Occurrence of pharmaceuticals and emerging pollutants in Lebanese waters and their elimination strategies

par Mira Azzi

Thèse de doctorat en Chimie de l'environnement

Sous la direction de Jean-Luc Boudenne et de Assem El-Kak.

Soutenue le 20-05-2022

à Aix-Marseille en cotutelle avec l'Université Libanaise. Faculté des Sciences (Beyrouth, Liban) , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence) , en partenariat avec Laboratoire chimie et environnement (LCE) (Marseille) (laboratoire) .

Le président du jury était Edmond Cheble.

Le jury était composé de Polonca Trebse, Wissam Faour.

Les rapporteurs étaient Edmond Cheble, Mohamed Sarakha.

mots clés

• Pharmaceutiques
• Occurrence
• Cinétiques de dégradation
• Uv
• Chlorination
• UV/Cl
• Sous-Produits de dégradation
• Eaux
• Médicaments
• Rayonnement ultraviolet
• Chloration
• Eaux usées -- Épuration -- Traitement biologique
• Chromatographie

Titre traduit

Occurence des produits pharmaceutiques et polluants dans les eaux libanaises et leur stratégies d'élimination

Résumé

Le développement de méthodes chromatographiques pour la détermination de produits pharmaceutiques dans des échantillons d'eau de l'environnement est particulièrement difficile lorsque les analytes ont des propriétés physico-chimiques significativement différentes nécessitant souvent plusieurs méthodes chromatographiques pour chaque composant actif. Par conséquent, dans la présente étude, nous avons d'abord développé une méthode analytique (UPLC-qTof-MS / MS) pour l'analyse, la détection et la quantification simultanées de quatre composés pharmaceutiques : l'azithromycine, érythromycine, fluoxétine et sotalol. À notre connaissance, nos travaux ont été les premiers à proposer une méthode de détection simultanée de ces molécules avec le même mode d'ionisation électrospray, le même temps court de séparation (sept minutes) .Trois différents procédés d'oxydation avancés (UV, chlore et UV / chlore) ont été utilisés comme techniques de traitement des eaux. Nous avons pu évaluer le meilleur traitement pour nos PhACs ciblés: pour les macrolides l'azithromycine et l'érythromycine KUV/Cl> KChloration> KUV, tandis que pour la fluoxétine et le sotalol, nous avons constaté que KUV/Cl> KUV> KChloration. De façon générale, le traitement de l'eau par UV/Cl est le plus rapide et le plus efficace pour l'élimination des quatre molécules pharmaceutiques.

mots clés

• Pharmaceuticals
• Occurrence
• Kinetics
• Uv
• UV/Cl
• Chlorination
• Waters

Résumé

Chromatographic development for the determination of pharmaceuticals in environmental water samples is particularly challenging when the analytes have significantly different physicochemical properties often requiring multiple chromatographic methods for each active component. Therefore, in the present study, we firstly developed (UPLC-qTof-MS/MS) method for the simultaneous analysis, detection, and quantification of four pharmaceuticals: azithromycin, erythromycin, fluoxetine and sotalol. A second approach regarding these four molecules was to compare the efficiency of three different Advanced Oxidation Processes (UV, chlorine and UV/chlorine) to remove them from receiving waters. At this point, we could assess the best treatment for our targeted PhAC's: for macrolides including azithromycin and erythromycin K UV/Cl > K Chlorination> K UV (while for fluoxetine and sotalol we found that K UV/Cl > K UV > K Chlorination and it was clear that UV/Cl as water treatment is the fastest and the more effective for the four pharmaceuticals.