Caractérisation de perturbateurs endocriniens au cours du traitement des eaux usées à l'aide d'outils bioanalytiques

par Sonia Dagnino

Thèse de doctorat en Systèmes intégrés en biologie, agronomie, géosciences, hydrosciences et environnement. Biologie des populations et écologie

Sous la direction de Hélène Fenet.

Soutenue en 2009

à Montpellier 1 , en partenariat avec Université de Montpellier I. UFR des sciences pharmaceutiques et biologiques (1968-2014) (autre partenaire) .

mots clés

• Perturbateurs endocriniens -- Thèses et écrits académiques
• Eaux usées -- Épuration -- Thèses et écrits académiques
• Biodégradation -- Thèses et écrits académiques
• Adsorption -- Thèses et écrits académiques
• Risques pour la santé -- Thèses et écrits académiques
• Polluants organiques -- Thèses et écrits académiques
• Polluants de l'eau -- Thèses et écrits académiques
• Eau -- Épuration -- Traitement biologique -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Les perturbateurs endocriniens (PE) sont des substances capables d’interférer avec le bon fonctionnement du système endocrinien. Ces substances d’origine naturelle, ou de synthèse, sont issues de l’activité humaine, des rejets urbains, des décharges industrielles. Ces rejets convergent vers les stations d’épurations (STEPs). La capacité d’élimination de ces substances, dans les eaux usées, par les STEPs, conditionne la contamination du milieu récepteur, c’est donc une source de polluants qui doit être maitrisée. L’objectif de ce travail a été de caractériser le devenir des PE au cours du traitement des eaux usées. Le suivi a été fait à l’aide de bioessais qui permettent la détection de ligands des récepteurs aux estrogènes (ER), du récepteur aryl hydrocarbone (AhR) et du récepteur Pregnane X (PXR). L’étude des activités ER et AhR au cours de différents traitements, démontre que le lagunage est plus efficace que les boues activées et le lit bactérien pour leur élimination. Les activités portées par les matières en suspension ne sont que très faiblement, ou pas dégradées au cours du traitement. L’élimination de l’activité dans la phase particulaire est uniquement due à l’exportation des MES au cours du traitement. Afin d’améliorer la caractérisation des activités et pour guider leur identification par analyse chimique, nous avons mis au point divers outil de bioanalyse. Ces outils ont permis de déterminer la présence de ligands communs aux trois récepteurs ER, AhR et PXR dans un échantillon de sédiment puis dans des boues de station d’épuration.

Titre traduit

Caracterisation of endocrine disruptors in waste water treatment with bioanalytical tools

Résumé

Endocrine disruptors (EDs) are substances capable of disrupting the normal functioning of the endocrine system. These substances are of natural or synthetic origin, they come from the human activity, urban and industrial waste. Urban discharges converge to wastewater treatment plant (WWTP). The environmental contamination by EDs is dependent of the WWTP capacity of treatment of such pollutants, wastewater is therefore considered a source of EDs that has to be controlled. The aim of this work was to characterize the fate of EDs in wastewater treatment. EDs were measured with bioluminescent cell based bioassays which allow the detection of Estrogen Receptor (ER), Aryl hydrocarbon Receptor (AhR) and Pregnane X Receptor (PXR)’s ligands. Monitoring of ER and AhR activities in different waste water treatment showed that stabilization ponds are more efficient than activated sludge and trickling filter for the elimination of such pollutants. The activities carried by suspended solids are only partially eliminated by the treatment process. The removal of the activities in the particulate phase is only due to elimination of suspended solids. In order to characterize the observed activities and to guide future chemical analysis we created various bioanalytical tools. Among them, methods for the concentration and purification of PXR ligands using immobilized receptor on sépharose-nickel phase. This method allowed us to determine the presence of common ER, AhR and PXR ligands in a sediment sample and in wastewater sludges.