Analyse et évolution de perturbateurs endocriniens en épuration et traitement des eaux

par Christophe Stavrakakis

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur. Génie des procédés

Sous la direction de Pierre Le Cloirec.

Soutenue en 2007

à Nantes .


  • Résumé

    Dans ce travail, deux familles chimiques sont étudiées : les hormones stéroïdes et les alkylphénols. Pour chacune, un protocole analytique de type CL-SM/SM précédé d’une extraction en phase solide, est développé. Les concentrations en hormones dans l’environnement étant souvent très proches des limites de la méthode, une validation statistique complète de la méthode est menée pour ces composés dans une eau aux propriétés constantes (Evian), autorisant le transfert vers une matrice complexe. Un protocole de purification supplémentaire à la SPE est développé pour ces composés conduisant à des Limites de détection (LD) inférieures à 0,3 ng. L‑1. Pour les phénols, aucune purification additionnelle au protocole n’est nécessaire et les LD sont inférieures à 11 ng. L-1. Les mesures de concentration montrent la présence de quelques phénols à l’état de traces dans l’eau potable mais les niveaux sont inférieurs au seuil de toxicité. Au sein d’une STEP (Nantes), des rendements supérieurs à 90 % pour les hormones stéroïdes mais inférieurs à 55 % pour les phénols sont obtenus. L’élimination du 17 ‑œstradiol (E2) et du bisphénol A (BPA) par un bioréacteur à boues activées est étudiée. Les résultats mettent en évidence une biodégradation aisée des deux polluants. Toutefois le temps nécessaire aux microorganismes pour débuter la dégradation du BPA est deux fois plus long que celui observé pour le E2,. Ensuite, trois charbons actifs en grain (CAG) sont testés pour l’élimination du E2 et du BPA à travers des cinétiques et des isothermes d’adsorption, montrant l’efficacité du procédé (capacités maximales d’adsorption comprises entre 77 µg. Mg‑1 et 223 µg. Mg-1)

  • Titre traduit

    Analysis and behavior of endocrine disrupters in wastewater and drinking water treatment


  • Résumé

    In this study, two chemical families are studied: steroid hormones and alkylphenolic compounds. For each one, a LC-MS/MS protocol preceded by a solid phase extraction is developed. Steroid concentrations in the environment being often close to the method limitations, a fine statistical validation of the method is performed in a water with constant proprieties, allowing the analysis in a complex matrix. An additional purification step is developed for these compounds leading to Limits of Detection (LOD) lower than 0. 3 ng. L-1. In the case of phenolic compounds, no additional purification step was developed and the LOD in complex matrixes are lower than 11 ng. L-1. Concentration measurements indicate the presence of some phenolic compounds at the trace level in drinking water which is lower than the minimum toxic concentration. Investigation in a WWTP (Nantes) show the overall removal rate are higher than 90 % for steroid hormones but lower than 55 % for the phenolic compounds. Then the removal of 17 ‑estradiol (E2) and bisphenol A (BPA) in an activated sludge tank is studied. The results show an easy biodegradation for both compounds. However, the time to begin the assimilation of BPA is twice longer than the time to begin the assimilation of E2. Then, three Granular Activated Carbons (GACs) are tested by performing kinetics and isotherms, showing the efficiency of the process (adsorption capacities between 77 µg. Mg-1 and 223 µg. Mg-1 are obtained).

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Informations

  • Détails : 1 vol. (222 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 179-192. Index.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007 NANT 2105
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
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  • Cote : Th.2228
  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure des techniques industrielles et des mines. Centre de documentation.
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