Quantification au champ des résidus pharmaceutiques après épandages de PRO - M Deschamps, S Ferhi, N Bernet, D Montenach, G Moussard, V Mercier, F ...
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Quantification au champ des résidus
pharmaceutiques après épandages de PRO
M Deschamps,
S Ferhi, N Bernet,
D Montenach, G Moussard, V Mercier,
F Feder, O Crouzet, D Patureau, P Benoit , S Houot
SAINTE-CROIX-EN-PLAINE 15/02/2018
Pourquoi rechercher des composés pharmaceutiques
dans les produits résiduaires organiques et les sols ?
Contexte :
• Polluants organiques dans les PRO : règlementation actuelle
boues STEP et amendements NFU 44 095/ 051 , 3 HAP et 7 PCB quelles autres molécules?
• Pharmaceutiques dans les PRO
effluents d’élevages, boues d’épuration,
peu d’études in situ sur leur devenir au sol après épandage quel devenir et effet dans les
sols?
Pourquoi? : Aspects sanitaire et environnemental
• Antibiotiques : apparition et dissémination de gènes de résistance aux antibiotiques ?
• Autres molécules pharmaceutiques (anti-inflammatoires…) effets écotoxiques?
Objectifs:
• Recherche de composés pharmaceutiques dans les matrices PRO, sols et eaux de 3
sites du SOERE
• Détermination des temps de demi-vie de dissipation dans les sols
• Estimation des risques écotoxicologiques dans sols et eaux du sol
Pari Scientifique Inra (2011-2013) SOERE-PRO (ALLENVI - AnaEE-France)
Projet Risq PRO (ONEMA 2013-2015), Projet CEMABS (ANR 2013-2018)
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ÉPANDAGES DE PRO
Deux réseaux d’expérimentation complémentaires
Réseau PRO miroir
partenariat amont, aval
SOERE-PRO
réseau recherche
Bases de
données
communes
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Composés recherchés
Famille Molécule / Usage Polarité Persistance
Antibiotique Norfloxacine (NOR) – humain/ vétérinaire ++
fluoroquinolone Ofloxacine (OFL) – humain/ vétérinaire
Ciprofloxacine (CIP) – humain/ vétérinaire
Antibiotique Chlortétracycline (CTC) – vétérinaire Polaires -
tétracycline Doxycycline (DOX) – vétérinaire -> passage
possible
Antibiotique Sulfaméthazine (SMZ) – vétérinaire dans eau --
sulfonamide Sulfaméthoxazole (SMX) – humain/ vétérinaire
Antibiotique Tylosine (TYL) – vétérinaire -
macrolide
Antidépresseur Fluoxétine (FLX) – humain -
Antiépileptique Carbamazépine (CBZ) – humain ++
Apolaires
Analgésique Diclofénac (DIC) – humain/ vétérinaire -> --
Anti-inflammatoire Ibuprofène (IBU) – humain adsorption -
sur matière
Hypolipidémiant Gemfibrozil (GEM) – humain +
organique
Bactéricide Triclosan (TRI) +
+ Estradiols (Hormone) dans les eaux
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ÉPANDAGES DE PRO
Campagnes d’échantillonnage
QualiAgro (QA) Pro’Spective (PS) La Réunion (RUN)
Epandages 2011 (8e) ; 2013 (9e) ; 2015 (10e) 2014 (8e) 2013 (1er) ; 2014 (2e)
PROs • Compost ordures ménagères • Boue • Boue digérée chaulée
résiduelles (OMR) • Compost boue séchée
• Compost boue • Compost biodéchets • Litière de volaille
• Compost biodéchets • Fumier bovin • Lisier porcin
• Fumier bovin • Fumier bovin composté
Sols 2013 (avant / après 9e épandage) ; 2014 (avant 8e épandage) 2013 (avant 1er épandage) ;
(témoin et 2014 ; 2015 (1 an après 2e
amendés) 2015 (avant / après 10e épandage) épandage)
Eaux 3 hivers 1 hiver (2014-15) /
(2011-12 ; 12-13 ; 13-14)
Sol Limoneux décarbonaté Limoneux carbonaté Argileux + oxydes de fer et
d’aluminium
Climat Tempéré semi-océanique Semi-continental Tropical
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ÉPANDAGES DE PRO
Composés pharmaceutiques dans les PROs :
boues et composts de boues
Antibiotiques
Boues (fluoroquinolones)
Bactéricide
- Jusqu’à 10 composés retrouvés
sur 14 recherchés
Composts de boue - Concentrations similaires aux
données littérature
(McClellan et Halden, 2010;
Verlicchi et Zambello, 2015;
étude Ineris-SYPREA 2014)
d
- Concentrations variables
Antibiotique selon origines, années,
Antidépresseur
Antiépileptique traitements
Anti-
inflammatoires
Hypolipidémiant - Compost boue < Boue (p
Composés pharmaceutiques dans les PROs :
autres composts d’origine urbaine
Antibiotique
Antiépileptique
Anti-
Composts d’OMR inflammatoires
Bactéricide
Composts de
biodéchets
d
- Premières données littérature pour pharmaceutiques
- Anti-inflammatoires les plus concentrés
médicaments jetés à la poubelle, erreur de tri sélectif ?
IBU : 20 millions de boîtes vendues en 2013 (Cavalié, 2014)
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ÉPANDAGES DE PRO
Composés pharmaceutiques dans les PROs :
effluents d’élevage
Antibiotiques
dd ddd d dd d
- Concentrations faibles dans fumiers bovins et litière volaille
≠ doxycycline très concentrée dans lisier porcin (94 % dans phase particulaire)
- Très faible influence du compostage (non significative)
- Concentrations similaires ou très inférieures à littérature (Zhao 2010, Ho 2014)
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ÉPANDAGES DE PRO
Composés pharmaceutiques dans les PROs : bilan
- Concentrations variables selon molécules et PROs (origine et traitement)
de quelques µg/kg à quelques mg/kg MS)
- Variations interannuelles
PROs Composés les plus Concentrations Flux moyen /
concentrés maximales épandage
Boues et composts de - Antibiotiques Quelques mg/kg MS Jusqu’à 10 g/ha
boue (fluoroquinolones)
- Bactéricide
Autres composts Anti-inflammatoires Quelques mg/kg MS Jusqu’à 16 g/ha
d’origine urbaine
Effluents d’élevage Antibiotiques < 50 µg/kg MS Jusqu’à 300 µg/ha
sauf doxycycline dans
lisier : quelques Jusqu’à 120 g/ha
mg/L
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ÉPANDAGES DE PRO
Composés pharmaceutiques dans les sols :
Concentrations mesurées
Sol QA + compost boue
Antibiotiques
(fluoroquinolones)
Antiépileptique
- Aucun composé détecté dans sols non amendés (témoins)
- Concentrations faibles dans les sols
- Plupart des composés retrouvés dans sol retrouvés dans PROs épandus
mais ne correspondent pas toujours aux flux les plus importants
- Augmentation concentrations après épandage puis diminution (QA)
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ÉPANDAGES DE PROComposés pharmaceutiques dans les sols :
temps de demi-vie dans les sols
- Concentrations théoriques dans sols > concentrations mesurées
dissipation (dégradation, lixiviation, adsoption irréversible …)
Composés +/- persistants
- Temps de demi-vie : temps au bout duquel la moitié de la quantité apporté aura disparu
Composé QualiAgro ProSpective Réunion
Antibiotiques
fluoroquinolones 1500 à 2500 j 750 à 1900 j 100 à 350 j
doxycycline 80 - 120 j
Anti-épileptique
Carbamazépine 900 j 500 - 900 j 250 - 900 j
Anti-inflammatoires
diclofenac 150 - 1000 j
ibuprofène 190 - 300 j
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ÉPANDAGES DE PROComposés pharmaceutiques dans les eaux du sol :
concentrations mesurées
Nombre Composés Fréq. Fréq. Conc. (composés
échantil- détection Quantifica- quantifiés)
lons tion
QualiAgro 276 Carbamazépine 23 % 1% ~ 0,02 µg/L à
Ibuprofène 17 % 5% 0,27 µg/L (4 fois)
Autres : 0à8% 0à1%
Pro’Spective 36 Carbamazépine 25 % 3% 0,01 µg/L (1 fois)
Ofloxacine 19 % 0%
Autres : 0à6% 0%
Comparai- Très faible
son Très faible
à faible
littérature (Topp 2008, Edwards 2009, Sabourin 2009)
- Anti-épileptique (Carbamazépine) et anti-inflammatoire (ibuprofène) :
mobiles dans eau du sol (Chabauty 2016, Topp 2008)
- Antibiotique (Ofloxacine) : plutôt immobile (Drilla 2005). Influence pH sol ProS ?
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ÉPANDAGES DE PROConclusions
- Etude multi-PROs, multi-sites / contextes pédo-climatiques contrastés /
doses agronomiques répétées
- Concentrations pharmaceutiques et bactéricide (triclosan) dans PROs élevées,
mais faible impact sur teneurs dans sols même après 7 à 10 apports
et très faible impact sur teneurs dans eaux du sols.
- Dissipation dans les sols, variable selon molécule et sol.
- Composés les plus persistants détectés dans les sols
faible accumulation dans sols
fluoroquinolones fortement adsorbées risques de remobilisation ?
Carbamazépine et ibuprofène faiblement adsorbés transfert vers eaux
- Manque de données en écotoxicologie terrestre :
le peu de données disponibles montre un risque faible
- D’autres familles de composés à rechercher ?
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ÉPANDAGES DE PROMerci pour votre attention
Organic waste products
Pharmaceuticals
PRO’spective and triclosan
Soil
La Réunion
Leachates
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