Transfert de polluants émergents issus du secteur de la santé entre les compartiments sol/sédiment et eau en présence de cuivre- Effet cocktail

par Rose-Michelle Smith

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Emmanuel Guillon.

Soutenue le 29-08-2018

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec Institut de chimie moléculaire de Reims (laboratoire) .

Le jury était composé de Emmanuel Guillon, Elke Fries, Baghdad Ouddane, Stéphanie Sayen, Florence Geret, Elise Berrier.

Les rapporteurs étaient Elke Fries, Baghdad Ouddane.

mots clés

• Adsorption
• Métaux
• Polluants émergents
• Sols
• Sediments
• Effet cocktail
• Pollution médicamenteuse -- Thèses et écrits académiques
• Sols -- Pollution par les métaux lourds -- Thèses et écrits académiques
• Pollution de l'eau -- effets des médicaments et substances chimiques -- Thèses et écrits académiques
• Contaminants d'intérêt émergent dans l'eau -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Ce travail de thèse a pour objectif d'étudier le comportement de produits pharmaceutiques dans l’environnement aux interfaces sédiment/sol-eau afin de mieux comprendre les processus mis en jeu suite à leur rejet, leur devenir et leur impact. Ainsi la rétention de quatre produits pharmaceutiques a été étudiée sur différents solides (sol/sédiment). La capacité d’échange cationique a été identifiée comme le paramètre prépondérant gouvernant la rétention du propranolol, le pH gouvernant celle du sotalol. Dans le cas des mélanges de contaminants, une compétition pour les sites de surface a pu être mise en évidence avec notamment une diminution de l’adsorption du sotalol et du furosémide. L’influence du cuivre, métal ubiquiste dans l’environnement, sur la rétention des produits pharmaceutiques a également été étudiée. Si celui-ci n’a pas eu d’influence sur la rétention du propranolol, du sotalol et du furosémide, il a par contre augmenté la mobilité du sulfaméthoxazole dans l’environnement en diminuant son adsorption. Enfin, il a été montré que la présence de ces polluants dans l’environnement induit des effets toxiques sur des organismes aquatiques.

mots clés

• Adsorption
• Metals
• Emerging pollutants
• Soils
• Sediments
• Cocktail effect

Titre traduit

Transfer of emerging pollutants from the health sector between the soil/sediment and water compartments in presence of copper- cocktail effect

Résumé

This thesis aims at studying the behaviour of pharmaceuticals in the environment at sediment/soil-water interfaces in order to better understand the involved processes following their release, their fate and their impact. Thus, the retention of four pharmaceuticals was investigated on different solids (soil/sediment). The cation exchange capacity has been identified as the parameter governing the propranolol retention and the pH value governing sotalol adsorption. In the case of contaminant mixtures, a competition for the surface sites was evidenced with in particular a decrease of sotalol and furosemide adsorption.The influence of copper, a ubiquitous metal in the environment, on pharmaceutical retention was also studied. Although copper did not influence the retention of propranolol, sotalol and furosemide, its presence increased the mobility of sulfamethoxazole in the environment by decreasing its adsorption. Finally, it has been shown that the presence of these pollutants in the environment induced toxic effects on aquatic organisms.