Devenir des résidus médicamenteux et de leur métabolites au sein des Zones de Rejet Végétalisées (ZRV)

Evaluation of surface flow treatment wetlands as a polishing step for small communities wastewater treatment plants : evaluation and modeling of hydraulic behavior, fate of macropollutants and pharmaceuticals

• Auteur / Autrice : Maximilien Nuel
• Direction : Adrien Wanko Ngnien, Dimitri Heintz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 19/09/2017
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : François Bernier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Magali Casellas-Français
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hélène Budzinski, Marie-christine Gromaire

Mots clés

Mots clés contrôlés

Environnement

Zones humides artificielles

Micropolluants

Métabolisme

Plantes des eaux usées

Déchets -- Élimination

Industrie pharmaceutique

Eau -- Épuration -- Biofiltration

Mots clés libres

Zones de Rejets Végétalisées

Filtres plantés de roseaux à écoulement vertical

Station de traitement des eaux usées

Résidus médicamenteux

Métabolites

Complément d’épuration

Effet de saisonnalité et de vieillissement

Régime d’écoulement

Dissipation des résidus médicamenteux vers les plantes

Sols et invertébrés

Surface Flow Treatment Wetland

Vertical Flow Constructed Wetland

Wastewater treatment Station

Wastewater

Metabolite

Purification complement

Seasonality and aging effect

Flow pattern

Drug compounds distribution in plants

Mud and invertebrates

Résumé

Les Stations de Traitement des Eaux Usées (STEU) sont l'une des principales sources de rejet de résidus médicamenteux dans l'environnement. Depuis 2009, les Zones de Rejet Végétalisées (ZRV) sont mises en oeuvre entre le rejet de la STEU et le milieu récepteur, mais leurs capacités d'abattement sont encore peu étudiées. Pour combler ce manque, les performances d'épuration de 2 STEU et de leur ZRV, ont été évaluées pendant 2 années. Les résidus médicamenteux (86) ont eu une majorité de rendements d'épuration compris entre 30 et 70 % dans les ZRV et avec des maximums en été et des minimums en hiver. Relativement aux abattements observés sur les STEU en amont, la contribution des ZRV à l'épuration globale du site était inférieure à 30 % du flux entrant. Aussi, la réduction des volumes d'eau rejetés au milieu naturel a été corrélée avec une augmentation des concentrations en résidus médicamenteux. Par ailleurs, les plantes ont montré une capacité d'absorption des médicaments spécifique à l'espèce étudiée, alors que l'observation des concentrations dans les boues, a mis en évidence une tendance à une adsorption en été et un relargage en hiver des micro-polluants.

Wastewater Treatment Plants (WWTP) are considered as one of the most important pharmaceutical compound discharges into the environment. Since 2009, French Water Agencies, promote Surface Flow Treatment Wetlands (SFTWs) at the outlet of WWTPs, between the WWTP and the receiving aquatic environment but their removal efficiencies are not well investigated. To overcome these lacks of knowledge, pollutant removal efficiencies of 2 WWTP and their SFTW were monitoring during 2 years. ln regard to pharmaceutical compounds (86), SFTW removal efficiency rates ranged from 30 to 70% with maximum values in summer and minimum values in winter. The SFTW removal efficiency contributions to WWTP were inferior to 30%. ln addition, SFTW inflow reductions were correlated with an increase of drug compound concentrations in the outflow. Furthermore, there was a specific absorption of these micro pollutants by plants whereas there were dynamic interactions between sampled mud and drugs residues with an adsorption during summer and a release during winter.