Étude de la présence, du devenir et de l'impact ds psy-chotropes dans la garonne estuarienne (France) et le fleuve Saint Laurent (Québec, Canada)

L’urbanisation croissante et la propagation des activités humaines entrainent l’augmentation de l’apport de nombreux micropolluants dans le milieu aquatique. Le compartiment aquatique est alors défini comme le réceptacle ultime de la pollution environnementale apportée par diverses sources : les effluents municipaux et industriels, les lixiviats des sites d’élimination des déchets solides, le ruissellement des eaux urbaines et des eaux des sites agricoles. Parmi les contaminants retrouvés dans l’eau, il y a les psychotropes (benzodiazépines, antidé-presseurs, antiépileptiques, etc…) qui appartiennent à la grande famille des médicaments. Ce sont des molécules biologiquement actives, ubiquistes, qui sont principalement d’origine ur-baine, qui sont apportées continuellement dans l’environnement aquatique et qui sont fortement consommées au niveau mondial. Depuis quelques années, les scientifiques commencent à s’intéresser à cette famille thérapeu-tique mais il existe encore un réel manque de connaissance sur l’intégralité du problème de dif-fusion des psychotropes, de leur passage en station d’épuration à leur présence dans l’environnement et enfin à leur impact sur les organismes aquatiques. Ces travaux de thèse cherchent donc à documenter ce point en se focalisant sur l’étude de la présence, du devenir et de l’impact des psychotropes dans la Garonne estuarienne (France) et le fleuve Saint Laurent (Québec, Canada). Dans un premier temps, une méthode analytique multi-résidus permettant l’analyse de 47 psy-chotropes dans les eaux usées et les eaux de surface a été développée et validée. Des échantil-lonneurs passifs de type POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler) ont été calibrés et validés afin de permettre le suivi intégratif et continu des psychotropes dans les eaux de sur-face. Dans un second temps, les effluents d’entrée et de sortie de station d’épuration des aggloméra-tions de Bordeaux en France et de Repentigny et Montréal au Québec ont été caractérisés. Les résultats de cette étude montrent que les traitements épuratoires de chacune des stations d’épurations étudiées ont une efficacité limitée pour éliminer les psychotropes dans les eaux usées. Par la suite, le suivi effectué dans la Garonne estuarienne et dans le fleuve Saint Laurent a mis en évidence la présence de psychotropes dans l’environnement qui sont majoritairement apportés par l’amont des villes de Bordeaux et Montréal. La comparaison des résultats obtenus pour la France et le Québec montre qu’il existe bien des habitudes de prescriptions et de consommations différentes entre les deux pays. Même si les procédés d’épuration sont différents entre les deux pays (traitement secondaire en France et primaire au Québec), l’efficacité d’élimination sur la famille thérapeutique des psychotropes reste insuffisante. Enfin il a été observé que le débit du milieu récepteur jouait un rôle important dans la dilution et le devenir des composés. Dans un troisième et dernier temps, des études in vitro et in vivo ont montré que certains psy-chotropes pouvaient avoir un impact toxique sur les bivalves d’eau douce étudiés (Elliptio com-planata et Corbicula fluminea) lors d’exposition de composés seuls ou en mélange à des con-centrations de l’ordre du mg.L-1 (concentrations expérimentales) et même du ng.L-1 (concentra-tions environnementales). Increasing urbanization and human activities cause an increase of micropollutant input in the aquatic environment. The water compartment is then defined as the ultimate receptacle of envi-ronmental pollution originating from various sources: municipal and industrial wastewaters, leachates from solid waste disposal sites, waters of urban and agricultural runoff. Among the contaminants found in the water, there are psychotropic drugs (benzodiazepines, antidepressants or antiepileptics) belonging to the family of pharmaceuticals. These are biologi-cally active molecules, ubiquitous, which are mainly of urban origin, which are continuously in-troduced into the aquatic environment and are heavily consumed around the world. In recent years, scientists have begun to show interest for this therapeutic family, but there is still a real lack of knowledge about the full psychotropic diffusion problem; from their presence in wastewater treatment plant to their presence in the environment and finally to their impact on aquatic organisms. In this global perspective these thesis works seek to document the presence, fate and impact of psychotropic drugs in the Garonne estuarine (France) and the St. Lawrence River (Quebec, Canada). Firstly, a multi-residue analytical method for the analysis of 47 psychotropic drugs in wastewater and surface waters has been developed and validated. POCIS passive samplers were calibrated and validated for continuous integrative monitoring of psychotropic drugs in surface waters.Secondly, the treatment plant influents and effluents of Bordeaux in France and Repentigny and Montreal in Quebec have been characterized. The results of this study show that treatment pro-cesses of studied wastewater treatment plants have limited performances to remove psycho-tropic drugs in wastewaters. Thereafter, the monitoring performed in the Garonne estuarine and in the St. Lawrence River has highlighted that the presence of psychotropic drug in the environ-ment is mainly related to upstream input of Bordeaux and Montréal. Comparison of the results obtained in the two countries surveyed show that there are many dif-ferent patterns of prescriptions and consumption between the two countries. Although the treat-ment processes are different between the two countries (secondary treatment in France and primary in Quebec), their removal efficiency is still insufficient for psychotropic drugs. Finally it was observed that the flow rate of the receiving environment plays an important role in the dilu-tion and the fate of the compounds. In a third and final stage, in vitro and in vivo studies have shown that some psychotropic drugs could have a toxic impact on the studied freshwater bivalves (Elliptio complanata and Corbicula fluminea) upon exposure alone or in mixture with concentrations in the order of mg.L-1 (tests concentrations) and even ng.L-1 (environmental concentrations).

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