station d`épuration, de potabilisation
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Résidus de médicaments dans l’eau : des molécules à surveiller ? Des risques à évaluer ? Enjeux vis-à-vis des systèmes de traitement (station d’épuration, de potabilisation) Daniel VILLESSOT Président de la Commission Scientifique et Technique de la FP2E Directeur Scientifique de Lyonnaise des Eaux Voies d’accès des médicaments à l’environnement Industries pharm., hôpitaux Médicaments humains Médicaments vétérinaires Excrétion DECHARGE Excrétion Eaux usées STATIONS D’EPURATION Boues d’épandage SOL Sol Ruissellement Eaux souterraines Eaux de surface USINE D’EAU POTABLE Risques sanitaires Risques environnementaux Eaux de boisson 2 CONSTAT Il existe une très grande diversité des familles de molécules et de leurs produits de transformation Outre les médicaments à usage humain, il faut également tenir compte des médicaments à usage vétérinaire et des produits cosmétiques Nécessité d’identifier les risques environnementaux liés aux rejets de métabolites et autres produits de transformation dans les milieux naturels 3 Projets de R&D menés sur le thème des produits pharmaceutiques Nécessité pour le secteur de l’eau d’améliorer ses connaissances sur les produits pharmaceutiques et plus particulièrement sur : l’efficacité de la collecte et de l’épuration des eaux usées domestiques et des rejets provenant des établissements hospitaliers la présence des substances dans les boues résiduaires urbaines l’efficacité des traitements de potabilisation l’impact des rejets sur les milieux naturels 4 Exemples de projets de R&D Projet européen « Poseidon », 2001-2004: Evaluer les procédés d’épuration et de potabilisation pour l’élimination de médicaments et autres agents d’hygiène Projet ANR « Amperes », 2006-2009: Evaluer l’efficacité des procédés de traitement d’épuration vis à vis des substances prioritaires et émergentes 120 substances dont 28 pharmaceutiques Projet Mediflux (Faculté de Pharmacie Paris XI), 2007-2010: Modélisation des flux de médicaments dans les effluents liquides des hôpitaux Développement d’une liste de composés pharmaceutiques prioritaires pour le cycle de l’eau, 2007-2008 (étude menée avec le Global Water Research Coalition) Projet KNAPPE (Knowledge and Need Assessment on Pharmaceutical Products in Environmental waters), 2007-2008 5 Projet européen POSEIDON Assessment of Technologies for the Removal of Pharmaceuticals and Personal Care Products in Wastewater and Drinking Water Facilities To Improve the In-direct Potable Water Reuse Tampere U, Finland 2001 - 2004 Silesian U., Poland CIRSEE SUEZ-ENV Points forts : prise en compte de l ’ensemble du cycle de l ’eau Ecotoxicology GmbH, Germany BfG, Germany U. of Santiago de Compostela, Spain EAWAG, Switzerland U. of Wien, Austria eaux usées, eaux de surface eaux souterraines, eau potable 8 partenaires, pluri disciplinaires Sélection de 12 composés 6 Efficacité des traitements (POSEIDON) • Traitements d’épuration Elimination de 10 à 90% selon les composés (biodégradation principalement), possibilité d’optimisation du traitement Efficacité de post-traitements : ozonation, infiltration dans le sol, photodégradation Transfert possible vers les boues (carbamazépine, sulfaméthoxazole, muscs tonalide, galaxolide) • Traitements eau potable Efficacité des filières avancées : adsorption sur charbon actif, ozone (attention aux sousproduits), traitements membranaires (ultrafiltration combinée à l’adsorption sur charbon actif, nanofiltration) Bénéfice de l’approche multi-barrière, déjà appliquée pour le traitement d’autres contaminants dans les eaux de surface (pesticides) Les eaux souterraines sont plus sensibles : leur contamination doit être évitée (Directive Cadre sur l’Eau) Persistence de certains composés, à des concentrations très faibles (agents de contraste notamment), mais «il n’y a pas de risque appréciable pour les humains aux faibles concentrations mesurées dans l’eau potable» Les quelques composés détectés dans l’eau potable l’ont été à des niveaux très inférieurs aux doses thérapeutiques journalières (10-200 ng/L) 7 Antibiotiques : campagnes sur 3 usines d’eau potable Total de 15 antibiotiques (NOV 2003) 400 300 200 Mt Valérien Le Pecq Sortie usine Forage Seine Forage réalimentation Seine Sortie usine Forage réalimentation Seine 0 Sortie usine 100 Seine ng/l Aubergenville Concentration maximale pour le sulfamethoxazole Elimination totale lors du traitement de production d’eau potable (clarification – ozone- filtration CAG) 8 Projet Amperes : Objectifs/Etapes de l’étude (2006 – 2009) Objectif Evaluer l’efficacité des procédés de traitement d’épuration vis à vis des substances prioritaires et émergentes et définir les actions complémentaires à mettre en œuvre ⇒ Substances prioritaires DCE + autres = 120 substances dont 24 métaux, 28 pharmaceutiques + hormones ⇒ Financement : ANR PRECODD + Pôle de Compétitivité Axelera (Rhodanos) Etapes Mise au point de méthodes d’analyses fonctionnant pour les matrices environnementales complexes (Eaux résiduaires urbaines, Boues) Etablir l’occurrence, le devenir et les performances d’élimination des substances dans les stations d’épuration des collectivités. Identifier et évaluer les solutions techniques complémentaires permettant d’atteindre le bon état écologique. 9 Taux d’élimination moyen par le procédé boues activées Composés Famille Naphtalène HAP Dichlorométhane COHV Pentachlorophénol chlorophénols organochlorés C10-C13 chloroalcanes DEHP phtalates Chrome métaux Cuivre métaux Cadmium métaux Plomb métaux 4-NP (Nonylphénol) AKP 4-t-OP (Octylphénol) AKP 4-NP1EO AKP Atrazine herbicide Diuron herbicide Estrone (E1) hormone 17β-estradiol (Eb2) hormone Propanolol bétabloquant Sulphaméthoxazole antibiotique antidépresseur Diazepam Aspirine analgésique Observé pour 7 boues activées 74 ± 16 59 ± 34 29 (1 donnée) 85 ± 18 89 ± 9 74 ± 23 82 ± 13 63 ± 21 59 ± 40 87 ± 21 81 ± 13 80 ± 34 14 ± 23 25 ± 24 91 ± 9 83 ± 25 16 ± 15 45 ± 27 16 ± 17 99 ± 1 Valeur littérature (base de données) 62 ± 12 60 ± 17 -56 ± 61 49 ± 59 70 ± 16 68 ± 21 44 ± 41 63 ± 20 74 ± 35 68 ± 37 38 ± 52 31 ± 13 74 ± 29 79 ± 17 96 (1 donnée) 59 ± 22 83 ± 2 < 50 % 50 à 70 % > 70 % 10 MEDIFLUX : Modélisation des flux de médicaments dans les effluents liquides des hôpitaux (2007-2010) 11 Les questions fondatrices de MEDIFLUX Est-il possible d'identifier un nombre limité de molécules indicatrices (cibles) à rechercher ? Est-il possible de déployer une stratégie analytique pour suivre ces indicateurs ? Est-il possible de prédire les flux de résidus de médicaments dans des effluents liquides urbains à partir de données accessibles (consommation, pharmacocinétique) ? L'apport lié aux hôpitaux est-il significatif dans le flux mesuré en entrée de STEP ? Les quantités rejetées sont-elles de nature à générer un risque environnemental voire sanitaire ? 12 Composés médicamenteux prioritisés pour le projet Médiflux Classe anatomique Tractus alimentaire et métabolisme Sang et organes de l’hématopoièse Système cardiovasculaire Dermatologie Hormones sexuelles et systèmes génito-urinaire Préparations hormonales systémiques Antiinfectieux systémiques Antinéoplasiques et agents immunomodulateurs Système musculo-squelettal Système nerveux Antiparasitaires Système respiratoire Organes sensoriels Divers Molécule 1 Molécule 2 Pantoprazole Fluindione Atenolol Trolamine Metochlopramide Pas de candidat Amlodipine Betaméthazone Amoxicilin 5-Fluorouracil Ketoprofène Acetaminophen Methylprednisolone Cyprofloxacin Cyclophosphamide Atracurium Propofol Iobitridol Gadopentic acid Premières réalisations - Mise au point de méthodes d’analyse (composés non « standard ») - Les premières campagnes montrent une bonne corrélation entre concentrations calculées en sortie d’hôpital et celles mesurées 13 …Caractérisation et suivi des résidus de drogue dans les effluents domestiques Mise au point d’une méthode visant à analyser la présence de résidus de drogue dans les eaux usées par l’Institut Pharmacologique Mario Negri de Milan (2006) Généralisation de cette approche dans d’autres pays comme l’Espagne, le but étant d’évaluer la quantité réelle de drogue consommée par une population et de fournir des indications aux autorités locales en charge de lutter contre le trafic de stupéfiants Comment évoluent ces molécules dans les stations d’épuration et face aux traitements de potabilisation? 14 Enjeux pour le secteur de l’eau Epuration des eaux usées • Meilleure connaissance des substances contenues dans les effluents domestiques; des traceurs? • Abattements très variables selon les caractéristiques des molécules • Phénomène de transfert vers les boues résiduaires plus ou moins important selon les substances • Impacts des résidus de médicaments sur la biomasse des boues activées • Impacts des rejets sur les milieux récepteurs (sédiments et biotes) • Enjeux pour la réutilisation des eaux usées traitées (traitement tertiaire : risques liés à la formation de sous-produits) ⇒ Tous ces points restent encore à approfondir 15 Enjeux pour le secteur de l’eau Traitement de potabilisation • Les filières avancées de traitement (O3, CAG, membrane) permettent d’obtenir des rendements d’élimination proches de 100%, mais variables selon les substances • Problème : formation de sous-produits de réaction présentant des propriétés et caractéristiques physicochimiques différentes Les traitements multi-barrières L’évolution des règlementations de mise sur le marché 16 Conclusions Nécessité de prévenir la pollution par les résidus de médicaments à la source La Gestion Préventive du Risque Sanitaire Information et sensibilisation des fabricants, prescripteurs, distributeurs et consommateurs de médicaments Besoin de fédérer tous les acteurs autour de cette problématique : législateur, pouvoirs publics, agences de l’eau, chercheurs, industrie pharmaceutique, traiteurs d’eaux L’évolution des règlementations de mise sur le marché 17 Merci pour votre attention! 18
