Micropolluants dans les eaux pluviales: de quoi parle-t-on? - Atelier 1 - Agence de l'Eau Rhin-Meuse

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Micropolluants dans les eaux pluviales: de quoi parle-t-on? - Atelier 1 - Agence de l'Eau Rhin-Meuse
Atelier 1
Micropolluants dans les eaux pluviales:
         de quoi parle-t-on?
Micropolluants dans les eaux pluviales: de quoi parle-t-on? - Atelier 1 - Agence de l'Eau Rhin-Meuse
Des micropolluants dans les eaux pluviales?
Cas des EP à l’aval de réseaux séparatifs étendus
                                     HAP                                         DEHP
                                                            BPA                                           Cu, Pb,
> 70%

             BDE-209             OP et OPnEO                                   As, Co, Cr,                                         Zn
                                                        NP et NPnEO                                        Sr, Ti
                                 Organoétains                                  Mo, Ni, V
                                                             Cd
                                      Pt

                                                          Pesticides
                                    Phtalates
30-70%

                 Autres                                  (Glyphosate,                         Non détectés
                 PBDE          Pesticides (Diuron,                                5 herbicides (metazachlore, terbutryne,
                                                         Glufosinate,
                           Isoproturon, Carbendazim,                              pendimethaline, trichlopyr, acetochlore)
                                                            AMPA)
                                  Mecoprop)                                  5 fongicides (folpel, epoxiconazole, fenpropidine,
                                                                                        chlorothalonil, tebuconazole)
                                                                            6 insecticides (chlorfenviphos, endosulfan, aldrine,
                                                                                     dieldrine, isodrine, deltamethrine)
< 30%

                                                                             3 algicides/molluscicides (isothiazolinone, irgarol
                                                                                             1051, métaldehyde)

         0,001            0,01                    0,1                   1                       10                          100
                                                                                                                Concentrations en µg.l-1
  Synthèse ANR INOGEV (Gasperi et al., 2014)

                                                                                  Métaux / métalloïdes
                                             Présence avérée et                   Hydrocarbures (HAPs)
                                             récurrente :                         Alkylphénols , PBDE, BPA
                                                                                  Quelques pesticides/biocides
Micropolluants dans les eaux pluviales: de quoi parle-t-on? - Atelier 1 - Agence de l'Eau Rhin-Meuse
Et dans le ruissellement amont?
Micropolluants                                    Eaux de voirie                            Eaux de toitures
               Familles
    (µg/L)                         0,001   0,01   0,1   1    10    100   1000 0,001 0,01   0,1   1   10   100   1000

            MES (mg/L)
       Ni                Métaux
       Cr                Métaux
      Cu                 Métaux
      Pb                 Métaux
      Zn                 Métaux
      HAP                 HAP
     DEHP            Phtalates
  Bisphénol A        Bisphénols
      PCB                 PCB
  Nonylphénols      Alkylphénols
  Octylphénol       Alkylphénols
Briand 2018
   • Contamination connue en métaux et hydrocarbures
   • Très peu de données sur les micropolluants organiques
   • Des niveaux de concentration très variables d’une
     surface urbaine à l’autre
Micropolluants dans les eaux pluviales: de quoi parle-t-on? - Atelier 1 - Agence de l'Eau Rhin-Meuse
D’où viennent ces micropolluants?
                Apports atmosphériques            Pratiques d’entretien :
                                   15 à 25
                (< 20% en général) %              - pesticides
                                                          Matériaux de
                                                  - biocidestoiture
       Chauffage urbain
       HAP
                                                                         Matériaux de construction
                                                                         (métalliques, polymères,
                                                                         plastiques)
                                                                         métaux
                                                                         AP, BPA, Phtalates, PBDE,
                                                      Déjections         biocides
                                                      animales

                                                              Animaux (produits vétérinaires)
  Circulation automobile :
  carburants, fluides, pneus,
  freins, carrosserie, chaussée                                Éventuellement
  Métaux (Cu, Zn), HAP                                          Eaux usées
  µpol organiques (AP, BPA,                  Réseau d’assainissement
  phtalates…)

                                                                   Micropolluants organiques et
                                                                            minéraux
Exemples de quelques sources

                                         Matériaux de construction métalliques

                                              Masse émise proportionnelle à la surface projetée de
                                               matériaux
                                              Composants majeurs:
                                                         rampant zinc naturel Zn : 3,3 – 3,8 g.m-2.an-1
                                                         bavette plomb        Pb : 7,2 – 7,6 g.m-2.an-1
                                                        gouttière cuivre      Cu : 1,7 – 3,3 g.m-2.an-1

    Traitement biocide des toitures en tuiles

      Dose appliquée : 4 à 7 g/m² de chlorure de
       benzalkonium
      Ruissellement:                                                                                       H3C
                                                                                                                 +    CnH2n+1
                1er mois: 5 à 30 mg/L                                                                           N
                                                                                                                     CH3
                Après 12 mois: 3 à 10 µg/L
                EC50 Invertébrés = 5,9µg/L
Exemples de quelques sources
                               ANR INOGEV (Lamprea et al., 2018)
                                                                   Log
                                                                   ng/g
   PVC
                         Potentiel d’émission
                         d’alkylphénol et
                         bisphénolA par les
Bitume                   matériaux de
modifié                  construction
SBS                      (lixiviation)

  Béton

 Acier                                                             Log
                                                                   ng/cm2
 laqué /
 vernis
Le cas des voiries – recherche étendue de
micropolluants
Roulépur – screening ciblé

                 BDE-209
> 70%

                   PFAS                                    BPA
                                                      Alkylphénols         Phtalates            Sb, Ni, V,              Cu, Zn, Fe
                  (8/18)              HAP
                                                          (5/7)              (9/15)              Pb, Cr
                  HBCD            OP et OPnEO
                                                        Ag, Tl, Se             NP
                  TBBPA                Pt
                                                                         As, Cd, Co, Cs,
                                                                               Mo
                 Autres                                                                                    Non détectés
30-70%

                  PBDE
                 (9/10)                               Phtalates                                       Organo-étains (< 0,2 µg/l)
                                                                         Benzotriazoles              Ethers oxygénés (< 1 µg/l)
                  PFAS                                 (4/15)
                                                                                                      Chloroalcanes (< 50 µg/l)
                 (8/18)                                                                               Benzophénone (< 1 µg/l)
                                                                                                 Alkylbenzènes sulfonate (< 10 µg/l)
                                                                                                 Perfluorés : PFHxS, PFHpS (< 1 ng/l)
< 30%

                                                                                                  Phtalates : DEP, DNHP (< 50 ng/l)

         0,001             0,01                 0,1                  1                     10                     100

Concentrations en µg.l-1
Comparaison aux NQE-MA                                 (Conc Moyenne / NQE – MA)

 Aval réseaux séparatifs – Zgheib (2009)

 Ruissellements de voirie - Roulépur
  Polluants avec
                      < ou = 1         1 < R < 10         10 < < 100      100 < < 200       > 200
  NQE mais ND

  Organoétains        PFOS,        BPA, OP, NP, PBDE    DEHP, Pb, Fluo,   Zn, B(ghi)P,   Cu, D(a,h)A
  Chloroalcanes    benzotriazole   HBCD, A, BaP, Cd,     B(b)F, B(k)F
                                         Ni, As
Niveau de contamination sur les sites d’étude
 Micromégas/ Matriochkas/Roulépur
                                                            Nantes 1       4
                               Résidentiel amont                               45
                                                          Villeneuve
• Concentrations               parking/voirie/mixte       Lyon Doua
                                                               Rosny
                                                                               59
                                                                                59
  très faibles à                                                               61
                                    Urbain aval            Nantes 2
  modérées                          mixte/industriel       Chassieu
                                                                                    100

• 2 sites à fortes                                         Nantes 3
                                                              Paris
                                                                           19             206
                                    Voirie amont, fort                                          291
  contaminations                    trafic
                                                           Compans
                                                                       0             200         400    600             800         1000
                                                                                                MES (mg/l)

      Nantes 1            11                                Nantes 1                                         77
    Villeneuve                      25                    Villeneuve                                         78
    Lyon Doua               15                            Lyon Doua                                   35
         Rosny                   22                            Rosny
                                                                                                                  114
                          12
     Nantes 2                            41                Nantes 2                                    39
     Chassieu                                              Chassieu                                                     365

     Nantes 3                  17                          Nantes 3                                   38                402
                                                 327
        Paris                                                 Paris
                                                258                                                                           693
     Compans                                               Compans
                 1   10                   100      1000                1                   10               100           1000
                          Cu (µg/l)                                                             Zn (µg/l)
Distribution dissous / particulaire
       – Une contamination des EP connue pour être particulaire
            Vrai à l’aval des BV
            Vrai pour les polluants hydrophobes « classiques »

      – Plus variable à l’amont : cas des sites Micromégas/Matrioschkas/Roulépur
% Particulaire
 Cuivre :

   0                  25               50                  75         90     100
 Zinc :

      – Moins vrai pour certains micropolluants : cas de Compans
                                                                     DNP
                    DMP                               DEHP               HAP
                     BPA                             NP1EO               Ni Cr
   NP1EC               NP2EO   DBP     DiBP         OP NP          As Cu Zn Pb

  0                 25                50                 75          90     100
                                 % Particulaire   Bisphénol-A Alkylphénols Phtalates
Caractéristiques de l’apport en micropolluants
des eaux pluviales
     • Une contribution significative à la pollution diffuse en
       micropolluants des milieux aquatiques
         – Volumes en jeu très importants
         – Sources de contamination multiples
         – Traitement à la source d’autant plus efficace (abattement des
           volumes)
     • Des concentrations très variables
         – Dans l’espace (très variable à l’amont, + stable à l’aval des BV)
         – Dans le temps (d’un évènement à l’autre, au sein d’un évènement)
         – Mais (souvent) plus faibles à la source

     • Principalement sous forme particulaire
         – … mais une phase dissoute dominante pour certains micropolluants
         – … des formes dissoutes ou peu décantables souvent dominantes dans
           le ruissellement amont
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