Occurrence et devenir des métabolites de quatre familles de pesticides (néonicotinoïdes, carbamates, organophosphorés, phénylpyrazoles) dans des ressources en eau potable et filières de potabilisation

Occurrence and fate of metabolites of pesticide (neonicotinoïds, carbamates, organophosphorus, phenylpyrazoles) in drinking water ressources and treatment plants

• Auteur / Autrice : Jodie Melin
• Direction : Stéphane Bouchonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et Chimie
• Date : Soutenance le 16/12/2020
• Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie Moléculaire (Palaiseau ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Corinne Gosmini
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Bouchonnet, Maurice Millet, Marc Benoît, Esperanza Mar, Xavier Dauchy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Maurice Millet, Marc Benoît

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eau potable -- Contamination

Chimie analytique

Pesticides -- Toxicologie

Mots clés libres

Pesticides

Métabolites

Occurrence

Eau potable

LC-QqQ

SPE en ligne

Pesticides

Metabolites

Occurrence

Drinking water

LC-QqQ

Online SPE

Résumé

La présence de pesticides dans les ressources en eau est un sujet d'actualité en France comme dans de nombreux autres pays. La directive européenne sur l’eau potable stipule que tout pesticide ne doit pas présenter une concentration supérieure à 0,1 µg/L dans l’eau potable ; il en est de même pour ses métabolites et produits de dégradation pertinents. Bien que les études portant sur la rémanence des pesticides dans les écosystèmes - notamment dans les eaux - mobilisent de nombreuses équipes de recherche et programmes de surveillance depuis quatre décennies, beaucoup de métabolites et produits de dégradation demeurent inconnus. Les instruments analytiques les plus récents fournissent des limites de détection et sélectivités permettant une appréciation plus globale des phénomènes de pollution. Une première approche, directe, consiste à rechercher et doser les pesticides, leurs métabolites et produits de dégradation connus dans les matrices environnementales et à dresser un bilan de l’état du milieu sur l’ensemble des molécules considérées. La sensibilité des spectromètres de masse permet désormais d’atteindre des limites de détection compatibles avec les concentrations attendues dans les écosystèmes. Cette approche nécessite bien entendu de connaître la nature des métabolites et produits de dégradation en question. Nous avons mené une étude qualitative et quantitative sur des métabolites de quatre familles de pesticides (néonicotinoïdes, carbamates, organophosphorés, phényl-pyrazoles) dont l’occurrence est actuellement très mal connue dans les eaux en France. Une méthodologie de priorisation a été mise en place pour permettre l’identification de nouveaux métabolites à étudier. Des méthodes analytiques utilisant la LC-MS/MS couplée à un système de préconcentration en ligne ont été développées et validées à cet effet. Puis une campagne d’échantillonnage a été organisée au niveau de différentes ressources en eau potable, tout au long des usines de traitement d’eau potable et dans l’eau traitée finale, afin de mesurer l’occurrence de ces métabolites. Les informations obtenues offrent une première cartographie pour les métabolites des quatre familles sur une partie représentative du territoire français, l’objectif final étant d’anticiper d'éventuelles non-conformités dans les eaux brutes et traitées et d'apporter des solutions en amont des évolutions des contrôles sanitaires sur des métabolites encore peu recherchés.

The presence of pesticides in water is a topical issue in France as in many other countries. The European drinking water directive stipulates that any pesticide should not be present at a concentration above 0.1 µg/L in drinking water; It is the same for its relevant degradation products and metabolites. Studies on the persistence of pesticides in the ecosystem - particularly in the waters - mobilize many research teams and programs of supervision for four decades, a lot of metabolites and degradation products remain unknown. The most recent analytical instruments provide limits of detection and selectivity enabling a more comprehensive assessment of the phenomena of pollution. A first direct approach is to find and measure the pesticides, their metabolites and degradation products known in environmental matrices and to assess the state of the environment throughout the molecules considered. The sensitivity of mass spectrometers allows nowadays to achieve detection limits compatible with the concentrations expected in ecosystems. Of course, this approach requires to know the nature of metabolites and products in question. A qualitative and quantitative study has been carried out on the metabolites of four families of pesticides (neonicotinoids, carbamates, organophosphates, phenylpyrazoles). Very little is known about the fate of those compounds and their metabolites in French waters. At first a prioritization methodology was set up allowing the identification of new metabolites to study. LC-MS/MS coupled with online SPE analytical methods were developed and validated for that purpose, then a sampling campaign was organised on different drinking water resources, along drinking water treatment plants and in treated water in order to measure the occurrence of these metabolites. The final information provide a first map for the metabolites of the four families over a representative part of French territory. The final objective is to anticipate possible non-compliance with raw water and treated water and to provide solutions upstream of changes in sanitary control for metabolites not or little monitored.