Données d’occurrence dans les eaux de surface

Sélection d’une liste de molécules psychotropes d’intérêt

6. Devenir et occurrence dans l’environnement

6.3. Données d’occurrence dans les eaux de surface

le crapet arlequin (Lepomis macrochirus), le poisson chat (Ictalurus punctatus) et la marigane noire (Pomoxis nigromaculatus), avaient accumulé de la fluoxétine et de la sertraline ainsi que de la norfluoxétine et de la norsertraline. Si les niveaux de concentration étaient plus importants dans le cerveau et dans le foie, de faibles quantités ont été quantifiées dans le muscle (Brooks et al., 2005). De plus, en 2006, une étude pilote sur cinq rivières impactées par des rejets de station d’épuration a été conduite à travers les Etats-Unis. Les analyses des tissus des poissons pêchés dans ces environnements ont révélé la présence de carbamazépine, fluoxétine, norfluoxétine et sertraline. Des concentrations de 3,1 et 8 ng/g de carbamazépine ont été mesurées dans le filet et le foie de perches truitées (Micropterus salmoides). La fluoxétine, la norfluoxétine et la sertraline ont été quantifiées dans le foie de meuniers noirs (Catostomus commersoni) à des niveaux allant jusqu’à 80, 48 et 545 ng/g respectivement. Les muscles de ces poissons contenaient quant à eux jusqu’à 5 ng/g de norfluoxétine et 19 ng/g de sertraline (Ramirez et al., 2009). Dans ce domaine, les informations disponibles sur les substances illicites sont plus rares. Cela n’exclut pas pour autant toute capacité bioaccumulative : après une exposition prolongée à 20ng/L pendant 1 mois, de la cocaïne a été trouvée dans les tissus de l’anguille (Anguilla

anguilla) (Capaldo et al., 2012). Enfin, tout comme pour les phénomènes cités dans les

paragraphes précédents, les conditions du milieu, et notamment le pH, peuvent avoir une influence considérable. Par exemple, pour des valeurs pH de 7, 8 et 9, les facteurs de bioaccumulation de la fluoxétine chez le médaka (Oryzias latipes) varient respectivement de 13 à 37 et 330 (Nakamura et al., 2008).

6.2.3. La métabolisation

La question de la métabolisation trouve sa place comme une conséquence logique à la biodisponibilité et la bioaccumulation de certaines molécules. En effet, comme tous les organismes vivants, les biotas aquatiques possèdent un système métabolique. Les travaux de Brooks et al. et de Ramirez et al. précédemment cités, indiquent une présence plus importante de polluants dans le foie des espèces étudiées que dans leurs muscles. Les quantités bioaccumulées sont donc inférieures aux quantités ingérées, cela suggère une cinétique d’accumulation lente. En outre, le foie étant un organe majeur dans le cycle de biotransformation des xénobiotiques, une partie de la norfluoxétine et de la norsertaline quantifiée pourrait être issue de transformations d’origine endogène. Toutefois le cadre de ces travaux ne permet pas de discuter d’avantage cette éventualité sans études pharmacocinétiques plus poussées. La capacité métabolique des organismes aquatiques est par ailleurs avérée : le poisson O. mykiss métabolise exemple la morphine en morphine-3-β-glucuronide (Newby et al., 2008).

6.3. Données d’occurrence dans les eaux de surface

Suite à leur consommation, métabolisation, traitement d’épuration et dégradation dans le milieu naturel, certains médicaments peuvent toujours être présents dans les eaux de surface, en mélange avec leurs résidus.

Les TABLEAU 1.10 et TABLEAU 1.11rassemblent des données d’occurrence dans le milieu aquatique, en France et à l’étranger. Les concentrations reportées dans ces tables sont les concentrations maximales mesurées pour l’étude citée. Ces données révèlent d’une part l’omniprésence de ces composés dans l’environnement. D’autre part, à quelques exceptions près, les métabolites et les produits de transformation ne sont pas souvent caractérisés dans les eaux de surfaces bien qu’ils

puissent parfois représenter un risque environnemental plus important que le composé parent (Boxall et al., 2004). Sur les 216 valeurs rapportées, seulement 15 sont celles de métabolites dont 7 pour la seule benzoylecgonine. En France, la carbamazépine, l’ibuprofène, l’oxazépam et le paracétamol ont été mesurés dans les eaux de surface à des concentrations de l’ordre de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de ng/L. Ces composés sont d’ailleurs bien documentés. Le diclofénac, le naproxène et le kétoprofène, également très étudiés, ont été quantifiés dans des niveaux de concentrations inférieurs : de l’ordre de la dizaine de ng/L. Le bromazépam se situe également dans cet ordre de grandeur. Enfin, les autres composés (diazépam, doxépine, fluoxétine, lorazépam, zolpidem) sont présents dans les eaux de surfaces dans des teneurs avoisinant le ng/L. A l’étranger les niveaux de concentrations maximales rapportés sont plus élevés que dans l’hexagone. L’acétaminophène, la carbamazépine, l’ibuprofène, le naproxène, le diclofénac et le kétoprofène y sont également les composés les plus fréquemment étudiés. D’ailleurs, avec le tramadol ils ont tous été caractérisés dans l’environnement à des hauts niveaux de concentration de l’ordre de plusieurs centaines jusqu’aux milliers de ng/L De nombreuses autres molécules ont également été quantifiées à des niveaux plus faibles mais toujours importants (de l’ordre de la centaine de ng/L). Il s’agit de la benzoylecgonine, le citalopram, la cocaïne, la codéine, la gabapentine, la doxépine, l’oxazépam et la venfaxine. Les autres, et notamment les antidépresseurs inhibiteurs sélectifs de recapture de la sérotonine et leurs métabolites sont rapportés à des concentrations comprises entre le ng et la dizaine de ng/L.

Les substances pharmaceutiques sont ubiquistes dans l’environnement et leurs niveaux de concentration varient typiquement entre le ng/L jusqu’à la centaine de ng/L. L’amplitude de ces valeurs peut d’ailleurs s’étendre sur plusieurs ordres de magnitude, y compris pour un même composé. Cela pose le problème de la représentativité spatio-temporelle. Tout d’abord, les habitudes de prescription et les niveaux de consommation sont fortement liés à la zone géographique étudiée et à sa démographie. Ensuite l’impact des stations d’épuration est extrêmement variable pour des raisons liées au traitement (type de traitement, temps de résidence hydraulique, saison etc.…), aux quantités d’eau charriées qui vont plus ou moins diluer la pollution et enfin au lieu de prélèvement. Trivialement, une mesure n’aura pas la même valeur si elle est prise en amont, en aval ou encore à différentes distances de la station d’épuration. L’étude de Schultz et al. sur les sites de Boulder et Fourmile Creek au Etats-Unis l’illustre parfaitement. Aucun des composés analysés n’a pu être quantifié (LOQ=0,5 ng/L) en amont de la station d’épuration, les concentrations maximales ont été relevées au niveau de la sortie de la station et une diminution des concentrations a été observée pour les prélèvements effectués à environ 3 et 8 km en aval (Schultz et al., 2010). Enfin, de nombreux autres facteurs environnementaux comme la nature et la quantité des sédiments, l’ensoleillement, la présence de matière organique dissoute ou encore le pH sont susceptibles d’influer la concentration des micropolluants en phase aqueuse en favorisant leur dégradation, leur sorption ou leur bioaccumulation. La présence de substances humiques, par exemple, facilite la photodégradation de la fluoxétine qui voit son temps de demi-vie divisé par plus de trois (Kwon et al., 2006). Dans ces conditions, celui de la carbamazépine est multiplié par quatre et diminue de moitié en présence de nitrates (Andreozzi et al., 2003). Le pH est également une grandeur capitale car il peut induire des changements importants sur le devenir des molécules dont les comportements d’adsorption (voir partie 6.1.1) et d’accumulation peuvent être modifiés.

molécule ^C^max.

(ng.L^-1) ^{lieu (rivière, mer, estuaire) (réf.)}

alprazolam 20 Loire (riv) (Togola et al., 2008b) bromazépam

134 Vienne (riv) (Togola et al., 2008b) 54 Clain (riv) (Togola et al., 2008b) 14 Loire (riv) (Togola et al., 2008b)

carbamazépine

56 Hérault (riv) (Togola et al., 2008a) 61 Allier (riv) (Togola et al., 2008b) 6 Loire (riv) (Togola et al., 2008b) 89 Vienne (riv) (Togola et al., 2008b) 73 Clain (riv) (Togola et al., 2008b) 50 Loire (riv) (Togola et al., 2008b) 233 Moine (riv) (Togola et al., 2008b) 703 Vilaine (riv) (Togola et al., 2008b) 13 Gironde (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 228 Loire (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 8 Adour (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 164 Seine (estu) (Lardy-Fontan, 2008) diazépam ⁵ ^{Loire (riv)} ^{(Togola et al., 2008b)} 1 Cortiou (mer) (Lardy-Fontan, 2008)

diclofénac

33 Hérault (riv) (Togola et al., 2008a) 10 Allier (riv) (Togola et al., 2008b) 11 Vienne (riv) (Togola et al., 2008b) 13 Clain (riv) (Togola et al., 2008b) 14 Moine (riv) (Togola et al., 2008b) 56 Vilaine (riv) (Togola et al., 2008b) 14 Moine (riv) (Togola et al., 2008b) 106 Cortiou (mer) (Lardy-Fontan, 2008) 4 Gironde (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 6 Loire (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 23 Adour (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 380 Seine (estu) (Lardy-Fontan, 2008) doxépine 1 Cortiou (mer) (Lardy-Fontan, 2008) fluoxétine 4 Vilaine (riv) (Togola et al., 2008b) ibuprofène

5 Hérault (riv) (Togola et al., 2008a) 64 Vienne (riv) (Togola et al., 2008b) 5 Clain (riv) (Togola et al., 2008b)

molécule _(ng.L^C^max.-1

) ^{lieu (rivière, mer, estuaire) (réf.)}

ibuprofène

10 Moine (riv) (Togola et al., 2008b) 6 Vilaine (riv) (Togola et al., 2008b) 433 Cortiou (mer) (Lardy-Fontan, 2008) 3 Gironde (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 9 Loire (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 37 Adour (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 610 Seine (estu) (Lardy-Fontan, 2008)

kétoprofène

28 Vilaine (riv) (Togola et al., 2008b) 461 Cortiou (mer) (Lardy-Fontan, 2008) 3 Hérault (riv) (Togola et al., 2008a) 24 Gironde (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 9 Loire (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 3 Adour (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 78 Seine (estu) (Lardy-Fontan, 2008) lorazépam

15 Moine (riv) (Togola et al., 2008b) 13 Vilaine (riv) (Togola et al., 2008b) 7 Clain (riv) (Togola et al., 2008b)

naproxène

24 Vilaine (riv) (Togola et al., 2008b) 132 Cortiou (mer) (Lardy-Fontan, 2008) 9.1 Hérault (riv) (Togola et al., 2008a) 7 Gironde (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 8 Loire (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 6 Adour (estu) (Lardy-Fontan, 2008) 185 Seine (estu) (Lardy-Fontan, 2008) nordiazépam ² ^{Hérault (riv)} ^{(Togola et al., 2008a)} 2 Cortiou (mer) (Lardy-Fontan, 2008)

oxazépam

100 Allier (riv) (Togola et al., 2008b) 142 Vienne (riv) (Togola et al., 2008b) 122 Clain (riv) (Togola et al., 2008b) 42 Loire (riv) (Togola et al., 2008b) 235 Moine (riv) (Togola et al., 2008b) 813 Vilaine (riv) (Togola et al., 2008b) paracétamol ⁷² ^{Hérault (riv)} ^{(Togola et al., 2008a)} 541 Cortiou (mer) (Lardy-Fontan, 2008) zolpidem 4 Vilaine (riv) (Togola et al., 2008b) TABLEAU 1.10 – Données d’occurrence pour une liste de substances psychotropes,

acétaminophène et AINS dans les eaux de surface françaises (concentrations maximales exprimées en ng/L, arrondies à l’unité).

Ces données confirment l’ubiquité des molécules psychotropes dans les milieux aquatiques pour une large gamme de concentration. Aussi, leur présence dans les eaux de surface interroge quant à leur(s) impact(s) sur les organismes non-cibles. En effet ces composés, potentiellement biodisponibles, ont été conçus pour induire des effets biologiques.

molécule Cmax. (ng.L^-1) lieu : Rivière, Pays (réf.)

acétaminophène

388 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 925 Leça, Portugal (NORMAN)

7 Danube, Roumanie (NORMAN) 143 Ebro, Espagne (Gros et al., 2010) 10 000 Etats-Unis (Kolpin et al., 2002)

1 388 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007) 58 Warta, Pologne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007) 1 379 Ely, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) amphétamine

6 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 9 Taff, Grande Bretagne (MacLeod et al., 2007a) 21 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b)

benzoylecgonine

92 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 520 Belgique (van Nuijs et al., 2009a) 183 Olona, Italie (Zuccato et al., 2008) 111 Llobregat, Espagne (Huerta-Fontela et al., 2007) 326 Ebro, Espagne (Postigo et al., 2010) 123 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b)

11 Suisse (Berset et al., 2010)

carbamazépine

149 Danube, Austriche (NORMAN) 44 Danube, Bulgarie (NORMAN) 58 Danube, Croatie (NORMAN) 206 Danube, Rép. Tchèque (NORMAN) 45 Danube, Allemagne (NORMAN) 401 Danube, Hongrie (NORMAN) 632 Pô, Italie (NORMAN) 945 Danube, Roumanie (NORMAN) 42 Danube, Serbie (NORMAN) 7 600 Váh, Slovaquie (NORMAN) 180 Ebro, Espagne (NORMAN) 371 Rhin, Suisse (Ort et al., 2009) 794 Warta, Pologne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007)

9 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007) 684 Ely, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b)

81 Rhin, Allemagne (Hummel et al., 2006) 251 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) citalopram

36 Etats-Unis (Schultz et al., 2008) 12* Saint Laurent, Canada (Lajeunesse et al., 2008) 205* Boulder Ck, Etats-Unis (Schultz et al., 2010)

molécule Cmax. (ng.L^-1) lieu : Rivière, Pays (réf.)

fluoxétine

1* Saint Laurent, Canada (Lajeunesse et al., 2008) 11 Etats-Unis (Schultz et al., 2008) 410 Ebro, Espagne (Gros et al., 2010) 43* Boulder Ck, Etats-Unis (Schultz et al., 2010) gabapentine

1 879 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 98 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007) 75 Warta, Pologne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007) 1 887 Ely, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b)

ibuprofène

10 Danube, Autriche (NORMAN) 57 Morava, Rép. Tchèque (NORMAN) 15 Danube, Allemagne (NORMAN) 500 Pô, Italie (NORMAN)

79 Lambro, Italie (Calamari et al., 2003) 530 Ebro, Espagne (NORMAN) 718 Danube, Roumanie (NORMAN) 87 Danube, Serbie (NORMAN) 8 600 Morava, Slovaquie (NORMAN)

92 Lambro, Italie (Zuccato et al., 2000) 530 Allemagne (Ternes, 1998)

29 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 100 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b)

kétoprofène

1 000 Pô, Italie (NORMAN) 214 Danube, Roumanie (NORMAN) 31 Danube, Serbie (NORMAN) 89 Sava, Slovénie (Kosjek et al., 2005) 290 Ebro, Espagne (NORMAN) 120 Allemagne (Ternes, 1998)

3 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 14 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) lorazépam ²¹ ^{Leça, Portugal} ^(NORMAN)

84 Ebro, Espagne (Gros et al., 2010) MDMA

6 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 4 Llobregat, Espagne (Huerta-Fontela et al., 2007) 12 Ebro, Espagne (Postigo et al., 2010)

2 Olona, Italie (Zuccato et al., 2008) méthadone ¹¹ ^{Arno, Italie} ^{(Zuccato et al., 2008)} 5 Suisse (Berset et al., 2010) TABLEAU 1.11 – Occurrence des substances psychotropes, acétaminophène et AINS dans les eaux de surface à l’étranger (concentrations maximales

molécule Cmax. (ng.L^-1) lieu : Rivière, Pays (réf.)

cocaïne

2 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 115 Belgique (van Nuijs et al., 2009a)

44 Olona, Italie (Zuccato et al., 2008) 10 Llobregat, Espagne (Huerta-Fontela et al., 2007) 59 Ebro, Espagne (Postigo et al., 2010)

4 Suisse (Berset et al., 2010)

codéine

51 Olona, Italie (Zuccato et al., 2008) 213 Ebro, Espagne (Gros et al., 2010)

34 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007) 15 Warta, Pologne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007) 88 Bieber, Allemagne (Hummel et al., 2006) 224 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 815 Ely, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b)

38 Olona, Italie (Zuccato et al., 2008) 11 Ebro, Espagne (Postigo et al., 2010) 78 Landgraben, Allemagne (Hummel et al., 2006) 18 Suisse (Berset et al., 2010) desméthylVLX^a 69* Saint Laurent, Canada (Lajeunesse et al., 2008)

diazépam

1 Lambro, Italie (Zuccato et al., 2000) 33 Allemagne (Ternes et al., 2001) 4 Ebro, Espagne (Gros et al., 2010)

diclofénac

8 Danube, Autriche (NORMAN) 3 Morava, Rép. Tchèque (NORMAN) 7 Danube, Allemange (NORMAN) 850 Pô, Italie (NORMAN) 57 Leça, Portugal (NORMAN) 120 Ebro, Espagne (Gros et al., 2010) 641 Rhin, Suisse (Ort et al., 2009) 490 Sava, Slovénie (Kosjek et al., 2005) 1 200 Allemagne (Ternes, 1998)

28 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 261 Ely, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) doxépine 220 Rodau, Allemagne (Hummel et al., 2006)

EDDP^b ⁷ ^{Arno, Italie} ^{(Zuccato et al., 2008)} 12 Suisse (Berset et al., 2010) morphine 14 Suisse (Berset et al., 2010)

molécule Cmax. (ng.L^-1) lieu : Rivière, Pays (réf.)

naproxène

85 Rhin, Suisse (Ort et al., 2009) 4 Danube, Autriche (NORMAN) 5 Danube, Allemagne (NORMAN) 1 918 Pô, Italie (NORMAN) 15 Danube, Roumanie (NORMAN) 46 Danube, Serbie (NORMAN) 3 Danube, Slovaquie (NORMAN) 390 Ebro, Espagne (NORMAN) 313 Sava, Slovénie (Kosjek et al., 2005)

50 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) naproxène 113 Ely, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) norfluoxétine

2 Etats-Unis (Schultz et al., 2008) 1* Saint Laurent, Canada (Lajeunesse et al., 2008) 14* Boulder Ck, Etats-Unis (Schultz et al., 2010) norsertraline

5 Etats-Unis (Schultz et al., 2008) 5* Saint Laurent, Canada (Lajeunesse et al., 2008) 27* Boulder Ck, Etats-Unis (Schultz et al., 2010) oxazépam 398 Erlenbach, Allemagne (Hummel et al., 2006) paroxétine

1 Etats-Unis (Schultz et al., 2008) 170 Ebro, Espagne (Gros et al., 2010)

3* Saint Laurent, Canada (Lajeunesse et al., 2008) 6* Boulder Ck, Etats-Unis (Schultz et al., 2010) sertraline

5 Etats-Unis (Schultz et al., 2008) 2 Saint Laurent, Canada (Lajeunesse et al., 2008) 38* Fourmile Ck, Etats-Unis (Schultz et al., 2010) THC-COOH^c 1 Arno, Italie (Zuccato et al., 2008)

tramadol

5 970 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) 252 Taff, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007) 2 108 Warta, Pologne (Kasprzyk-Hordern et al., 2007)

52 Rhin, Allemagne (Hummel et al., 2006) 7 731 Ely, Grande Bretagne (Kasprzyk-Hordern et al., 2008b) venlafaxine

310 Etats-Unis (Schultz et al., 2008) 46* Saint Laurent, Canada (Lajeunesse et al., 2008) 690* Fourmile Ck, Etats-Unis (Schultz et al., 2010) zolpidem 3 Leça, Portugal (NORMAN) * valeur moyenne ; ^a : O-desmethylvenlafaxine ; ^b ; 2-éthylidène-1,5-diméthyl-3,3-diphénylpyrrolidine ; ^c : 11-nor-9-carboxy-Δ9-tétrahydrocannabinol

TABLEAU 1.11 – Occurrence des substances psychotropes, acétaminophène et AINS dans les eaux de surface à l’étranger (concentrations maximales exprimées en ng/L, arrondies à l’unité) (suite)

7. Ecotoxicité

Les effets provoqués par l’absorption de substances pharmaceutiques sont bien connus chez l’Homme ou certains organismes modèles dans des cadres définis. En revanche, les incidences d’une exposition prolongée à des niveaux de concentrations environnementales sur les organismes aquatiques semblent ignorées. Dans le but de combler cette lacune, les études d’écotoxicologie évaluent les risques liés à la présence des substances pharmaceutiques dans le milieu. Toutefois, il existe un réel manque d’études écotoxicologiques chroniques ciblées pour les produits pharmaceutiques en général (Fent, 2008; Fent et al., 2006) et pour les psychotropes en particulier ainsi que pour leurs métabolites et produits de transformation. Les données publiées concernent presque exclusivement la carbamazépine et les antidépresseurs inhibiteurs sélectifs de recapture de la sérotonine (ISRS) (Fent et al., 2006).

Dans le document Caractérisation de la contamination des systèmes aquatiques par les psychotropes : développement d'une méthode de référence incluant une démarche multifactorielle de hiérarchisation (Page 65-70)