Contribution à l'évaluation des risques écotoxicologiques des effluents hospitaliers : bioconcentration, bioaccumulation et bioamplification des résidus pharmaceutiques

par Frédéric Orias

Thèse de doctorat en Environnement

Sous la direction de Yves Perrodin.

Le président du jury était Yann Voituron.

Le jury était composé de François Laurent, Valéria Mezzanotte, Laurent Simon.

Les rapporteurs étaient Christophe Dagot, Benoît Roig.


  • Résumé

    Les hôpitaux génèrent des effluents riches en résidus pharmaceutiques (RP), fonctions de leurs activités de soins et de diagnostic. Certains de ces RP sont aujourd’hui retrouvés de manière ubiquitaire dans les écosystèmes aquatiques, en raison de leurs propriétés persistantes et/ou de leur émission continue. La variété de ces RP est telle qu’il est nécessaire de les hiérarchiser, en fonction des risques qu’ils représentent pour l’Environnement, à des fins d’étude et de gestion. Un de ces risques est le transfert des RP bioaccumulables (i.e. Kow élevé et faible biodégradabilité) dans les chaînes alimentaires, via les processus de bioconcentration, de bioaccumulation et de bioamplification. L’objectif principal de cette thèse est de caractériser expérimentalement la bioconcentration et la bioaccumulation de molécules identifiées comme prioritaires dans des travaux précédents. Le composé modèle que nous avons choisi est le tamoxifen, molécule utilisée contre le cancer du sein et déjà retrouvé dans l’Environnement. Les organismes étudiés, issus des trois niveaux trophiques de la chaine alimentaire modèle, sont Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia magna et Danio rerio. Pour mesurer la teneur de cette molécule dans les organismes, nous avons développé une méthode d’analyse reposant sur l’utilisation d’une molécule marquée par un isotope stable, le 15N tamoxifen.Nous avons mesuré des facteurs de bioconcentration (BCF) allant de 12800 chez D. magna à 85600 dans le foie de D. rerio en passant par 21500 chez P. subcapitata. Chez ces derniers, nous avons également évalué la part du régime alimentaire dans la bioaccumulation du tamoxifen. Nous avons observé que plus la concentration dans le milieu d’exposition est faible, plus le régime alimentaire contribue à la bioaccumulation. Ces travaux de thèse présentent de nombreuses perspectives que l’on peut regrouper autour de deux axes : connaissance de l’écotoxicité des RP et de l’écotoxicologie isotopique.

  • Titre traduit

    Contribution to ecotoxicological risk assessment of hospital effluents : bioconcentration, bioaccumulation and biomagnification of pharmaceutical compounds


  • Résumé

    Hospitals generates effluents rich in pharmaceuticals compounds (PC), notably because of careand diagnostics activities. Some of these PCs are ubiquitous in aquatic ecosystems owing to itspersistent properties and/or because of continuous releasing in environment. The diversity of thesePCs is so strong that it is necessary to prioritize them, considering risks that PCs represents forthe Environment, in order to manage and study these compounds. One of these risks is the transferof bioaccumulatives PCs (i.e. PCs with high Kow and low biodegradability) along trophic webs,via bioconcentration, bioaccumulation and biomagnification processes. The main objective of thisthesis is to characterize bioconcentration and bioaccumulation of molecules identified as priorityin previous studies. The model compound choose in our work is the tamoxifen, a molecule usedin the treatment of breast cancer and already found in Environment. Organisms studied, typicalfrom three trophic levels of the model trophic chain, are Pseudokirchneriella subcapitata, Daphniamagna and Danio rerio. In order to measure content of tamoxifen in organisms, we developed aninnovative analytic method based on the use of stable isotopes labelled tamoxifen : 15N tamoxifen.We succeeded to measure bioconcentration factors (BCF) from 12800 in D. magna to 85600 in liverof D. rerio including BCF of 21500 in P. subcapitata. In this latter, we also assessed the contributionof dietary route to the total contamination of D. magna by tamoxifen. We observed that the morethe medium concentration was weak, the more the dietary route contribute to the contamination.These works shows numerous perspectives that we can gather inside two axes : ecotoxicity knowledgeof PCs an isotopic ecotoxicology.


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