Occurrence et produits de transformation des résidus de médicaments dans l'environnement aquatique (milieu et organismes) par approche ciblée et non-ciblée en spectrométrie de masse

par Nancy Ariza Castro

Projet de thèse en Sciences de l'Eau

Sous la direction de Elena Gomez et de Hélène Fenet.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec HSM - Hydrosciences Montpellier (laboratoire) depuis le 01-09-2016 .


  • Résumé

    Depuis quelques années, un engouement pour l'étude des contaminants émergents dans l'environnement et la compréhension de leur impact sur les organismes est observé. Les produits pharmaceutiques (PP) sont considérés comme des contaminants émergents. Ils comprennent une large variété de substances telles que des médicaments utilisés en médecine humaine et vétérinaire et autres [1]. Après usage, les PP sont rejetés dans les eaux usées. Les stations d'épuration n'étant pas conçues pour leur traitement optimal, ils sont finalement déversés dans les rivières, les ruisseaux ou les lacs. Ces substances, détectées dans les eaux usées traitées, sont la source principale de la contamination des eaux superficielles [2]. Si des données d'occurrence sont importantes dans les eaux continentales dans les pays en Europe et en Amérique du Nord, les données restent encore parcellaires dans les pays du Sud. De plus, peu d'études ont été axées sur le milieu marin en raison de leur faible concentration dû à la dilution de ce milieu y compris pour les zones côtières [3]. Cependant, la tendance démographique mondiale prévoit une augmentation du nombre de personnes vivant dans ces zones, ce qui pourrait augmenter la présence de PP dans ce milieu [4]. Des publications récentes suggèrent qu'il est nécessaire d'élaborer des scénarios sur l'exposition et les implications, en termes de risques, des résidus de médicaments et de leurs produits de transformation [5], ces substances étant notamment détectées dans certains organismes marins [6,7]. Dans le cadre de ma thèse, plusieurs questions sont soulevées : - Quelle est l'occurrence des résidus de médicaments en zone urbaine dans les pays du Sud ? - Quels sont les métabolites ou produits de transformation pertinents à suivre en fonction des environnements particuliers considérés (établissement de soin, pays du Sud, zone côtière)? - Quels sont les PP retrouvés dans les organismes marins exposés et dans quels organes préférentiels se bioaccumulent-ils? - Quels sont les métabolites que les organismes marins peuvent générer à partir des PP? Compte tenu de ce qui précède, le travail doctoral présente trois objectifs généraux : i) le développement d'une méthode d'analyse ciblée sur les PP (DCE) et métabolites ii) l'application de cette méthode pour déterminer leur occurrence dans les eaux usées, milieu récepteur et organisme (incluant la bioaccumulation) et iii) le développement et l'application d'une approche non ciblée pour caractériser des métabolites, produits de transformation et PP (en complément de l'approche ciblée) dans les milieux et dans les organismes. Bibliographie [1] Richardson BJ, Larn PKS, Martin M (2005) Emerging chemicals of concern: Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in Asia, with particular reference to Southern China. Mar. Pollut. Bull. 50:913–920. doi:10.1016/j.marpolbul.2005.06.034 [2] Martínez Bueno MJ, Boillot C, Fenet H, Chiron S, Casellas C, Gómez E (2013) Fast and easy extraction combined with high resolution-mass spectrometry for residue analysis of two anticonvulsants and their transformation products in marine mussels. Journ. Chrom. 1305:27-34. http://dx.doi.org/10.1016/j.chroma.2013.06.071 [3] Arpin-Pont L, Martinez Bueno MJ, Gomez E, Hélène F (2016) Ocurrence of PPCPs in the marine environment: a review. Environ. Sci. Pollut. Res. doi:10.1007/s11356-014-3617-x [4] Martínez M, Intralawan A, Vázquez G, Pérez-Maqueo O, Sutton P, Landgrave R (2007) The coasts of our world: ecological, economic and social importance. Ecol. Econ. 63:254-272. doi:10.1016/j.ecolecon.2006.10.022 [5] Hutchinson TH, Beesley A, Frickers PE, Readman JW, Shaw JP, Straub JO (2009) Extending the environmental risk assessment for oseltamivir (Tamiflu) under pandemic use conditions to the coastal marine compartment. Environ. Int. 35: 931-936. doi:10.1016/j.envint.2009.04.001 [6] Klosterhaus SL, Grace R, Hamilton MC, Yee D (2013) Method validation and reconnaissance of pharmaceuticals, personal care products, and alkylphenols in surface waters, sediments, and mussels in an urban estuary. Environ. Int. 54:92–9. doi:10.1016/j.envint.2013.01.009 [7] Nakata H, Shinohara R-I, Nakazawa Y, Isobe T, Sudaryanto A, Subramanian A, Tanabe S, Zakaria MP, Zheng GJ, Lam PKS, Kim EY, Min B-Y, We S-U, Viet PH, Tana TS, Prudente M, Frank D, Lauenstein G, Kannan K (2012) Asia-Pacific mussel watch for emerging pollutants: distribution of synthetic musks and benzotriazole UV stabilizers in Asian and US coastal waters. Mar. Pollut. Bull. 64:2211–2218. doi:10.1016/j.marpolbul.2012.07.049

  • Titre traduit

    Occurrence and products of drug residue transformation in the aquatic environment (environment and organisms) by targeted and untargeted approach in mass spectrometry


  • Résumé

    In recent years, there has been a growing interest in studying emerging contaminants in the environment and understanding their impact on organisms. Pharmaceuticals (PP) are considered as emerging contaminants. They include a wide variety of substances such as medicines used in human and veterinary medicine and others [1]. After use, the PP is discharged into the wastewater. Since treatment plants are not designed for their optimal treatment, they are eventually dumped into rivers, streams or lakes. These substances, detected in treated wastewater, are the main source of contamination of surface waters [2]. While occurrence data are important in continental waters in countries in Europe and North America, data are still fragmented in the countries of the South. In addition, few studies have focused on the marine environment because of their low concentration due to the dilution of this environment, including coastal zones [3]. However, the global population trend foresees an increase in the number of people living in these areas, which could increase the presence of PP in this area [4]. Recent publications suggest that exposure scenarios and the risk implications of residues of drugs and their transformation products need to be developed [5], including the detection of certain substances in certain marine organisms [6,7]. As part of my thesis, several questions are raised: - What is the occurrence of drug residues in urban areas in the countries of the South? - What are the relevant metabolites or transformation products to be monitored according to the particular environments considered (health care institution, southern countries, coastal zone)? - What are the PPs found in exposed marine organisms and in which preferential organs bioaccumulate? - What are the metabolites that marine organisms can generate from PP? In view of the above, doctoral work has three general objectives: (i) the development of a method of analysis targeted to PP (DCE) and metabolites (ii) the application of this method to determine their occurrence in waters (Including bioaccumulation), and (iii) development and application of a untargeted approach to characterize metabolites, transformation products and PP (as a complement to the targeted approach) in the organisms.