Programme. 16h20 : L effet de psychotropes en milieu aquatique. Présentation du projet PSYCHEAU [Florence Geret]

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1 Programme Jeudi 05 décembre 2013 SESSION 4 : Les effets des médicaments sur les organismes d eau douce (Modérateur : Marie-Pierre Halm) 16h20 : L effet de psychotropes en milieu aquatique. Présentation du projet PSYCHEAU [Florence Geret] 16h45 : Impact de psychotropes sur le comportement natatoire des larves de poissons [Jérôme Cachot] 17h10 : Effets de mélanges de médicaments sur le transcriptome et protéome de mollusques [Elsa Bonnafé] SESSION 5 : Les systèmes de traitements des médicaments présents dans les eaux usées (Modérateur : Selim Ait-Aissa) 17h30 : La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées [Valérie Vithe] 17h50 : Le traitement d effluents d oncologie par bioréacteur à membranes et procédés couplés : présentation du projet PANACEE [Claire Albasi] 20h Moment de convivialité autour de tapas et vins régionaux (chez Yvette)

2 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Resp. F. Geret Les médicaments dans l'environnement 5-6 décembre 2013 Centre Universitaire Jean-François Champollion Albi 1

3 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Resp. F. Geret Partenaires : -Hélène Budzinski (LPTC Université de Bordeaux) -Jérôme Cachot (LPTC Université de Bordeaux) -Olivier Geffard (Cemagref de Lyon) -Pierre Marty (GEODE Université de Toulouse) -Frédérique Blot (GEODE Université de Toulouse) 2

4 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Objectifs du projet : 1- Caractériser chimiquement les effluents de sortie de STEP de l hôpital spécialisé de Montpon-Ménestérol (H. Budzinski) 2- Evaluer la toxicité de ces effluents sur divers organismes peuplant les cours d eau (F. Geret, J. Cachot, O. Geffard) 3- Evaluer l impact du rejet de ces effluents sur la faune du cours d eau récepteur, l Isle (P. Marty) 4- Evaluer l impact de ces résultats sur la société (F. Blot) 5- Evaluer la toxicité de ces effluents partiellement reconstitués sur divers organismes peuplant les cours d eau (F. Geret, J. Cachot, O. Geffard) 3

5 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? A- Site d étude Hôpital spécialisé de Montpon- Ménestérol (Dordogne) 250 lits en psychiatrie et 120 places de jour 4

6 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? A- Site d étude Hôpital psychiatrique avec raccordement direct à sa STEP 5

7 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? A- Site d étude Filtre bactérien (pouzzolane) Décanteur secondaire Décanteur primaire Fonctionnement en alternance 6

8 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? B- Le pouvoir épurateur de la STEP Spécificité de l hôpital de Montpon : hôpital psychiatrique Utilisation de nombreux psychotropes Impossible de rechercher tous les psychotropes utilisés (coûts, temps ) Base = Etude de Besse et Garric,

9 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? B- Le pouvoir épurateur de la STEP Liste des molécules sélectionnées pour l étude Acide valproïque Carbamazépine Cyamémazine Fluoxétine Oxazépam Sélection Besse et Garric, Lorazépam Hydroxyzine Citalopram Forte utilisation dans l hôpital Sertraline Norfluoxétine 8

10 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? B- Le pouvoir épurateur de la STEP Sélection des molécules à étudier : Oxazépam, Hydroxyzine anxiété Lorazepam Forte anxiété Fluoxétine, Sertraline, Citalopram Dépression, troubles obsessionnels compulsifs cyamémazine Etat psychotique aigus (schizophrénie, psychoses hallucinatoires) Carbamazépine, acide valproïque Anti-épileptique 9

11 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? B- Le pouvoir épurateur de la STEP Amont de STEP Oxazepam : 7043 ng/l Carbamazépine : 2189 ng/l Cyamémazine : 2902 ng/l Fluoxétine : 120 ng/l Lorazepam : 909 ng/l Citalopram : 488 ng/l Effluent de STEP Oxazepam : 3893 ng/l Carbamazépine : 2013 ng/l cyamémazine : 323 ng/l Fluoxétine : 50 ng/l Lorazepam : 431 ng/l Citalopram : 151 ng/l Rivière Oxazepam : 176 ng/l Carbamazépine : 53 ng/l Cyamémazine : 3 ng/l Fluoxétine : 0.7 ng/l Lorazepam : ND Citalopram : 2.7 ng/l 10

12 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? C - Quels effets ont ces effluents sur les organismes aquatiques? Hopital psychiatrique Station d épuration Sortie rivière Quelle toxicité, mortalité, croissance, reproduction? Quels effets à l échelle individuelle et sub individuelle sur médaka, gammares et corbicules? BIOTESTS : Univ. Albi Quel impact sur la communauté de macro-invertébrés?? EMBRYOTOXICITE : Bdx 1 DETRITIVORIE & BMQ : IRSTEA Lyon PROTEOMIQUE, TRANSCRIPTOMIQUE & BMQ : Univ. Albi COMMUNAUTE : Univ. Albi 11

13 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? C - Quels effets ont ces effluents sur les organismes aquatiques? Tests normalisés : test algues, test rotifères, test protozoaires, test daphnies, test cériodaphnies, test bactéries luminescentes : Toxicité de l effluent ± marquée 12

14 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? C - Quels effets ont ces effluents sur les organismes aquatiques? Test sur œufs de mollusques gastéropodes A B C Radix peregra D E F Retard de développement et diminution du taux d éclosion 13

15 % mortalité Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? C - Quels effets ont ces effluents sur les organismes aquatiques? Test sur aselles Témoin Effluent Effluent 1/2 Effluent 1/5 Effluent 1/10 Rivière 0 J0 J2 J4 J6 J7 Mortalité cumulée au cours du temps La capacité à se déplacer (distance/30s) n est pas affectée après 2 jours d exposition aux effluents 14

16 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? C - Quels effets ont ces effluents sur les organismes aquatiques? Tests sur planaires Inhibition de la production d oeufs Capacité de reproduction : Capacité à se régénérer : Pas d effet Capacité à se déplacer Diminution de la mobilité 15

17 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? C - Quels effets ont ces effluents sur les organismes aquatiques? Test sur embryons de Médaka : responsable de l étude : J. Cachot Diminution du taux d éclosion Capacité à se déplacer Diminution de la mobilité 16

18 % occurence Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? C - Quels effets ont ces effluents sur les organismes aquatiques? Test sur gammares : responsable de l étude : O. Geffard 70,0 Dernier stade de mue rarement atteint avec la plus forte concentration en effluent 0% 11% 33% 60,0 50,0 Capacité à se reproduire 95% mortalité parmi les femelles 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 C1 C2 D1 stades de mues Capacité à muer + Diminution de la capacité à s alimenter. 17

19 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? C - Quels effets ont ces effluents sur les organismes aquatiques? Test sur corbicules : responsable de l étude : F. Geret Mortalité des corbicules exposées aux effluents Protéomique, transcriptomique, biomarqueurs : cf présentation Elsa bonnafé 18

20 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Les rejets d effluents ont-ils un impact directement sur les cours d eau récepteur? N 50 mètres O E S 19

21 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Les rejets d effluents ont-ils un impact directement sur les cours d eau récepteur? Etude des macroinvertébrés benthiques (carottage dans benne Ekman) Campagne printemps 2011 Sens du courant Diversité taxonomique Abondance relative Description d un oligochète exotique «jamais décrit en France»? 20

22 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? D- Que faire de ces informations au niveau de la société? Responsable de l étude : F. Blot 21

23 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? E- Reconstitution de l effluent Toxicité de l effluent A quoi est lié cette toxicité? 22

24 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Les psychotropes sont-ils responsables de la toxicité des effluents? molécule Concentration 1 (rivière) ng/l Concentration 2 (effluent) ng/l Concentration 3 (10*effluent) ng/l Carbamazepine oxazepam Sertraline Fluoxétine Norfluoxétine Lorazepam Cyamémazine Citalopram Hydroxyzine Acide valproique

25 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Les psychotropes sont-ils responsables de la toxicité des effluents? Tests avec mélanges de médicaments (reconstitution partielle de l effluent) Aucune toxicité 24

26 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Les psychotropes sont-ils responsables de la toxicité des effluents? Capacité de reproduction : Capacité à se régénérer : Pas d effet Capacité à se déplacer Pas d effet 25

27 Projet PSYCHEAU : Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Les médicaments sont-ils les seuls responsables de la toxicité des effluents? Tests avec mélanges de médicaments (reconstitution partielle de l effluent) Test sur embryons de Médaka : responsable de l étude : J. Cachot Cf présentation de Jérôme Cachot Test sur corbicules : Cf présentation Elsa Bonnafe 26

28 Merci de votre attention 27

29 Impact de psychotropes sur le développement et le comportement natatoire des larves de Médaka japonais Axelle Chiffre a, Charline Dwoinikoff a, Christelle Clérandeau a, Laure Landi a, Florence Gerret b, Jérôme Cachot a a. Université de Bordeaux, UMR EPOC 5805 b. Université J-F. Champollion Albi, UMR GEODE 5602 Albi 5 et 6 décembre 2013

30 Objet de l étude Les pyschotropes: médicaments utilisés pour le traitement des neuropathies humaines : anxiolytiques, sédatifs, hypnotiques, antidépresseurs Consommation élevée en France d environ 209 t/an (Besse et Garric, 2007) Abattement des STEP plus ou moins important selon les molécules considérées (entre 30 et 70%) Ecotoxicité mal connue

31 Contexte général Population humaine Animaux domestiques et animaux d élevage Excrétion Effluents domestiques, hospitaliers, agricoles Métabolisation totale ou partielle des molécules Dégradation totale ou partielle des molécules Station d épuration Effluents Boues Epandage, incinération, compostage, etc. Transfert vers les eaux de surface + sédiments Milieux aquatiques : réceptacle final des résidus médicamenteux

32 Cadre de l étude Projet PSYCHEAU: Les médicaments psychotropes en milieu aquatique. Quels effets sur les écosystèmes aquatiques? Quelles implications au niveau sociétal? Projet MEDIC EAU: Source, circuit, impacts et gouvernance des risques sanitaires et environnementaux des résidus médicamenteux des zones urbaines

33 Questions scientifiques? Quels sont les effets des psychotropes purs ou en mélange sur le développement et le comportement des premiers stades de vie de poisson? Quelles sont les concentrations seuils sans effet (NOEC)? Existe-t-il un risque environnemental potentiel notamment pour les premiers stades de développement de poisson?

34 Psychotropes étudiés Oxazépam(benzodiazépine) : anxiolytique, antiépileptique, hypnotique, myorelaxant, amnésiant Fluoxétine, Sertraline et Citalopram: antidépresseurs ISRS Carbamazépine et acide valproïque: antiépileptiques Cyamémazine: antipsychotique

35 Modèle biologique Poisson médaka Japonais Oryzias latipes Poisson téléostéen originaire d Asie du Sud (rizières) Poisson euryhalin et eurytherme Omnivore Développement rapide (maturité sexuelle à 4 mois) Reproduction contrôlée Zootechnie maîtrisée Biologie et pathologies parfaitement connues Génome séquencé Œuf et pro-larves transparentes Mortalité basale faible Grande sensibilité aux toxiques

36 Effets toxiques des composés individuels Molécules testées Concentrationstestées Solvant (solution mère) Carbamazépine 0 ; 0,025; 0,25 ; 2,5 ; 25 (µg/l) éthanol 95% Acide valproïque 0 ; 10 ; 100 ; 1000 ; (µg/l) eau milliq Cyamémazine 0 ; 1,22 ; 12,2 ; 122 ; 1222 (µg/l) eau milliq Citalopram 0 ; 10 ; 100 ; 1000 ; (µg/l) eau milliq Sertraline 0 ; 10 ; 100 ; 1000 ; (µg/l) eau milliq Fluoxétine 0 ; 10 ; 100 ; 1000 ; (µg/l) eau milliq Oxazépam 0 ; 10 ; 100 ; 1000 ; (µg/l) Eau milliq T0 : larves à l éclosion T0 + 3j : larves vésiculées 3j 72h exposition, 26 C, semi-statique Viabilité larvaire Comportement natatoire

37 Toxicité aiguë Molécule CL 50 µg L -1 Fluoxetine 840 Sertraline 841 Citalopram 9136 Cyamémazine Oxazepam Acide valproïque Carbamazépine 25 La Fluoxétineet la Sertraline et dans une moindre mesure la Citalopramprésentent une toxicité aiguë sur les larves

38 Analyse de l activité natatoire Vidéo trackingde larves soumises à un challenge lumineux (Système Daniovision, Noldus) Paramètres mesurés Distance totale parcourue Vitesse moyenne Mobilité Localisation Chambre d observation Daniovision Larves individualisées dans une microplaque à 48 puits 20 min d'acclimatation dans la Daniovision 10 minutes obscurité : Nuit 1 10 minutes lumière : Jour 1 10 minutes obscurité : Nuit 2 10 minutes lumière : Jour 2 Enregistrement 40 min à 26 C

39 Activité natatoire 2,5 Cyamémazine 700 Citalopram Distance parcourue(m) 2 1,5 1 0,5 0 a,c a,b b Nuit 2 c d Temps en périphérie (s) a b Jour 2 b c Témoin 1,22 µg/l 12,2 µg/l 122 µg/l 1220 µg/l 0 µg/l 10 µg/l 100 µg/l 1000 µg/l Mobilité (s) Oxazépam b a,b a,c a,c a,c Nuit 1 0 µg/l 10 µg/l 100 µg/l 1000 µg/l µg/l Effets de l Oxazépam, du Citalopramet de la Cyamémazinesur l activité natatoire des larves. Pas d effet de la Carbamazépineet de l Acide Valproïqueaux concentrations testées.

40 Seuils de toxicité Seuils de toxicité proposés (µg L -1 ) Exposition Toxicité aiguë Toxicité CL 50 chronique (LOEC) NOEC Fluoxétine Sertraline Citalopram < 10 Oxazépam - 10 < 10 Cyamémazine - 12,2 1,22 Acide valproïque Carbamazépine NOEC entre 1 et 100 µg/l pour les antidépresseurs ISRS, la Cyamémazine, et l Oxazépam.

41 Espèce Test de toxicité Toxicité aigüe Toxicité chronique Référence Carbamazépine(Anti-épileptique) Daphniamagna CE 50 / LOEC 6j 97,8 mg/l 0,5 mg/l DIETRICH et al., 2010 Ceriodaphniadubia CE 50 / NOEC 77,7 mg/l 0,025 mg/l FERRARI et al., 2004 Oryziaslatipes CL 50 3 jours 45,87 mg/l KIM et al., 2007 O. latipes LOEC 9-10 j 12 ng/embryon NASSEF et al., 2010 Danio rerio NOEC 10 j 25 mg/l FERRARI et al., 2004 O. latipes(embryons) NOEC 10j 0,10 mg/l Cette étude Fluoxétine(ISRS) O. latipes CL 50, 96h 5,5 mg/l - NAKAMURA et al., 2008 O. latipes(larves) CL 50 /NOEC 3j 840 µg/l 10 µg/l Cette étude Citalopram(ISRS) C.dubia CL 50,48h/LOEC 3,9 mg/l 4 mg/l HENRY et al., 2004 O.latipes(Larves) CL 50 /NOEC 3j 9,14 mg/l <0,01mg/l Cette étude Sertraline(ISRS) C.dubia CL 50,48h/LOEC 0,12 mg/l 0,045 mg/l HENRY et al., 2004 O.latipes(Larves) CL 50 /NOEC 3j 0,84mg/L 0,10 mg/l Cette étude Les embryons et larves de médakajaponais apparaissent particulièrement sensibles à certains psychotropes (Citalopram, Cyamémazine )

42 Effets toxiques des psychotropes en mélange Composition du mélange de médicaments (µg/l) Composés 1X* 3,3 X 10 X** 33 X Carbamazépine 0,206 0,68 2,06 6,8 Oxazepam 0,50 1,65 5,0 16,5 Sertraline 0,0015 0,005 0,015 0,0495 Fluoxétine 0,003 0,01 0,03 0,099 Norfluoxétine 0,0002 0,0007 0,0022 0,0066 Lorazepam 0,0406 0,134 0,406 1,340 Cyamémazine 0,0303 0,100 0,303 1,001 Citalopram 0,015 0,050 0,151 0,499 Hydroxyzine 0,002 0,0067 0,020 0,067 Acide valproïque 0,400 1,320 4,0 13,2 * Concentration dans la rivière Isle à proximité d un émissaire d un hôpital psychiatrique ** concentration dans l émissaire de l hôpital T0 : embryons de 24h T0+10j éclosion T0 + 14j : larves avésiculées 14j exposition, 26 C, semi-statique Viabilité embryo-larvaire Activité natatoire

43 Effets toxiques des psychotropes en mélange Paramètres / Analyse Viabilité Paramètres mesurés Stadede développement Embryons Larves Cinétique de mesure Tous les jours Donnée dérivée Viabilité embryonnaire Viabilité larvaire Viabilité cumulée Rythme cardiaque Embryons Jour 7 Activité cardiaque Eclosion Tous les jours, à partir Taux d éclosion Embryons de 8j post Durée de développement Larves fécondation Biométrie Larves Jour d éclosion Longueur totale Taille de la tête Rapport T/L Malformations Larves Jour d éclosion Occurrence et nature des malformations Activité natatoire Larves Jour 14 Comportement natatoire

44 Toxicité du mélange de psychotropes Conditio n Viabilité embryonnair e (%) Viabilité larvaire (%) Taux d éclosio n Age embryonnair e à l éclosion (jours) Longueur à l éclosion (mm) Larves malformées (%) Rythme cardiaque (batt./min) Témoin 93,3 (8,3) ,3 (8,3) 10,7 (0,1) 4,55 (0,06) 31 (3,8) 104,8 (2,1) 1X 93,2 (6,3) ,8 (7,1) 11,0 (0,3) 4,52 (0,02) 31 (7,7) 102,1 (2.7) 3,3 X 95,9 (4,0) ,2 (2,4) 10,7 (0,2) 4,56 (0,05) 24 (15,4) 104,9 (4,0) 10X 90,7 (10,1) ,2 (9,0) 10,8 (0,2) 4,55 (0,09) ,7 (3,7) 33X 98,7 (2,3) 93,3 (8,9) 97,3 (4,6) 10,9 (0,2) 4,55 (0,08) 27 (6,7) 102,9 (5,8) Pas d effet létal, sur le développement, le succès d éclosion et l activité cardiaque quelle que soit la concentration considérée

45 Activité natatoire Distance parcourue (m) 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Témoin 1 X 3,3 X 10 X 33 X Temps de mobilité (s) Nuit 1 Jour 1 Nuit 2 Jour 2 0 Nuit 1 Jour 1 Nuit 2 Jour 2 Temps en périphérie (s) a a,b a,b b a,b Nuit 1 Jour 1 Nuit 2 Jour 2 Pas d effet significatif sur la distance parcourue et la mobilité des larves Effets significatifs sur la localisation de la larve (à la périphérie du puits) pour la plus forte concentration testée

46 Conclusion Les stades précoces de développement de poisson apparaissent particulièrement sensibles aux effets des psychotropes : - Effets toxiques aigus des antidépresseurs ISRS -Effets sur l activité de nage des antidépresseurs ISRS + Cyamémazine + Oxazépam Effets des mélanges de psychotropes sur l activité natatoire des larves de médakaà des concentrations modérées (X33).

47 Remerciements

48 Effets de mélanges de médicaments sur le transcriptome et protéome de mollusques Elsa Bonnafé, Sophie Sroda, Pierre Marty et Florence Geret Les médicaments dans l'environnement 5-6 décembre 2013 Centre Universitaire Jean-François Champollion Albi 1/18

49 CONTEXTE Evaluation des effets de l'exposition à des xénobiotiques sur les organismes Effets sublethaux Comportement Reproduction Développement Croissance? Organismes /populations Perturbations physiologiques et cellulaires Cellules 2/18 2

50 CONTEXTE Evaluation de la réponse cellulaire à l'exposition à des xénobiotiques Modification de la physiologie cellulaire Voie de signalisation Défense cellulaire (système antioxydant, détoxification, immunité) Cycle cellulaire (prolifération, apoptose,...) Modifications métaboliques Energétique Biosynthèse 3/18 3

51 CONTEXTE Evaluation de la réponse cellulaire à l'exposition à des xénobiotiques (médicaments) Effet sur l'expression de gènes : transcriptomique Effet sur la biosynthèse des protéines : protéomique 4/18 4

52 Protocole expérimental Organismes d'études Les mollusques dulçaquicoles Radix peregra (embryon et larve) Corbicula fluminea (adulte) PROTEOME TRANSCRIPTOME Psychotropes purs Mélanges Effluents de STEP (hôpital psy.) Mélanges de psychotropes Les médicaments ciblés : les psychotropes (projet Psycheau) 5/18 5

53 Transcriptomique ciblée Limite : données de séquences d'arnm disponibles sous genbank Ciblage de certains systèmes uniquement : Détoxification (phase 1, 2 et 3) : Cytochrome p450, GST, MXR De défense antioxydant : SOD, catalase 6/18 6

54 Transcriptomique ciblée C.fluminea Acclimatation (1 semaine), 18 C Contaminés Témoins Effluents Cocktail de psychotropes : Concentration effluent Concentration rivière 10X concentration effluent Q-PCR 2(-ΔΔCT) STEPONE+ Clonage et Séquençage ciblé des ADNc non disponibles dans les banques de données : CYP4 MDR1 VIIA7 7/18 7

55 Transcriptomique ciblée Résultats : effluents Le système de détoxification : phase 1 : CYP4 * Activité EROD mesurée dans les glandes digestives GD : Pas de variation cyp4 a 24h // activité EROD importante : effet plus précose? Autre Cytochrome p450 impliqué? 8/18 8

56 Transcriptomique ciblée Résultats : effluents Le système de détoxification : phase 2 : pi-gst * Tissus /temps (j) Glandes digestives Branchies Baisse d'expression // Hausse d'activité dans les Branchies à 14 j Baisse d'activité dans les GD à 3 et 7j // rien en expression pi-gst 9/18 9

57 Transcriptomique ciblée Résultats : effluents Le système de détoxification : phase 3 : MDR1 Forte surexpression : effet durable : marqueur de métabolisation de phase 3. 10/18 10

58 Transcriptomique ciblée Résultats : effluents Le système de défense antioxydant : Catalase * * * * Tissus /temps (j) Glandes digestives Branchies Forte induction à 24 h dans les GD // rien enregistré au niveau de l'activité Baisse d'expression à 3 jours // Baisse d'activité dans les GD et hausse dans les Br 11/18 11

59 Transcriptomique ciblée Résultats : effluents Le système de défense antioxydant : SOD * * * * Effet durable dans les branchies de 1 à 14 jours. : Inhibition du système SOD 12/18 12

60 Transcriptomique ciblée Bilan Clonage nécessaire des ADNc non disponibles Difficultés dans le ciblage des gènes surtout en cas de famille multigenique (CYP, GST) Corrélation entre effet transcriptionnel et activité enzymatique difficile : différents niveaux de régulation, décalage, familles multigéniques Augmentation durable de la métabolisation de phase 3 Inhibition globale de SOD interaction avec le système antixoxydant Nécessite d'obtenir une vision plus intégrative : multiplication des gènes ciblés 13/18 13

61 Protéomique Résultats : effluents pi 4 70K Da pi 7.. Sélection des spots pour séquençage x / témoin (augmentation ou diminution) 15KDa 14/18 14

62 Protéomique Résultats : effluents Protéines de structure Protéines du fonctionnement cellulaire Protéines du métabolisme cellulaire et production d énergie Effets majoritaires transitoires : baisse à J1 Perturbations générales du fonctionnement cellulaire Biais dans le ciblage des protéines séquencées 15/18 15

63 Transcriptomique globale Etape 1 : séquençage différentiel des ARNm Radix peregra Exposition à 2 concentrations d'oxazepam Accouplement et récupération des pontes Préparation d'arn totaux préparation et séquençage de 24 librairies ARN * plus forte concentration n'ayant pas d'effets détectable sur le développement **concentration environnementale 8 témoins 8 concentration C1* 8 concentration C2** Illumina Highseq Analyse bioinformatique : génération et étiquetage des contig. 16/18 16

64 Transcriptomique globale Etape 2 : Validation des résultats de RNAseq différentiel par Q-PCR // Test de nouvelles conditions (molécules, concentration) BioMark Dynamic Array 17/18 17

65 MERCI DE VOTRE ATTENTION 18/18 18

66 PANACEE Maîtrise de la qualité des effluents hospitaliers aqueux (oncologie) : évaluation de la toxicité, éco combinaison de procédés de traitement, validation in-situ Claire ALBASI et tous les acteurs du projet!

67 Partenaires Projet débuté le 1 er Janvier mois 3 embauches LGC coordonateur Olivier LORAIN, Olivier LEON POLYMEM Impasse de Palayre Toulouse Claire ALBASI, Claire JOANNIS-CASSAN, Christel CAUSSERAND, Clémence COETSIER, Isariebel QUESADA, Carine JULCOUR, Caroline ANDRIANTSIFERANA, Marie Hélène MANERO, Sylvie SCHETRITE, Annie PFOHL-LESZKOWICZ, Nicolas MATER LGC (Laboratoire de Génie Chimique), CNRS F Toulouse Cedex 04 France Hélène BUDZINSKI, Emmanuel GENESTE,, Patrick MAZELLIER Université Bordeaux 1 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux EPOC - UMR 5805 CNRS Laboratoire de Physico- et Toxico-Chimie de l'environnement (LPTC) Batiment A crs de la Libération Talence France Selim AIT-AISSA, Pascal PANDARD INERIS, Unités «Ecotoxicologie in vitro et in vivo» et «Expertise et Essais en Ecotoxicologie», BP Verneuil-en-Halatte Jean-Marie CANONGE CHU Toulouse, pôle pharmacie, Purpan, Place du Docteur Baylac TSA Toulouse cedex 9 Jean Marie RAULOT Directeur Services Techniques / Travaux Institut Claudius Regaud, Rue du Pont St Pierre, Toulouse 2

68 Contexte et Objectifs Tamoxifène Ifosfamide CONTEXTE Présence avérée de molécules pharmaceutiques dans différents compartiments des eaux usées Les médicaments anticancéreux, administrés en grande quantité, rejetés dans les urines, partiellement dégradés et éliminés par les stations d épuration, représentent un danger croissant. Des teneurs considérables de ces métabolites peuvent se retrouver dans les rivières et éventuellement dans l eau d irrigation, Les conséquences connues de leur présence dans l environnement peuvent aller de l allergie au cancer chimio-induit en passant par des pertes de fertilité. Cyclophosphamide Ciprofloxacine OBJECTIFS 1) Evaluation de la présence de principes actifs et métabolites de traitements des cancers dans les effluents des services de soins correspondants. 2) Mesure des effets toxiques, (géno/cytotoxiques et perturbateurs endocriniens) effluents // médicaments et leurs métabolites // desinfectants et autres. 3) Développement d un procédé de traitement = combinaison de traitements biologiques et physicochimiques (couplage d un bioréacteur à membranes et de procédés de filtration tertiaire et /ou adsorption/oxydation à choisir). 3

69 Concernant les traitements les points de départs «labo» 4

70 Technologie de bioréacteur à membrane Oxydation biologique + Séparation physique Module membranaire Réacteur biologique Delgado (2009) Performances sur les micropolluants d intêret? Thèse Delgado (2009) : Comportement d un pilote de BAM externe après ajout d un cocktail d anticancéreux, adaptation biomasse Molécule CP : 80% d élimination en phase aqueuse Sorption et/ou biodégradation?

71 Mise en oeuvre expérimentale Conditions opératoires V = 20 L ; TSH = 36 h ; AB = 20 j ; Φ = 0,2 µm Campagne j0 j76 j153 [CP] = [IFO] = 5 µg/l ; [TAM] = 1 µg/l Sans micropolluant Avec micropolluants Suivi Très bonne épuration sur les macropolluants épuration carbonée (DCO) : 98 ± 1 % ; épuration azotée (N Total ) : 90 ± 5 % Recherche d un profil précis d élimination du CP

72 Bilan d élimination pour le cyclophosphamide CP (thèse Jordan SEIRA 2013) Biodégradation : 40 % Répartition (%) Pertes abiotiques, phase aqueuse, purge : 20 % Sorption : < 0,5 % Perméat : 40 % Elimination partielle 0 j4- j10 j10- j17 j17- j24 j24- j30 j30- j38 j38- j45 j45- j51 j51- j58 j58- j64 j64- j71 j71- j77 Période (jour) Sorption (distribution liquide/solide) : négligeable mais pourquoi? Perméat : rôle de la membrane? Distribution dans la phase liquide? Biodégradation : poids conséquent. Peut-il l être davantage?

73 La mise en œuvre «in situ» 8

74 Schéma du procédé installé à l hôpital Purpan AGE BOUES = 40 JOURS TSH = 20 HEURES ou 48 HEURES Perméat Boues Eau entrée Suivi de paramètres classiques du BaM Echantillonnage pour quantification de médicaments et détermination de la toxicité

75 Echantillonnage Acquisition des débits et des pressions. Quantification de MES de l eau entrée pilote et boues Performances épuratoires (DCO, N) eau entrée pilote et perméat Détermination de ph et conductivité Perméat Boues Eau entrée 1a- Echantillonnage eau entrée pilote 3- Echantillonnage boues Echantillon moyenné horaire (30 ml/10 min). 3h, 9h, 15h, 23h. Echantillon moyenné journée 24 h 2- Echantillonnage perméat

76 Qualification journalière de l entrée 11

77 Enregistrement journalier de débit entrée bâtiment (Mai) 30 Q horaire en m3/h (x10) Débit moyen Dimanche Heure Le pic de consommation d eau se trouve entre 9:00 et 12:00. Minimum entre 24:00 et 5:00 Bonne reproductibilité des courbes de débit quel que soit le jour de la semaine

78 ph et Conductivité Eau Entrée. Comportement horaire 9 ph du ph du ph du dim ph du ph du ph du ph du ph du ph du ph du Cond du cond du cond du cond du dim cond du cond du cond du cond du cond du Cond du cond du ph 8,5 8 7,5 7 6, Conductivité (µs/cm) Eau résiduaire domestique normalement concentrée ph C onductivité Azote DCO DBO5 Phosphore MES 7,5-7, µs/cm 80 mg/l dont 60 N-NH3 700 mg/l 300 mg/l mg/l 250 mg/l 6 0 0:00 4:00 8:00 Comportement plus stable de la conductivité mais ph avec signal plus hétérogène et un comportement le dimanche différent. Différences entre le ph et la conductivité d un mois à l autre ce qui semble être liée à une activité variable de l hôpital Conductivité entre µs/cm. ph entre :00 16:00 20:00 0:00

79 ph et Conductivité Eau Entrée. Comparaison même jour de semaine 9 comparaison des mardis 19 et 26 mars ,5 ph 8 7, Conductivité (µs/cm) 6,5 6 ph (19-03) ph (26-03) ph ( 21-05) ph (28-05) Cond (Ma19-03) Cond (mar 26-03) cond ( 21-05) cond( 28-0)5 08:00:00 12:00:00 16:00:00 20:00:00 00:00:00 04:00:00 08:00:00 12:00:00 0 Le ph et la conductivité sont comparables seulement si les mardis sont rapprochés. D un mois à l autre les différences peuvent être significatives.

80 MES/DCO Eau Entrée Pilote Q moyen & DCO particulaire/mes Debit moyen horaire (x10 m3/h) DCO part/mes le (X10) MES (mg/l) le :00 14:00 20:00 2:00 8:00 Q h o r a i r e e n m 3 / h ( x 1 0 ) Heure Débit moyen Dimanche MES en mg/l MES entre mg/l, en moyenne 193 mg/l. Minimum de MES à 03:00, Egalement débit minimal Le rapport DCO particulaire/ MES reste quasi constant toute la journée excepté à 12:00. Eau résiduaire domestique normalement concentrée ph C onductivité Azote DCO DBO5 Phosphore MES 7,5-7, µs/cm 80 mg/l dont 60 N-NH3 700 mg/l 300 mg/l mg/l 250 mg/l

81 Qualification de l entrée sur la campagne 16

82 DCO Eau Entrée Pilote. DCO (mg/l) ALIMENTATION DCO Total DCO colloïdale + soluble (<1,2 µm) DCO Soluble (<0,2 µm) La gamme de variations de la DCO sur des prélèvements instantanés (même heure) est très large entre mg/l, en moyenne 600 mg/l. Il n y a presque pas de matières colloïdales entre µm Jour Eau résiduaire domestique normalement concentrée ph C onductivité Azote DCO DBO5 Phosphore MES 7,5-7, µs/cm 80 mg/l dont 60 N-NH3 700 mg/l 300 mg/l mg/l 250 mg/l

83 Azote (mg/l) Alimentation Azote Total Azote NH3 Azote NO Jour Azote total varie entre mg/l Azote ammoniacal entre mg/l Il n y a pas de nitrates. L apport à l azote total de la part ammoniacal est très fluctuante ce qui traduit un temps de séjour de l effluent jusqu à pilote très variable % Azote Total 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Azote Eau Entrée Pilote Eau résiduaire domestique normalement concentrée ph C onductivité Azote DCO DBO5 Phosphore MES 7,5-7, µs/cm 80 mg/l dont 60 N-NH3 700 mg/l 300 mg/l mg/l 250 mg/l Azote Organique Azote NH3 Azote NO3 Jour

84 Résultats Épuration biologique Pollution conventionnelle 19

85 Rendement épuratoire du BaM. Elimination DCO DCO (mg/l) Efficacité Alimentation Surnageant Boues Perméat Temps (Jour) Malgré les problèmes de fonctionnement l efficacité d élimination de la DCO est en moyenne 93% On obtient un perméat sans MES et une DCO de 40 mg/l en moyenne Efficacité (%)

86 Rendement épuratoire du BaM. Elimination Azote 140 Efficacité Alimentation Perméat Azote (mg/l) Efficacité (%) Temps (Jour) -50 Contrairement à la DCO l efficacité d élimination de l azote est faible, en moyenne 6%. L azote est totalement transformé en nitrates. On obtient un taux moyen de 50 mg/l dans le perméat. Pour compléter le cycle nitrification dénitrification un séquençage de l aération vient d être installé.

87 Evolution MES dans le BaM. 5 4,5 4 3,5 28/01/ /02/ /02/ ppm 12/03/2013 Boues 09/04/ ppm 15/05/ /05/ /05/ /06/2013 MES (g) 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Nid protozoaires Mai Jour Possible influence négative des pannes, de la chloration dans l hôpital, de l utilisation de biocides sur la stabilité du système. Le ph très acide mesuré dans la boue peut jouer aussi un rôle négatif. Dernières 40 jours de fonctionnement à un taux de MES assez faible. A la fin de la campagne seulement 1g de MES dans le BaM.

88 Observation Boues au microscope. Floc + très petit protozoaire Mai 2013 Floc + gros protozoaire 2012 L observation des boues montre: Des flocs de différentes consistances par rapport à 2012 Une raréfaction ainsi qu une très petite taille des protozoaires. Protozoaires + Metazoaires Mai 2013 Aucun métazoaire observé. Conséquence possible de la toxicité de l effluent. Nid protozoaires Mai 2013

89 PTM Tpre Qpermeat Q circul Vol BA Debits & Volume BA (/10) / /3 6/4 16/4 26/4 6/5 16/ /5 5/6 100 Date 50 PTM Tpre Qpermeat Q circul Vol BA / /5 10/6 20/6 30/6 Date 10/7 20/7 30/7 Debits & Volume BA (/10) Une qualité d eau difficile pour tt bio Des perturbations mais rien de rédhibitoires Gestion procédé possible, énergétique compatible 250 Pression TranMembr(mbar)/Tpre) Pression TranMembr(mbar/Tpre) Acquisition des débits et des pressions.

90 Résultats Elimination des pharmaceutiques 25

91 Suivi mensuel en entrée de pilote Anticancéreux étudiés Suivi mensuel Evolution des Fluoroquinolones au cours du temps (prélèvements moyennés) Ciprofloxacine Norfloxacine Ofloxacine C (ng/l) Mars Avril Mai Juin Juillet E - 5 E - 10 E - 15 E - 20 E - 21 E - 22 E - 27 E - 32 E - 37 E - 38 E - 39 E - 40 E - 41 Evolution des Anticancéreux au cours du temps (prélèvements moyennés) C (ng/l) ifosfamide cyclophosphamide methotréxate tamoxifen Mars Avril Mai Juin Juillet E - 5 E - 10 E - 15 E - 20 E - 21 E - 22 E - 27 E - 32 E - 37 E - 38 E - 39 E - 40 E

92 Abattement pilote Les différents comportements observables Dégradation du paracétamol par le pilote Dégradation de la ciprofloxacine par le pilote Concentration (ng/l) Bonne dégradation du composé Concentration (ng/l) Dégradation du composé mais concentrations qui restent élevées en sortie E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN P /03/13 9h P /03/13 10h P /03/13 9h P /03/13 11h 0 E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN P /03/13 9h P /03/13 10h P /03/13 9h P /03/13 11h Concentration (ng/l) Dégradation de la cétirizine par le pilote Peu de dégradation du composé Concentration (ng/l) Dégradation de l'oxazepam par le pilote Apparition de composé en sortie de pilote : produit de dégradation d autres molécules E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN P /03/13 9h P /03/13 10h P /03/13 9h P /03/13 11h 0 E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN E /03/13 MOYEN P /03/13 9h P /03/13 10h P /03/13 9h P /03/13 11h 27

93 Résultats Elimination des effets 28

94 Ecotoxicité de l effluent amont moyenné et effluent après traitement 100 CE 50 (% effluent) D. magna P. subcapitata V. fischeri B. calyciflorus Filtré 0.7µm Filtré 0.7µm Filtré 0.7µm Filtré 0.7µm Non filtré Non filtré amont moy. aval amont moy. aval amont moy. aval série 1 série 2

95 Bilan des essais réalisés Pas d influence de la congélation sur la réponse de D. magna, P. subcapitata, V. fischeri. Influence significative de la filtration sur l essai d inhibition de la mobilité de Daphnia magna. Différence significative de toxicité de l effluent avant et après traitement. Peu ou pas de sensibilité de V. fischeri et B. calyciflorus (pas de cohérence avec la série de 2012). Essais invertébrés aigus et chroniques les plus pertinents pour caractériser l écotoxicité de l effluent.

96 Activité œstrogénique 100% 80% 28 mars % 40% 20% Témoin non traité Amont Aval 0% 0,001 0,01 0, % 29 mai 2013 Activité luciférase 80% 60% 40% 20% Amont : nge 2 -Eq/L 10 juillet % 0,001 0,01 0, % 80% Aval : nge 2 -Eq/L 60% 40% 20% 0% 0,001 0,01 0,1 1 Concentration d échantillon

97 Activité androgénique /glucocorticoïde 150% 28 mars 100% 50% Témoin non traité Amont Aval 0% 0,001 0,01 0, % 29 mai Activité luciférase 100% 80% 60% 40% 20% 0% 0,001 0,01 0,1 1 Amont : ngdht-eq/l 10 juillet 120% 100% 80% 60% Aval : n.d. 26 ngdht-eq/l 40% 20% 0% 0,001 0,01 0,1 1 Concentration d échantillon

98 Activité PXR 28 mars 29 mai Activité luciférase 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Témoin non traité 0,001 0,01 0,1 1 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,001 0,01 0,1 1 Amont Aval 10 juillet 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,001 0,01 0,1 1 Concentration d échantillon

99 Perspectives 34

100 Couplages pour affinage PAO Effluents hospitaliers MBR Perméat Adsorption Effluent traité ADSORPTION - Charbon actif - Zéolites PROCEDE D'OXYDATION AVANCEE Photocatalysis (TiO 2 /UV A) Photo-Fenton (Fe 2+, H 2 O 2, UV) PANACEE 1 er octobre 2013

101 Adsorption Adsorbants: Charbon actif: S23, L 27 Zéolithe Volume solution: 100 ml d eau osmosée ou de perméat Concentration : 250 µg L -1 de chaque molécule Durée: sous agitation pendant une semaine Masse d adsorbant variable : Masse Adsorbant (mg) X 3 X 3 X 2 Flacon 100 ml PANACEE 1 er octobre 2013

102 Adsorption sur Charbon actif Evolution de la concentration - Masse croissante de L27 Concentration (µg/l) Eau osmosée Ifosfamide (µg/l) Cyclophosphamide (µg/l) Ciprofloxacine (µg/l) Tamoxifen (µg/l) sans 1 mg 2.5 mg 5 mg 7 mg 10 mg 15 mg 25 mg 50 mg 100 mg Concentration (µg/l) Perméat 136,89 146,34 1,27 6,04 PANACEE 1 er octobre 2013

103 Oxydation photocatalytique avec TiO 2 Degradation (%) Evolution du % de dégradation en fonction de la masse de TiO 2 (durée totale : 300 minutes ) Max Ifosfamide Cyclophosphamide [TiO 2 ] (g/l) Bilan : Dégradation non totale (max 80%) : 54 µg/l (Ifo) et 55 µg/l (cyclo) Conditions optimales : [TiO 2 ] = 3 g L -1 PANACEE 1 er octobre 2013

104 Oxydation (photo-)fenton: résultats Effet matrice Eau osmosée Point (0,0) : [H 2 O 2 ] 0 =2,7 mmol/l et [Fe 2+ ] 0 =0,6 mmol/l Eau osmosée ou perméat BaM eau de station Perméat BaM Ifosfamide Cyclophosphamide Ciprofloxacine Ifosfamide Cyclophosphamide Ciprofloxacine C (µg/l) C (µg/l) Temps (min) Temps (min) Dégradation rapide des molécules dans les deux matrices(conversion > 80% après 15 min). Vitesses initiales d oxydation de l ifosfamide et de la cyclophosphamide plus élevées dans l eau osmosée que dans le perméat (phénomène de compétition avec les molécules du perméat).

105 Schéma du procédé couplé (BaM + NF ou OI) Effluent hospitalier Recirculation du concentrat vers le BàM Perméat BàM Perméat NF/OI BIO BàM MF/UF NF ou OI NF/OI Augmentation du temps de contact pour la biodégradation GRUTTEE

106 Merci pour votre attention Visite Pilote réunion 18mois - 2 juillet

107 WORKSHOP 5-6 décembre 2013 Les médicaments dans l'environnement La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Valérie VITHE Directrice Hydraulique Assainissement

108 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées La règlementation en vigueur Directive européenne 2000/60/CE fixe les dispositions générales pour la protection et la conservation des milieux aquatiques -Valeurs limites d émission -Normes de qualités environnementales -Liste de molécules prioritaires -Protocole de surveillance de milieux -Données écotoxicologiques Loi sur l eau et les milieux aquatiques du 30 décembre 2006 et arrêté du 22 juin 2007 fixant les conditions de rejets et d autosurveillance des STEP sur paramètres organiques : ph, débit, DBO5, DCO, MES, NH4, NH3, NO2, NO3, Pt, boues Circulaire du 29/09/2010 relative à la surveillance des micropolluants dans les EU à partir de substances prioritaires avec limite de qualité à ne pas dépasser -Si dépassement suivi spécifique pendant 3 ans, Ex : station Albi-Madeleine après étude complète 3 substances apparaissent : Tributylétain cation, cuivre et ses composés,zinc et ses composés -6 mesures annuelles : coût d analyse 4000 euros

109 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées La règlementation en vigueur Arrêté du 8 janvier 1998 : Encadre le rejet et l épandage des boues d épuration et fixe des valeurs limites pour certains métaux lourds et substances chimiques Analyses pour la caractérisation de la valeur agronomique des boues : - matière sèche (en %) ; matière organique (en %) ; - ph ; - azote total ; azote ammoniacal ; - rapport C/N ; - phosphore total (en P2O5) ; potassium total (en K2O) ; calcium total (en CaO) ; magnésium total (en MgO) ; - oligo-éléments (B, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn). Cu, Zn et B seront mesurés à la fréquence prévue pour les éléments-traces à l'annexe IV. Les autres oligo-éléments seront analysés dans le cadre de la caractérisation initiale des boues. Analyses pour la caractérisation de la valeur agronomique des sols : - granulométrie, mêmes paramètres que précédemment en remplaçant les éléments concernés par P2O5 échangeable, K2O échangeable, MgO échangeable et CaO échangeable. Pas de suivi des substances médicamenteuses

110 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées La règlementation à venir Accord du 17 avril 2013 entre le Parlement européen et les Etats membres, 12 nouvelles substances prioritaires supplémentaires vont devoir être surveillées par les Etats membres et respecter des seuils de présence dans les milieux aquatiques, dont trois substances pharmaceutiques qui rejoignent la liste des polluants émergents qui doivent faire l'objet d'une surveillance particulière en vue de les inclure dans la liste des substances prioritaires si cela s'avère nécessaire : hormones de synthèse 17alphaethinylestradiol et 17beta-estradiol ainsi que l'anti-inflammatoire Diclofenac. Pour chacune de ces substances, le taux maximum de concentration autorisé dans l'eau entrera en vigueur en 2018, en vue de parvenir à un bon état chimique en Le nouveau texte comprend également des normes plus strictes pour 7 des 33 substances déjà couvertes par la législation. Les NQE révisées pour les substances existantes doivent être incluses dans les plans de gestion de bassins hydrographiques en 2015,

111 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Les plan nationaux Plan National Santé Environnement 1 et 2 Action n 11 : «visant à limiter le pollutions des eaux et des sols dues aux pesticides, aux perturbateurs endocriniens et aux substances médicamenteuses potentiellement dangereuses Plan National Résidus Médicamenteux depuis 30 mai 2011 Différentes molécules et métabolites priorisées - 3 axes d étude o Evaluation des risques : avec un état des lieux, une quantification des molécules, identification des sources d émission des substances, création d une banque de données o Gestion des risques : mise en place d un dispositif de surveillance avec valeurs cibles, objectif de réduction de ces émissions à la source par traitement, objectif de former et d'informer à chaque degré du cycle de vie des substances o Recherche : pour renforcer et structurer les actions de recherche, faire des études dans e domaine économique et social, identifier zones tests pour différentes actions. Conclusions prévues en 2017.

112 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Le cycle des médicaments dans l eau

113 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Les médicaments d origine hospitalière

114 Les médicaments d origine diffuse (foyers des particuliers) La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées

115 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Substances émergentes dans l eau Centre hospitalier : 30 substances principalement recherchées : -Bétabloquants (propranolol, métoprolol) -Analgésiques et antiinflammatoires (paracétamol, acide salicilique, ibuprofène, naproxène, diclofénac) -Fibrates (bézafibrates, acide clofibrique et fénofibrique) -Antibiotiques (amoxocilline, sulfaméthoxazolen, trimétoprime, doxycycline, érythromycine, ofloxacine) -Cabamazépine -Hormones stéroïdes (éthinilestradiol) -Anticancéreux (ifosfamide) Substances très variées sans compter les métabolites actifs, inactifs difficiles à cibler Hôpital psychiatrique : résultats étude PSYCHEAU -acide valproïque, carbamazépine, citalopram, cyamémazine, fluxétine, hydroxyzine, lorazepam, norfluxétine, oxazepam, sertraline Moins de substances mais concentrations plus importantes

116 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Quantités Concentrations assez faibles dans les eaux usées : de l ordre de quelques centaines de nanogrammes par litre à milliers de nanogrammes par litre en sortie directe d hôpitaux Concentrations faibles dans les eaux de surfaces : de l ordre de quelques dizaines de nanogrammes par litre Concentrations très faibles dans l eau potable et les nappes phréatiques : de l ordre de quelques nanogrammes par litre

117 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Problématiques Il existe une très grande diversité de familles de molécules (+hormones) et de produits de transformation. La synthèse des études réalisées révèle de substances différentes et contenues à poids inégal dans les effluents domestiques (synthèse des études réalisées) et la difficulté de trouver des traceurs. Problème de fiabilité des prélèvements, analyses et de leur coût Parmi les rejets humains, rejets concentrés des hôpitaux et rejets diffus des particuliers.

118 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Problématiques Abattement très variable suivant les caractéristiques des molécules en présence Evaluation de l importance du transfert vers les boues résiduaires selon les substances Identification des impacts des résidus de médicaments sur la biomasse des boues activées Identification des impacts des rejets sur les milieux récepteurs (sédiments et biotopes) Evaluation du risque lié à la réutilisation des eaux usées traitées (traitement tertiaire : risque liés à la formation de sous-produits

119 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Etude sur le pouvoir épurateur de la STEP Albi-Madeleine OBJECTIFS Évaluer la contribution des effluents hospitaliers à la toxicité globale des effluents arrivant à la STEP d Albi Évaluer la toxicité des effluents en sortie de STEP Vérifier la pertinence de l'utilisation des tests normalisés

120 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées

121 La présence de résidus médicamenteux dans les eaux usées Points de prélèvement Sortie unique sur réseau EU Unité St Bernard (25 lits) PR puis sortie sur réseau EU Unités Charles Brault et Jean Ducoudray (2x25 lits) Fosse puis réseau EU Rivière TARN

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