Evaluation de l’effet de perturbation endocrinienne des intermédiaires réactionnels

VI. Evaluation de l’effet de perturbation endocrinienne des intermédiaires réactionnels

La dégradation photocatalytique du BPA a conduit à la formation d’intermédiaires réactionnels. Cependant, tous ces intermédiaires n’ont pu être identifiés. Ainsi, pour caractériser l’ensemble des intermédiaires et évaluer l’efficacité du procédé photocatalytique

CH₃ CH₃ OH O H O H CH₃ CH₃ H _HO CH₃ CH₃ OH O H CH₂ CH₃ O H CH₃ O O H CH₂ CH₃

isopropylphénol _{BPA 2-(4-hydroxyphényl)-2-propanol}

p-ispropenylphénol p-ispropenylphénol hydroxyacétophénone

TiO₂, h TiO₂, h

170 à éliminer la pollution, l’effet de perturbation endocrinienne de la solution de bisphénol A traitée par photocatalyse avec les catalyseurs P25 et ECT2-1023t est examiné en comparaison d’une solution contenant uniquement du BPA.

VI.1. Conditions particulières spécifiques au test de perturbation endocrinienne

L’effet de perturbation endocrinienne des intermédiaires du BPA est évalué par le test élaboré par la société « Wacthfrog » décrit au chapitre II. Le but et les objectifs de chacune des expériences réalisées au cours de ce test sont rappelés Tableau IV. 13.

Les échantillons dont l’effet œstrogénique est évalué sont ceux prélevés au cours du traitement photocatalytique du BPA avec les catalyseurs P25 et ECT2-1023t à des temps respectifs de 20 minutes et 120 minutes ainsi que 40 minutes et 140 minutes. Les contenus de ces échantillons en termes de pourcentage de conversion et de minéralisation du BPA sont donnés Tableau IV. 14.

Tableau IV. 13 : Description des échantillons lors de l’évaluation de l’effet œstrogénique

Composition Objectifs

Contrôle négatif Alevins, 8 mL d’eau pure Indique le niveau de base de fluorescence des alevins.

Contrôle positif 1 Alevins, 8 mL d’EE2 à 300 ng/L

Indique le niveau de fluorescence des alevins mis en contact avec un

perturbateur endocrinien.

Contrôle positif 2 Alevins, 8 mL de testostérone à 30 μg/L

Indique le niveau d’activité de l’aromatase dans un échantillon

témoin. Echantillon brut Alevins, échantillon prélevé au

cours de l’irradiation du BPA

Indique l’effet ostrogénique de l’échantillon traité Echantillon dopé à la

testostérone

Alevins, échantillon prélevé au cours de l’irradiation du BPA, 30

μg/L de testostérone

Indique l’effet de l’échantillon traité sur l’activité enzymatique de

l’aromatase

171 Tableau IV. 14 : Pourcentage de minéralisation et de conversion du BPA dans les échantillons

testés pour évaluer l’effet œstrogénique

P25 ECT-1023t

20 min 120 min 40 min 140 min

% de conversion 35 99 55 90

% de minéralisation 10 40 5 18

VI.2. Résultats du test évaluant l’effet de perturbation endocrinienne des intermédiaires réactionnels

Le niveau de fluorescence des alevins exposés aux échantillons de la solution de BPA traitée par photocatalyse a été mesuré. Les résultats obtenus pour les alevins exposés aux échantillons traités par photocatalyse avec le catalyseur le P25 sont présentés sur la Figure IV. 15 et ceux obtenus avec le catalyseur ECT-1023t sont présentés à la Figure IV. 16.

D’après ces résultats, la fluorescence des alevins exposés à la solution de BPA (2 mg/L, t= 0 min) a une amplitude comparable à celle obtenue avec les alevins exposés à l’EE2 (contrôle positif 1). De plus, cette fluorescence est amplifiée par le co-traitement avec la testostérone en comparaison au contrôle positif 2. Le niveau de risque est 2, le BPA perturbe l’axe œstrogénique des alevins ainsi que l’activité de l’enzyme aromatase. Ce qui confirme le caractère de perturbateur endocrinien du BPA déjà démontré dans d’autres études (Staples et

al., 2000, Birkett et Lester, 2003, Richter et al., 2007).

L’échantillon traité avec le P25 et prélevé à t = 20 minutes induit également un niveau de fluorescence des alevins comparable à celui induit par le contrôle positif 1 et en co-traitement avec la testostérone. Il induit un niveau de fluorescence significativement différent de celui du contrôle positif 2 (Figure IV. 15). Le niveau de risque est 2, les composés contenus dans cet échantillon sont des perturbateurs de l’axe œstrogénique. Par ailleurs, la concentration restante en BPA dans cet échantillon est de 1300 µg/L. De ce fait, l’effet œstrogénique peut être attribué au BPA qui n’a pas été complètement dégradé au bout de 20 minutes de traitement (Tableau IV. 14). Après 120 minutes de traitement, toujours avec le P25, le BPA est dégradé à 99% ([BPA] < LDD) et minéralisé à 40% (Tableau IV. 14). Les alevins exposés à l’échantillon de la solution traitée de BPA après ce temps (120 minutes), ont un niveau de fluorescence comparable à celui du contrôle négatif mais lorsqu’ils sont exposés à cet échantillon co-traité avec la testostérone, le niveau de fluorescence est significativement différent de celui du contrôle positif 2. Ainsi, les composés contenus dans cet échantillon

172 perturbent l’activité enzymatique de l’aromatase et sont donc soupçonnés d’être des perturbateurs endocriniens, le niveau du risque est 1.

En ce qui concerne les échantillons prélevés de la solution traitée avec le catalyseur ECT- 1023t, l’échantillon prélevé à 40 minutes induit un niveau de fluorescence chez les alevins comparable au contrôle positif 1 et en co-traitement avec la testostérone, le niveau de fluorescence induit chez les alevins est significativement différent de celui du contrôle positif 2. Les composés contenus dans cet échantillon sont donc des perturbateurs endocriniens. Vu que dans cet échantillon la concentration en BPA est de 900 µg/L, l’effet œstrogénique observé peut être attribué au BPA restant en solution. Pour l’échantillon prélevé à 140 minutes, le niveau de fluorescence induit chez les alevins est comparable au contrôle négatif. En co-traitement avec la testostérone, l’intensité de la fluorescence n’est pas statistiquement différente de celle du contrôle positif 2. L’échantillon est donc considéré comme inerte, le niveau du risque est 0, il n’y a pas de perturbateurs endocriniens dans cet échantillon.

Figure IV. 15 : Fluorescence des alevins exposés aux échantillons prélevés lors du traitement photocatalytique avec le catalyseur P25 échantillon pur (a) et échantillon dopé à la testostérone (b) (NS : non significatif (p≥ 0,05), * : significatif (p<0,05), *** : extrêmement

significatif (p<0,001), EE2 : éthinyl-œstradiol)

0 5 106 1 107 1.5 107

2 107

eau pure EE2 300 ng/L t= 0 min t= 20 min t= 120 min

Int e ns it é de f luo re s c e nc e 0 5 106 1 107 1.5 107 2 107

testosterone t=0 min t= 20 min t= 120 min

Int e ns it é de f luo re s c e nc e *** *** *** *** *** * (a ) (b) NS

173 Figure IV. 16 : Fluorescence des alevins exposés aux échantillons prelévés lors du traitement

photocatalytique avec le catalyseur ECT2-1023t, échantillon pur (a) et échantillon dopé à la testostérone (b) (NS : non significatif (p≥ 0,05), * : significatif (p<0,05), *** : extrêmement

significatif (p<0,001), EE2 : éthinyl-œstradiol)

VI.3. Conclusion sur l’effet de perturbation endocrinienne des intermédiaires réactionnels

L’effet de perturbation endocrinienne des intermédiaires du BPA générés lors du traitement photocatalytique avec les catalyseurs P25 et ECT-1023t a été évalué par le test élaboré par la société « Wacthfrog ». Un résumé des résultats de ce test est présenté Tableau IV. 15. Sous irradiation UV (280-400 nm) et dans les conditions expérimentales de cette étude, la dégradation photocatalytique avec le catalyseur ECT-1023t ne génère pas d’intermédiaires réactionnels présentant un effet œstrogénique. Par contre, le traitement photocatalytique avec le catalyseur P25, génère des intermédiaires soupçonnés d’avoir des effets de perturbation endocrinienne.

Le suivi des intermédiaires avec l’ECT2-1023t et le P25 a montré que le produit 2 a été formé seulement lorsque le traitement photocatalytique a été réalisé avec le P25. Cela laisse penser que cet intermédiaire peut contribuer à l'effet œstrogénique observé. Néanmoins, il convient également de noter que tous les intermédiaires n’ont pas pu être détectés par analyse HPLC/UV en raison de la limite de détection de l’appareil. Ainsi, d'autres intermédiaires ont pu également être formés et ces derniers peuvent également jouer un rôle

0 5 106 1 107

1.5 107 2 107

eau pure EE2 300 ng/L t= 0 min t= 40 min t= 140 min

Int e ns it é de f luo re s c e nc e 0 5 106 1 107 1.5 107 2 107

testosterone t= 0 min t= 40 min t= 140 min

Int e ns it é de f luo re s c e nc e *** *** *** NS NS *** *** (a ) (b)

174 dans l'effet œstrogénique observé.

Tableau IV. 15 : Résultats du test sur l’effet œstrogénique des intermédiaires réactionnels du BPA générés lors de la dégradation photocatalytique du BPA sous UV

Durée d’irradiation % de conversion du BPA % de minéralisation du BPA Niveau de risqué d’effet œstrogénique Conclusion ECT-1023t

40 min 55 5 niveau 2 Perturbation

endocrinienne

140 min 90 18 niveau 0 Pas d’effet

P25

20 min 35 10 niveau 2 Perturbation

endocrinienne

120 min 99 40 niveau 1 Suspect