  du  rendement  d’extraction  et  du  rendement  global  de  la  méthode.  Quant  à  la  phase  particulaire,  la  validation  de  la  méthode  appliquée  (extraction  par  micro‐onde)  a  conduit  à  analyser  des  matières  en  suspension  en  triplicat  en  provenance  d’une  même  source  d’eaux  usées  extraites  par  deux  cycles  successifs  en  vue  d’une meilleure extraction.  

Les  méthodes  analytiques  développées  ont  été  utilisées  pour  déterminer  l’imprégnation  par  ces  contaminants  (parabènes,  triclosan  et  triclocarban)  des  eaux  usées  en  provenance  d’émissaires  de  réseaux d’assainissement unitaires et des eaux prélevées à l’échelle des ouvrages de stations d’épuration  aussi  bien  en  France  (émissaires  de  l’agglomération  parisienne  et  STEP  Seine  Amont  et  Seine  Center)  qu’au Liban (émissaires Antélias et El Ghadir, STEP El Ghadir). En effet, le suivi de la contamination des  émissaires  pour  les  deux  agglomérations  étudiées,  Paris  et  Beyrouth,  a  permis  d’acquérir  des  connaissances du point de vue analytique et contamination des eaux résiduaires urbaines dans les deux  pays. Ainsi sur les aspects analytiques, une très grande stabilité des parabènes, triclosan et triclocarban,  une  fois  fixés  sur  cartouche  Oasis®  HLB,  après  extraction  d’échantillons  d’eaux  usées  préalablement  acidifiés, a été mise en évidence. Le test de conservation, mené sur une période de 4 mois, a montré la  possibilité de conduire des analyses des parabènes, triclosan et triclocarban dans des pays ne possédant  pas  la  chaîne  analytique  complète  (absence  d’un  appareil  de  type  UPLC/MSMS,  par  exemple),  ce  qui  ouvre  des  perspectives  intéressantes  pour  des  pays  émergents.  De  plus,  l’utilisation  potentielle  de  flaconnage  en  plastique  lors  du  prélèvement  a  été  justifiée.  Cette  utilisation  ne  conduit  à  aucun  biais  dans le suivi des parabènes, du triclosan et du triclocarban. Aussi, des organismes, pourront suivre ces  contaminants  qu’ils  soient  déjà  équipés  de  préleveurs  automatiques  à  flaconnage  en  plastique  ou  en  verre sans risquer une altération de la qualité des mesures. 

Concernant les niveaux de contamination rencontrés, en rapportant les concentrations observées dans  les deux pays au nombre de références disponibles sur les marchés intérieurs, il a été mis en évidence  que  les  deux  pays  présentent  les  mêmes  tendances :  à  savoir  que  la  concentration  dans  les  eaux  résiduaires urbaines augmente avec la disponibilité sur le marché. Nos résultats montrent que par temps  sec,  les  eaux  usées  résiduaires  transitant  dans  les  émissaires  parisiens  sont  significativement  plus  contaminées  par  les  parabènes  que  celles  transitant  dans  le  réseau  d’assainissement  de  Beyrouth.  De  plus,  les  méthylparabène,  éthylparabène  et  propylparabène  présentent  les  concentrations  les  plus  élevées alors que le benzylparabène n’a jamais été observé dans aucun échantillon. Pour le triclosan, il 

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apparait que les niveaux moyens au Liban sont légèrement supérieurs à ceux observés à Paris d’environ  30 %. Les concentrations en triclocarban sont, quant à elles, très nettement supérieures à Beyrouth, la  concentration médiane à Beyrouth est de 1700 ng/L contre seulement 115 ng/L à Paris. Les parabènes  sont  présents  en  phase  dissoute  à  plus  de  99  %.  Les  log(Kd)  estimés  pour  ces  composés  sont  compris 

entre 0,8 et 2 (en valeur médiane) pour la France et 1,3 et 2,3 pour le Liban. Les MES ne sont donc pas le  principal  vecteur  de  ces  composés  dans  les  émissaires.  Le  triclosan  est  lui  majoritairement  présent  en  phase  particulaire,  il  offre  des  log(Kd)  plus  élevés  que  ceux  des  parabènes,  voisins  de  4  pour  les  deux 

pays. Le triclocarban est plus singulier. Dans les émissaires de l’agglomération parisienne, son log(Kd) est 

plus  faible  que  celui  du  triclosan  (3,4  contre  4)  alors  que  c’est  une  situation  inverse  qui  est  observée  Beyrouth :  4,6  pour  le  triclocarban  et  4,1  pour  le  triclosan,  conséquence  directe  de  la  plus  forte  contribution  de  la  phase  particulaire  à  la  charge  totale  en  triclocarban  au  Liban.  Sur  la  base  des  concentrations mesurées, pour la première fois en France, des flux annuels par équivalent habitant ont  pu être déterminés pour l’ensemble des composés ; ils sont de 1158 mg/EH/an pour MeP, 276 mg/EH/an  pour EtP, 253 mg/EH/an pour PrP, 12 mg/EH/an pour IsoBuP, de 66 mg/EH/an pour BuP, 268 mg/EH/an  pour  TCS  et  9  mg/EH/an  pour  TCC.  Ces  estimations  n’ont  pas  pu  être  réalisées  pour  le  Liban  car  les  mesures de débits n’étaient pas possibles sur les sites suivis. 

A  l’image  des  concentrations  identifiées  sur  Seine  Centre  dans  les  eaux  usées  prétraitées,  les  concentrations en parabènes sur Seine Amont se situent dans la fourchette haute de la littérature. Quant  au  TCS  et  TCC,  ils  se  situent  dans  la  fourchette  des  concentrations  rencontrées  dans  notre  synthèse  bibliographique.  La  première  information  qui  ressort  du  suivi  des  parabènes  dans  les  eaux  usées  en  entrée de STEP est que les deux stations présentent les mêmes distributions avec une majorité de MeP  (55  à  60%).  De  plus,  les  parabènes  se  retrouvent  majoritairement  dans  la  phase  dissoute  avec  une  proportion > 95 %. Les niveaux de concentration des parabènes sont homogènes dans les eaux usées sur  les deux stations d’épuration Seine Centre et Seine Amont en France. Les teneurs moyennes en TCS et  TCC sur les deux stations sont relativement proches, de l’ordre de 8 à 10 mg/kg.ms pour le TCS et de 0,1  à  0,15  mg/kg.ms  pour  le  TCC.  Ces  résultats  sont  cohérents  avec  ceux  des  émissaires.  Néanmoins,  contrairement au TCC, les teneurs en TCS sur la station Seine Amont ont tendance à être supérieures à  celles sur Seine Centre. En termes de flux par équivalent‐habitant (EH) dans les eaux brutes, ils s’élèvent  à 3155, à 1026 et à 20 µg/j/EH sur la station d’épuration Seine Centre pour les parabènes, le TCS et le  TCC  respectivement.  Sur  la  file  2‐6  de  Seine  Amont,  ces  flux  sont  respectivement  de  2309  µg/j/EH,  de  885 et de 28 µg/j/EH respectivement. Ces flux se trouvent dans la fourchette basse des valeurs calculées  sur les émissaires concernant les parabènes et dans le même ordre de grandeur pour le TCS et le TCC. De  plus, une relative homogénéité est observée entre les valeurs calculées sur la Seine Amont et l’émissaire  qui l’alimente. 

L’abattement sur la station Seine Centre a été évalué à l’échelle de la station et à celui des ouvrages des  traitements  primaires  et  secondaires.  Ainsi,  la  décantation  physico‐chimique  lamellaire  favorise  nettement l’abattement des pollutions particulaires (abattement de 84 % en moyenne pour les MES et le  TCS  en  phase  particulaire)  et  organiques  (entre  62  et  73  %).  Cependant,  elle  n’est  pas  adaptée  à  la  pollution  dissoute.  En  effet,  les  concentrations  des  parabènes  dans  les  eaux  décantées  sont  significativement  supérieures  à  celles  mesurées  dans  les  eaux  brutes.  De  fait,  des  abattements  faibles,  voire  négatifs  ont  été  obtenus  pour  l’ammonium  et  le  carbone  organique  dissous,  ainsi  que  pour  la  fraction  dissoute  des  parabènes.  Une  mauvaise  homogénéité  des  différents  effluents  arrivant  dans  la  bâche de répartition en amont du décanteur pourrait conduire à de plus faibles concentrations en phase  dissoute  dans  les  eaux  brutes  et  des  concentrations  plus  fortes  dans  les  eaux  décantées,  après  équilibration.  Concernant  le  traitement  biologique,  des  abattements  importants  des  paramètres  classiques des pollutions particulaire, organique et dissoute ont été observés pour la biofiltration (75‐94  %).  Pour  la  première  fois,  cette  étude  montre  l’efficacité  de  la  biofiltration  pour  le  traitement  des  parabènes, du TCS et du TCC. Ainsi, des abattements moyens entre 90,6 et 99,6 % pour les parabènes  (fraction  dissoute)  et  de  96  et  81  %  pour  le  TCS  et  le  TCC  respectivement  (phase  particulaire)  ont  été  obtenus.  L’efficacité  globale  de  Seine  Centre,  appliquant  la  décantation  physico‐chimique  lamellaire  couplée à la biofiltration, est très bonne vis‐à‐vis des parabènes (l’abattement global est > 99,3%) et très  satisfaisante tant pour le TCS (96,3 (± 0,7) %) que pour le TCC (98,7 (± 0,2) %). 

Conclusions générales et perspectives 

A  l’image  de  l’élimination  des  parabènes  par  la  décantation  physico‐chimique  lamellaire  sur  Seine  Centre,  l’abattement  des  parabènes  lors  du  traitement  primaire  par  décantation  classique  sur  Seine  Amont est inexistant avec une tendance plus marquée que sur Seine Centre. Pour sa part, la décantation  classique permet des abattements modérés de la pollution particulaire (de l’ordre de 73 % pour les MES).  Ainsi,  la  contamination  par  le  TCS  et  le  TCC  dans  les  eaux  décantées  est  réduite  de  façon  significative  avec l’élimination des MES. L’abattement des parabènes par les boues activées est compris entre 87 et  99,5 % (phase dissoute) et ceux du TCS et TCC sont de l’ordre de 99 % et de 86 %. Il est à noter que ces  valeurs sont comparables à celles calculées sur Seine Centre. Tout comme pour Seine Centre, l’efficacité  globale de la station d’épuration Seine Amont vis‐à‐vis des parabènes est très bonne (abattement > 85  %) et s’élève à 99,8 % et à 97,4 % (phase particulaire) pour le TCS et le TCC, respectivement. Ces taux  d’élimination  sont  comparables  à  ceux  de  Seine  Centre  et  sont  comparables  à  ceux  déterminés  dans  d’autres pays européens (González‐Mariño et al. 2009; Jonkers et al. 2009, Regueiro et al. 2009; Eriksson 

et al. 2009). 

Ces travaux ont été menés en coopération avec le SIAAP, gérant des stations de Seine Centre et de Seine  Amont,  en  France.  Ils  fournissent  les  premières  informations,  tant  en  France  qu’au  Liban,  sur  l’occurrence  des  parabènes,  triclosan  et  triclocarban  dans  les  eaux  usées.  Ces  informations  pourront  servir de référence. 

PERSPECTIVES 

Comme perspectives à notre travail, nous proposons plusieurs démarches : 

1. En  premier  lieu,  il  conviendrait  de  poursuivre  les  développements  analytiques.  En  effet,  il  est  important  d’améliorer  la  spécificité  et  la  sensibilité  des  méthodes  désormais  disponibles  pour  abaisser  les  LOQ ;  cela  pourrait  être  réalisé  en  améliorant  l’étape  de  purification  et  en  l’appliquant non seulement à la fraction particulaire mais aussi à la fraction dissoute. De plus, il  serait  intéressant  de  participer  à  des  essais  inter‐laboratoires  notamment  pour  l’analyse  sur  la  fraction  particulaire  vu  l’inexistence  d’une  matrice  certifiée  plus  que  jamais  nécessaire,  notamment dans un contexte réglementaire.  

2. L’étude sur les stations d’épuration a mis en évidence des forts abattements. Toutefois, il s’avère  nécessaire  de  compléter  ces  travaux  par  une  étude  de  la  filière  « boues »  pour  déterminer  les  processus qui conduisent aux abattements et statuer sur le niveau de transfert dans les boues de  ces contaminants afin d’évaluer les risques lors de l’épandage sur des parcelles agricoles.   3. Des améliorations devraient être apportées sur la méthodologie d’échantillonnage au Liban. En  effet les prélèvements ponctuels au niveau des émissaires et de la STEP étudiée apportent une  information incomplète sur les niveaux d’imprégnation par ces composés et sur leur abattement.  4. Regarder plus finement la distribution des parabènes, triclosan et triclocarban dans les particules  transitant en station d’épuration au niveau de chaque ouvrage de traitement pourrait peut‐être  fournir des pistes d’explication aux comportements qui ont été observés lors de ces travaux.  5. Enfin, il s’avère nécessaire de mener une étude similaire par temps de pluie du fait de la nature 

des  réseaux  d’assainissement  suivis :  unitaires  dans  les  deux  pays.  Cela  permettrait  de  déterminer  le  niveau  de  contamination  des  eaux  pluviales  et  estimer  le  transfert  potentiel  de  parabènes,  triclosan  et  triclocarban  vers  le  milieu  récepteur  lors  du  déversement  d’eaux  pluviales non traitées. En fonction des résultats, s’intéresser au niveau d’imprégnation du milieu  récepteur pourrait devenir nécessaire. 

   

 

 

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