Devenir et transfert de polluants émergents issus du secteur de la santé dans les compartiments sol et eau de l’environnement - Influence de la présence d’éléments traces métalliques.

Fate and transfer of emerging contaminants coming from the health sector in soil and water compartments of the environment - Influence of the presence of metal cations.

• Auteur / Autrice : Mareen Graouer Bacart
• Direction : Emmanuel Guillon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences - STS
• Date : Soutenance le 17/07/2014
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie Moléculaire de Reims (ICMR - UMR 7312 CNRS) (Reims, Marne, 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Dousset
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Guillon, Stéphanie Sayen
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Elke Fries

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Pollution

Pollution médicamenteuse

Mots clés libres

Médicament

Eau

Sol

Retention

Co-sorption

Cation métallique

Pharmaceutical

Water

Soil

Retention

Co-sorption

Metal cation

Résumé

L'objectif général de ce projet est d'apporter des données pertinentes sur le devenir de produits pharmaceutiques dans l'environnement, en particulier aux interfaces eau/sol, afin de mieux suivre les conséquences de leurs utilisations et de leurs rejets. A long terme, les enjeux concernent la protection de l'environnement et de la santé publique. Ces travaux portent sur la caractérisation des propriétés de rétention de cinq médicaments dans des sols calcaires de la région Champagne-Ardenne afin d'évaluer notamment leur potentiel transfert vers les milieux aquatiques. Différents paramètres ont été identifiés comme ayant une influence sur leur rétention. La rétention de l'enrofloxacine dépend fortement du pH et de la force ionique, celle du diclofénac des teneurs en CaCO3 et en matière organique des sols qui ont un effet antagoniste sur son adsorption, celle de la carbamazépine et du sulfaméthoxazole est faible sur un sol calcaire, et enfin la rétention du iopamidol est négligeable. Par ailleurs, l'influence des cations métalliques, polluants ubiquistes des sols, sur la rétention des médicaments a également été étudiée. Les expériences de co-adsorption ont montré que la présence de cuivre et de zinc influence significativement la rétention de l'enrofloxacine, conduisant à une augmentation des quantités adsorbées sur le sol via la formation d'un complexe ternaire de surface, et met ainsi en évidence l'importance de prendre en compte l'interaction des médicaments avec les métaux pour une meilleure compréhension de leur comportement dans les sols. Toutefois, aucune influence notable de la présence de cuivre sur la rétention des autres produits pharmaceutiques n'a été observée.

The overall objective of this project is to provide a better knowledge of pharmaceuticals fate in the environment, more particularly at water/soil interfaces, in order to follow the consequences of their use and disposal. The long-term issues concern the protection of the environment and public health. This work focuses on the characterization of retention properties of five pharmaceuticals in calcareous soils of the Champagne-Ardenne region in order to evaluate their potential transfer to water compartments. Various parameters having an influence on their retention were identified. The retention of enrofloxacin is highly affected by pH and ionic strength, diclofenac retention by CaCO3 and organic matter contents of soils which have antagonistic effect on its adsorption, the retention of sulfamethoxazole and carbamazepine is low on a calcareous soil, and iopamidol adsorption is negligible. Moreover, the influence of metal cations, ubiquitous pollutants in soils, on pharmaceuticals retention was also studied. Co-adsorption experiments indicated that the presence of copper and zinc modifies significantly enrofloxacin retention, leading to an increase of adsorbed amounts on the soil via the formation of a ternary surface complex, thus highlighting the importance to take into account the interaction between metals and pharmaceuticals for a better understanding of their behavior in soils. However, no noticeable impact of the presence of copper on other pharmaceuticals retention has been noticed.