Chapitre 3. Données d'exposition
6. Traitement des résultats
LD (ng.L-1) LQ (ng.L-1) CV (%) LD (ng.L-1) LQ (ng.L-1) CV (%) Analgésique Paracétamol 2,1 7 3,1 0,2 0,8 3,1 0,3 1,1 0,8 Antibiotiques Azithromycine 10,7 35,7 3,2 0,4 1,2 7,1 2,9 9,6 0,3 Ciprofloxacine 20,8 69,4 2,1 0,6 2,1 1,4 1,8 5,9 4,8 Clarithromycine 3,9 12,9 2,2 0,3 0,9 0,6 1,2 4,1 1,4 Érythromycine 5,9 19,6 1,5 46 153,4 3,6 3,5 11,8 3,5 Fluméquine 8,5 28,2 4,6 2,9 9,8 1,8 1,9 6,1 2,4 Ofloxacine 2,2 7,3 1,7 0,1 0,4 2 0,2 0,6 0,7 Sulfaméthoxazole 8 26,5 0,5 0,6 2 2 2,8 9,4 0,6 Antinéoplasique (ou anticancéreux) Cyclophosphamide 0,5 1,6 0,3 0,1 0,3 0,3 1,3 4,3 2,6 Anti-épileptique Carbamazépine 0,3 1,1 7,3 0,3 1,1 5,4 0,1 0,4 1 AINS Acide salicylique 3,5 11,8 0,9 3,5 11,7 0,7 Non
analysé Non analysé Non analysé Diclofénac 1,1 3,8 0,7 1,8 6,1 0,7 0,1 0,4 1,6 Ibuprofène 0,3 1,1 4,2 0,2 0,5 4,2 0,5 1,6 1,6 Kétoprofène 0,2 0,7 1,3 2,5 8,3 7,5 0,3 1 1,4 Naproxène 0,4 1,5 4,8 0,5 1,8 4,8 0,3 1,1 1,4 Anti-ulcéreux Ranitidine 2 6,7 3,8 1,3 4,4 1,6 0,2 0,6 0,7 Benzodiazépines Oxazépam 0,6 2,1 5,3 1,1 3,7 2 0,9 3 4,9 Lorazépam 1,8 6 7,7 2,7 9 7,7 2,7 9 4,3 Bétabloquants
(ou cardiovasculaires) Aténolol 1,6 5,3 3,6 1,1 3,5 3,6 1,2 4,1 2,3 Propranolol 1,9 6,2 1,6 0,4 1,2 1,6 0,4 1,2 1,6
Sotalol 0,8 2,8 2,2 3 9,9 2,2 0,6 2,1 3,9
Hormones sexuelles 17 béta-estradiol 0,05 0,2 2,2 0,05 0,2 2,2 0,05 0,2 2,2 17 alpha-éthinylestradiol 0,2 0,7 5,7 0,2 0,7 5,7 0,2 0,7 5,7
Estrone 0,1 0,4 3,1 0,1 0,4 3,1 0,1 0,4 3,1
Hypolipémiant Bézafibbrate 2,3 7,8 1,2 1,1 3,5 0,6 0,7 2,5 1,3 Pravastatine 0,05 0,2 6,9 0,05 0,2 6,9 0,7 2,3 2,6
6. Traitement des résultats
6.1 Analyses qualitatives
6.1.1 Pourcentages d'occurrence
Que ce soit pour les résultats des analyses effectuées sur les prélèvements en STEU ou dans la Garonne, des pourcentages d'occurrence ont été calculés pour chaque molécule a chacune des stations étudiées. Ce pourcentage est égal au nombre de fois qu'une molécule a été détectée (nombre d'occurrence) sur le nombre total de mesure.
Partie 2. Matériels et méthodes
Pourcentage d ' occurrence=[ (Nombre d ' occurrence)
(Nombre total de campagnes de prélèvements)]∗100
Ce calcul a permis l'identification des RM les plus fréquemment détectés dans les STEU et la Garonne.
6.1.2 Analyses statistiques de base : moyenne et coefficients de variation
Pour les résultats provenant des concentrations de RM dans les eaux usées et le milieu naturel, les concentrations moyennes ont été calculées en intégrant l'ensemble des dates pour chaque molécule et à chaque station de prélèvements. Les coefficients de variation (CV) ont été calculés pour de rendre compte de la variation des concentrations mesurées en fonction des campagnes de prélèvements. Le calcul des CV, exprimés en pourcentage, a été fait selon l'équation suivante :
CV=[(Écart−type des concentrations)
(Concentration moyenne) ]∗100
6.2 Rendements d'élimination des RM dans les STEU
Les prélèvements réalisés à l'entrée et la sortie des STEU étudiées permettent de calculer les rendements d'éliminations de la phase dissoute de ces dernières. Pour calculer ces rendements, les flux moyens pour chacune des molécules sont nécessaires. Le flux d'une molécule (exprimé en nanogramme par seconde) correspond au produit de sa concentration (exprimée en nanogramme par litre) et du débit (exprimé en litre par seconde). Dans cette étude, les prélèvements ont été réalisés sur trois jours continus en STEU. Les flux moyens ont donc été obtenus en utilisant les débits moyens sur ces trois jours de prélèvements. Pour chacune des trois journées de prélèvement, les débits ont été fournis par les techniciens de la STEU.
Flux moyen sur3 jours(ng.s
−1)=Concentration(ng.L
−1)×Débit moyen sur3 jours(L.s
−1)
Les rendements d'élimination (exprimés en pourcentage) résultent de la soustraction des flux moyens mesurés à l'entrée de la STEU considérée et des flux moyens mesurés à la sortie de cette même STEU. Ce calcul traduit l'effet du traitement de la STEU sur la réduction de la concentration en RM dans la phase dissoute entre l'entrée et la sortie de l'usine de traitement considérée.
Rendement(% )=(Flux entrée STEU−Flux sortie STEU)
(Flux entrée STEU) ×100
Le calcul des rendements permet de rendre compte de l'efficacité des STEU dans l'élimination des RM de la phase dissoute.
6.3 Variabilité spatiale des RM dans la Garonne
Pour cette partie exposition, les données ont été traités sur excel pour limiter l'utilisation du langage SQL. Pour les RM possédant des concentrations inférieures au seuil de détection (LD), la valeur de 0 a été attribuée. Pour les RM possédant des concentrations inférieures au seuil de quantification (LQ), la valeur correspondant à la LQ divisée par deux a été attribuée. La Garonne est le réceptacle des eaux usées provenant des STEU de Ginestous et de Seilh. L'impact de l'agglomération toulousaine sur la présence de RM dans la Garonne est mis en évidence en comparant les flux et les concentrations de RM des stations situées en amont et en aval des rejets. Pour une station donnée, les flux sont calculés à partir des concentrations de RM mesurés à une date donnée et des débits correspondant, selon la formule suivante :
Flux(ng.s
−1)=Concentration(ng.L
−1)×Débit(L.s
−1)
Pour chacune des campagnes de prélèvements, les débits de la Garonne et du Touch ont été récupérés sur la banque hydro de France (http://hydro.eaufrance.fr/). Pour le Touch, ce sont les débits de la station intitulée « Le Touch à Toulouse [Saint-Martin-du-Touch] » qui ont été récoltés. Sur les stations localisées sur la Garonne, « Amont Ginestous », « Aval Ginestous » et « Gagnac », la banque hydro ne possède aucune station de mesure des débits, il a donc fallu les estimer. Entre les stations « Amont Ginestous », « Aval Ginestous » et « Gagnac », aucun affluent est présent. Il a donc été considéré que les débits obtenus pour la station de Gagnac seraient équivalents à ceux des deux autres stations. Ces estimations ont été réalisées à partir des débits de la station de mesure la plus proche de Gagnac, c'est-à-dire, la station « La Garonne à Verdun-sur-Garonne », et des affluents situés entre ces stations, c'est-à-dire « La Save à Larra » ; « Le Girou à Cépet » ; « l'Hers à pont de périole » et « L'Aussonnelle à Seilh ». Ainsi, pour obtenir les débits de Gagnac, il a fallu soustraire les débits des affluents situés en aval de Gagnac au débit de la station située à Verdun (figure 31). La formule pour calculer le débit de Gagnac a donc été la suivante :
Débit Gagnac=Débit Verdun−(Débit Save+Débit Girou+Débit Hers+Débit Ausonnelle)
L
a somme des débits du Girou et de l'Hers à pont de périole donne le débit de l'Hers au niveau de la confluence avec la Garonne.Partie 2. Matériels et méthodes
L'étude de la station située en amont des rejets de Ginestous informe sur l'apport de RM provenant de l'amont du bassin versant et/ou du Touch. Pour tester les hypothèses formuler dans le cadre de ce travail, des analyses statistiques ont été réalisées sur le logiciel R. Dans un premier temps, ce sont des analyses descriptives qui ont été réalisées, pour les concentrations et les flux, à partir de deux Analyses en Composantes Principales (ACP). Une ACP est une analyse multivariée qui consiste à transformer des variables liées entre elles (ici les concentrations ou flux de molécules) en nouvelles variables décorrélées les unes des autres et nommées « composantes principales ». Ces analyses ont permis une première évaluation graphique. Pour conforter ces résultats descriptifs, des analyses inférentielles ont été réalisées. La première a consisté à réaliser des analyses de variance sur chaque molécule, ou ANOVA, pour tester l'effet de la localisation des stations. Ces analyses permettent de savoir si une ou des variable(s) dépendante(s) (ici les concentrations ou flux de molécules) sont en relation avec une ou des variable(s) indépendante(s) (ici les stations). Pour ce genre d'analyses, l'hypothèse nulle (H0) est « pour une molécule considérée, les concentrations ou les flux sont équivalents quelle que soit la station » et l'hypothèse alternative (H1) est « pour une molécule considérée, les concentrations ou les flux varient en fonction des stations ». Lorsque la p-value est inférieure à 0,05, H0 est rejetée. Ensuite, des tests de Student appariés ont été réalisés pour chacune des molécules.
Ces tests ont été appariés car les stations se situant sur le même fleuve, les données issues
Figure 31. Cartographie des stations de mesure de la banque hydro de France et positionnement de la station de Gagnac.
des stations étudiées sont considérées comme appariées. Ces tests comparent les moyennes des flux ou des concentrations, calculées pour chaque RM, et à chaque station en intégrant toutes les dates de prélèvements. Pour ces tests, les stations sont comparées deux à deux. Les résultats d'un test sont considérés comme significatifs si les p-values sont inférieures à 0,01. En effet, dans le cadre de tests à comparaisons multiples (ici trois comparaisons), pour limiter le risque de rejet à tort de l'hypothèse H0, la correction de Bonferroni est appliquée. Elle consiste à diviser le seuil de 0,05 par le nombre de comparaison réalisé. H0 de ce test est : il n'y a pas de différence entre les stations comparées pour une molécule donnée. Il y a donc une probabilité de 0,01 que cette hypothèse soit rejetée à tort, le risque est ainsi très limité.
6.4 Variabilité temporelle
Afin d'étudier la variabilité temporelle des concentrations de RM dans la Garonne, des analyses inférentielles ont été réalisées. L'une d'entre elles a consisté à réaliser des ANOVA où H0 : « pour une molécule considérée, les concentrations sont équivalentes quelle que soit la campagne de prélèvements considérée » et H1 : « pour une molécule considérée, les concentrations varient en fonction des campagnes de prélèvements ». Lorsque la p-value est inférieure à 0,05, H0 est rejetée. Plusieurs facteurs peuvent expliquer ces variations temporelles dont le débit. Afin d'étudier la relation entre ce facteur et les concentrations de RM, des tests de corrélation ont été réalisés pour chaque RM. Ces tests ont permis d'évaluer une association de dépendance entre les concentrations de RM (variables dépendantes) et le débit (variable indépendante). Les coefficients de corrélation R2 permettent de rendre compte de l'importance de la relation, plus ces valeurs seront proches de 1 et plus la/les variable(s) dépendante(s) est/sont expliquée(s) par la/les variable(s) indépendante(s). De plus, le signe, positif ou négatif d'un R2informe sur une relation positive, l'augmentation de la/des variable(s) indépendante(s) entraine une augmentation de la/des variable(s) dépendante(s), ou négative, l'augmentation de la/des variable(s) indépendante(s) entraine une diminution de la/des variable(s) dépendante(s). Ensuite, pour les molécules présentant des risques écotoxicologiques pour la Garonne, des graphes ont été réalisés pour identifier les périodes où les concentrations sont les plus élevées.