Les micropolluants sont des substances naturelles ou anthropiques (c'est-à-dire provenant des activités humaines), à effets toxicologiques notables même à très faible concentration pour les écosystèmes (10^-6 (micro) ou même 10^-9 (nano) gramme par litre), non biodégradables qui s'accumulent dans l'environnement, rivières, lacs, nappes souterraines notamment et qui peuvent parvenir à l'homme via la chaîne alimentaire.

2) Exemples

Ils sont très nombreux (plusieurs dizaines ou plusieurs centaines de milliers de composés) et de nature très diverse :

- Composés inorganiques : Les ET (éléments traces) dont certains sont métalliques ETM (éléments traces métalliques) comme Fer (Fe), Mercure (Hg) …. et d'autres non métalliques, Arsenic (As), Sélénium (Se)….

- Composés organiques ; ce sont par exemple les COV (composés organiques volatils) ou des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) comme le benzo[a]pyrène, ou des substances médicamenteuses ou des résidus de produits phytopharmaceutiques ou de produits cosmétiques.

3) Caractéristiques de quelques micropolluants

3-1) Composés inorganiques

- Les éléments traces métalliques (ETM)

Ce sont les éléments métalliques naturels de masse volumique supérieure à 5g/cm³ (exception faite pour l'aluminium) que l'on retrouve sous forme de traces dans l'eau, l'air et le sol ; Ils sont présents dans la croûte terrestre à des concentrations inférieures à 0,1% soit 1g.kg^-1 : aluminium (Al), cadmium (Cd), cobalt (Co), chrome (Cr), cuivre (Cu), fer (Fe), mercure (Hg), manganèse (Mn), nickel (Ni), plomb (Pb), zinc (Zn), notamment.

Leur origine peut être naturelle

Eruptions volcaniques qui les disséminent dans l'environnement
Erosion des sols qui en contiennent, dues aux pluies ou aux cours d'eau.

Elle peut être aussi due à l'activité humaine qui va participer à leur diffusion dans l'environnement

v Industrie métallurgique

v Industrie minière : rappelons que pendant de nombreuses années les industries rejetaient leurs effluents dans les cours d'eau près desquels elles étaient installées, l'eau de ceux-ci leur servant d'eau de refroidissement

Parmi ces éléments, certains ont une utilité dans le processus biologique et même pour certains d'entre eux (oligo-éléments) sont indispensables à la vie (Fe, Cu, Ni, Cr, …) ; ils ne deviennent toxiques qu'à partir d'une certaine concentration dans l'organisme.

Mais trois d'entre eux Hg, Pb, Cd, sont des éléments uniquement toxiques entraînant notamment des lésions neurologiques plus ou moins graves

Leur toxicité est bien connue et depuis longtemps pour certains, le mercure par exemple depuis l'antiquité. Elle se développe par bio-accumulation dans les organismes. Elle concerne le système nerveux, la moëlle osseuse, le sang.

Pendant longtemps on ne s'est intéressé qu'à eux comme micropolluants ; ces métaux ont été appelés des métaux lourds au regard de leur masse molaire élevée.

Les concentrations maximales du mercure, du plomb et du cadmium dans les eaux potables sont indiquées dans le tableau ci-dessous.

Métal	Concentration maximale
Mercure	1 µg/L
Plomb	10 µg/L
Cadmium	5 µg/L

A) Impact des ETM sur les végétaux

On peut citer par exemple :

Ø La diminution de la chlorophylle dans une plante

Les ETM peuvent perturber l'activité de l'enzyme Rubisco, qui, dans la première étape du cycle de Calvin (voir photosynthèse), permet la fixation du CO₂ sur le RUBP (Ribulose biphosphate).

Ø Des perturbations dans la division cellulaire des végétaux

C'est le cas du Hg, du Pb,et du Cd qui peuvent inhiber les activités enzymatiques des enzymes ADNase (Désoxyribonucléase) et ARNase (Ribonucléase).

B) Impact des ETM sur les organismes humains

Les éléments traces sont bioaccumulables, ce qui signifie que tout au long de la chaîne alimentaire, ils s'accumulent ; les organismes qui en contiennent les stockent et quand ces organismes sont consommés par d'autres, les éléments viennent s'ajouter à ceux que l'organisme consommateur contient déjà. Ainsi l'homme placé en haut de la chaîne se retrouve particulièrement exposé via la nourriture (La pollution au mercure par le thon par exemple).

Mais ils sont présents également dans notre environnement, notre logement par exemple : acier (poutres), zinc (tuiles, cheneaux et descentes d'eaux pluviales) …. mais aussi dans nos véhicules : plomb (batteries d'accumulateurs).

Quelques effets des ETM :

Ø Le mercure : C'est sous la forme de monométhylmercure (on abrège souvent en méthylmercure), un ion organique CH₃Hg⁺ qu'on le rencontre le plus souvent dans la nature. Il a été formé par la méthylation du mercure non

organique (Hg) par des microorganismes (bactéries méthanogènes notamment). Le méthylmercure peut se concentrer très fortement dans les organismes aquatiques. Les intoxications graves ou aiguës par cet ion correspondent à l'hydrargyrisme. C'est chez les mammifères que les conséquences les plus graves ont été remarquées.

Il est toxique pour le système nerveux central de l'homme en particulier in utero et au cours de la petite enfance. Il peut entraîner des troubles comportementaux légers ou des retards de développement. Il peut provoquer aussi des insuffisances rénales et des lésions gastro-intestinales.

Ø Le plomb : La plombémie correspond au taux de plomb dans le sang. Chez les jeunes on parle de saturnisme si la plombémie est supérieure ou égale à 50µg/L de sang. Absorbé par voie digestive, respiratoire ou par la peau, les

muqueuses, le plomb est stocké à 90% au niveau des os et peut être relargué longtemps après l'exposition d'où des effets tardifs.

Selon la durée, les effets peuvent être

v réversibles : anémie, troubles digestifs

v irréversibles : chez l'enfant retard mental et /ou psychomoteur. Chez l'adulte il agit sur le système nerveux, la moëlle osseuse, les reins.

L'interdiction du plomb tétraéthyle (Pb(C₂H₅)₄) pour améliorer l'indice d'octane des moteurs des voitures a considérablement réduit les cas de saturnisme chez les enfants. On trouvait autrefois, des cas de saturnisme chez les plombiers qui travaillaient sur les tuyaux d'évacuation des eaux qui étaient en plomb.

Ø Le cadmium :

C'est un métal blanc bleuâtre mou et très malléable qui n'existe pas à l'état natif mais qui est obtenu dans l'industrie comme sous-produit de la métallurgie du zinc. On le trouve principalement sous forme de chlorure, d'oxyde, de sulfate, de nitrate ….. On l'utilise dans la fabrication de certains accumulateurs électriques (batteries Cd-Ni), mais aussi pour la fabrication de pigments pour la métallisation des surfaces.C'est principalement via l'alimentation que l'homme est exposé aux méfaits de ce micropolluant sur la santé. L'épandage de matières fertilisantes, notamment les engrais minéraux phosphatés, contribue à la bioaccumulation de ce métal dans les sols et le transfert vers l'homme via les végétaux. Le tabac représente pour les fumeurs une source importante d'exposition.

C'est un polluant reconnu cancérogène, mutagène et toxique pour la reproduction.

Il augmente le risque d'ostéoporose ou de fractures osseuses ; en effet il se substitue au calcium dans l'os et en modifie les propriétés mécaniques.

3-2) Composés organiques

3-2-1) Les composés organiques volatils (COV)

La directive européenne du 11 mars 1999 définit réglementairement les composés organiques volatils :

Un COV concerne tout composé organique ayant une pression de vapeur de 0,01kPa ou plus à une température de 293,15 K, ou ayant une volatilité correspondante dans les conditions d'utilisation particulières.

Il s'agit donc de composés très volatils qui se répandent facilement dans l'atmosphère des maisons, des ateliers et des bureaux et qui agissent directement ou indirectement sur les êtres vivants et l'environnement.

Ce sont pour la plupart des solvants utilisés comme tels mais aussi comme dégraissants, agents de nettoyage, agents de synthèse ….. dont les plus connus sont, par ordre de volatilité décroissante :

Le méthanal ou formaldéhyde	Ebullition : -19,3°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 440 kPa
Chlorure de vinyle	Ebullition : -13,7°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 333 kPa
Le dichlorométhane	Ebullition : 40°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 47,4 kPa
L'acétone	Ebullition : 56,2°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 22,8 kPa
Le trichlorométhane ou chloroforme	Ebullition : 62°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 21,2 kPa
Le benzène	Ebullition : 80,1°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 15,8 kPa
Le tétrachlorométhane ou tétrachlorure de carbone	Ebullition : 76,7°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 11,9 kPa
1,2- dichloroéthane	Ebullition : 83,5°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 8,7 kPa
Le trichloréthylène	Ebullition : 87°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 7,8 kPa
L'éthanol	Ebullition : 78,32°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 5,9 kPa
Le toluène	Ebullition : 110,6°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 2,9 kPa
Le tétrachloroéthylène	Ebullition : 121°C	Pression de vapeur saturante à 293,15K 1,9 kPa

Impact sur les organismes humains

Prenons comme exemple le méthanal encore appelé formaldéhyde ; le formol est une solution à 37% de méthanal.

Il est aujourd'hui considéré par les autorités sanitaires françaises comme un des polluants prioritaires à gérer (en dehors de l'amiante, du radon et du monoxyde de carbone), du fait de son caractère cancérigène certain (d'après le CIRC qui dépend de l'OMS) et de la fréquence de sa présence dans notre environnement : panneaux de particules agglomérées, mousses isolantes urée-formol, certaines moquettes, peintures au latex, adhésifs, vernis, papiers peints, carton blanchi, certains détergents à vaisselle, des assouplissants, certains produits cosmétiques (vernis à ongles et durcisseurs d'ongles), fumées de foyers et de poêles à bois, fumées de cigarettes, émanations de véhicules dans les garages adjacents…..

En général le formaldéhyde est émis sous forme gazeuse et cette émission tend à diminuer avec le temps et finit par cesser au bout d'une durée qui varie de quelques semaines à quelques mois voire quelques années suivant la nature des sources.

Risques encourus :

Ils dépendent du niveau d'exposition ; on mesure ces niveaux en microgrammes de formaldéhyde par mètre cube d'air (µg/m³) :

- Jusqu'à environ 50 µg/m³ pour une exposition de court terme (2 heures) ou 10 µg/m³ pour une exposition de long terme, on ne distingue aucun effet critique sur la santé ; le risque encouru est qualifié de faible.

- Entre 50 et 125 µg/m³ environ une exposition à long terme peut causer des problèmes respiratoires comme la toux, la respiration sifflante et une sensibilité allergique, en particulier chez les enfants ; le risque est qualifié de moyen.

- Au-delà de 125 µg/m³ une irritation des yeux, du nez et de la gorge apparaît et à court terme les syndromes respiratoires décrits pour une exposition moyenne à long terme apparaissent ; il s'agit d'un risque élevé.

- Pour des concentrations très importantes pendant de longues durées (risques professionnels pour certains travailleurs industriels) on peut observer des cancers de la cavité nasale. Mais ces risques ne peuvent survenir aux concentrations que l'on trouve dans la plupart des maisons ou appartements individuels (En France la moyenne rencontrée dans les appartements est 20 µg/m³).

Méthodes de détermination de la teneur en formaldéhyde de l'atmosphère :

Il existe plusieurs méthodes qui dépendent des circonstances dans lesquelles cette détermination est effectuée ; s'il s'agit de déterminer ponctuellement la teneur de l'air en formaldéhyde, lors d'un pic de pollution par exemple, on ne procède pas exactement comme lorsqu'il s'agit de déterminer une valeur moyenne, dans une pièce sur la journée (Voir annexe 1).

3-2-2) Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)

Ils apparaissent lors de la pyrolyse ou de la combustion incomplète de matières organiques (combustion du bois, des ordures ménagères, fonctionnement des moteurs à essence ou des diesels). Ils sont rarement présents à forte concentration mais se présentent souvent comme des mélanges complexes de HAP et de leurs dérivés oxygénés, nitrés ….

On retrouve dans les eaux superficielles les HAP provenant de dépôts atmosphériques.

Les fumées de cigarettes renforcent leur présence dans les espaces intérieurs.

Des sources non-anthropiques (naturelles) participent à leur production et à leur dissémination (volcans, végétation, érosion du sol ….).

La principale source d'exposition aux HAP pour les humains est l'alimentation mais d'autres voies d'exposition existent (pulmonaire, cutanée).

Les effets toxicologiques chez l'homme sont assez mal connus mais les essais chez l'animal ont montré qu'ils pouvaient induire de nombreux effets sur la santé : sur le foie, sur le sang, effets immunologiques, effets sur la reproduction ; ce sont des agents génotoxiques et cancérigènes.

Parmi les plus étudiés on trouve le benzo [a] pyrène. Les outils d'analyse chimique permettent de mesurer actuellement des concentrations en HAP inférieures à 1 ng/m³ dans l'air et des concentrations de leurs métabolites urinaires de moins de 1 ng/L.

Les principaux HAP


Anthracène	Acénaphtène	Acénaphtylène	Fluorène

Benzo[a]anthracène	Benzo[a]pyrène	Benzo[g,h,i]pérylène	Chrysène

Triphénylène	Fluoranthène	Indéno[1,2,3 - cd]pyrène	Naphtalène

Phénanthrène	Pyrène

Remarque : Dénomination de certaines molécules d'hydrocarbures aromatiques à noyaux condenses (voir annexe 5)

3-2-3) Les produits pharmaceutiques

Il s'agit essentiellement de molécules que l'on retrouve dans les eaux usées (médicaments, que nous rejetons dans les toilettes sous une forme plus ou moins dégradée avec les urines ou les fèces, mais aussi des détergents et désinfectants utilisés aux fins de nettoyage ou d'asepsie par exemple dans les établissements de soins) ou dans les eaux pluviales en milieu urbain.

Il s'agit de la première famille de micropolluants retrouvés dans les eaux douces de surface, les concentrations allant du µg/L au ng/L.

La France s'avère être le quatrième consommateur mondial de médicaments après les Etats-Unis, le Japon et l'Allemagne.

Les principaux principes actifs que l'on retrouve sont extrêmement nombreux et parmi les plus fréquemment présents dans les eaux de surface et les eaux souterraines :

CODEINE

Paracétamol

Antipyrétique et analgésique(il fait baisser la fièvre),principe actif du Dafalgan®, du Doliprane® notamment, concurrent de l'aspirine, mais avec moins d'effets secondaires.

S-(+)- Ibuprofène

Molécule utilisée comme médicament ; le stéréoisomère S-(+) est anti-inflammatoire non stéroïdien et le composé R-(-) est très faiblement actif.

In vivo, l'ibuprofène s'isomérise de R-(-) en S-(+), essentiellement dans les tissus du foie humain ou dans la paroi intestinale.

Codéine

Alcaloïde de l'opium, antalgique et sédatif

Ne diffère de la morphine que par un OH remplacé par un CH₃

AMOXICILLINE

Amoxicilline

Aminopénicilline à spectre large ; elle couvre tout le spectre des pénicillines conventionnelles (comme l’ampicilline) et beaucoup d’autres souches comme les entérocoques.

Cholécalciférol

Vitamine D3 ; Stéroïde que l'on trouve dans les huiles de foie de poissons

(flétan, thon …)

Acide acétylsalicylique

Principe actif de l'aspirine, c est un antipyrétique, un analgésique et un antirhumatismal (anti-inflammatoire de l'arthrite). Elle interfère dans la biosynthèse des prostaglandines (en inhibant la cyclo-oxygénase enzyme clé de cette synthèse) diminuant la fièvre, la douleur, l'inflammation.

METFORMINE

Carbamazépine

Utilisé dans le traitement de l'épilepsie.

Metformine

Utilisé dans le traitement du diabète de type 2.

Erythromycine A

Produite naturellement par Saccharopolyspora erythraea

Parfois utilisé en cas d'intolérance aux pénicillines.

Abacavir

Antiviral et antirétroviral inhibiteur nucléosidique de la transcriptase inverse.

Traitement du VIHN

Estrone

Hormone femelle qui règle avec l'estradiol le cycle menstruel.

Acide niflumique

Anti-inflammatoire non stéroïdien (AINS).

Médicament commercialisé en particulier sous le nom Nifluril® et utilisé pour le traitement de certaines pathologies comportant des signes inflammatoires : rhumatismes, arthroses, traumatismes (tendinites, entorses), douleurs O.R.L…

KETOPROFENE

Acide fénofibrique

Métabolite actif du fénofibrate, un médicament indiqué dans le traitement de l'excès de cholestérol et des triglycérides.

Kétoprofène

AINS (Anti-inflammatoire non stéroïdien, arylcarboxylique à action antalgique et antipyrétique à faible dose ; anti-inflammatoire à dose plus forte).

Sulfaméthoxazole

Antibactérien utilisé pour lutter contre les infections urinaires.

FUROSEMIDE

Furosémide

Diurétique utilisé contre l'hypertension et dans le traitement des oedèmes d'origine hépatique, rénale ou cardiaque.

Ciprofloxacine

Fluoroquinolone (quinolone de deuxième génération à large spectre).

O-desmethyltramadol

Analgésique opioïde, principal métabolite actif du tramadol.

(R)

(S)

Caféine

Alcaloïde de la famille des xanthines, excitant du système nerveux central et stimulant du système cardio-vasculaire, présent dans le thé et le café.

Noréthistérone

(Progestatif de synthèse)

Aténolol

Bêta-bloquant pour traiter l'hypertension artérielle, l'infarctus du myocarde ….

C'est un antagoniste des récepteurs β₁ responsables de l'augmentation de la fréquence cardiaque.

METRONIDAZOLE

Tramadol

Le chlorhydrate est largement utilisé comme analgésique ; c'est un agoniste des récepteurs morphiniques.

Lévothyroxine

Hormone isolée de la thyroïde ; stimulation du métabolisme.

Métronidazole

Antibiotique et antiparasitaire utilisé contre les bactéries anaérobies et les protozoaires

SOTALOL

Oxazépam

Famille des benzodiazépines ; anxiolytique, anticonvulsivant, myorelaxant.

Sotalol

Médicament antiarythmique. Bêta-bloquant non sélectif.

Trimétazidine

Traitement de l'angine de poitrine.

Econazole

Antifongique utilisé au niveau dermatologique et gynécologique

Elle inhibe la synthèse de l'ergostérol molécule constitutive de la membrane fongique.

3-2-4) Des résidus de produits phytopharmaceutiques et de biocides

Ø Produits phytopharmaceutiques

Selon la réglementation européenne les produits phytopharmaceutiques sont des produits constitués de substances actives,phytoprotecteurs ou synergistes (c'est-à-dire qui renforcent l'action d'un produit en agissant par synergie) ou en contenant et destinés à l'un des usages suivants :

- Protéger les végétaux ou les produits végétaux contre tous les organismes nuisibles ou prévenir l'action de ceux-ci, sauf si ces produits sont censés être utilisés principalement pour des raisons d'hygiène plutôt que pour la protection des végétaux ou des produits végétaux.

- Exercer une action sur les processus vitaux des végétaux, telles les substances, autres que les substances nutritives, exerçant une action sur leur croissance.

- Assurer la conservation des produits végétaux, pour autant que ces substances ou produits ne fassent pas l'objet de dispositions particulières concernant les agents conservateurs.

- Détruire les végétaux ou les parties de végétaux indésirables, à l'exception des algues.

- Freiner ou prévenir une croissance indésirable des végétaux, à l'exception des algues.

Quelques exemples de produits phytopharmaceutiques :

2,4 D

Acide (2,4-Dichlorophénoxy) acétique

Herbicide systémique sélectif, le plus utilisé dans le monde, qui imite une hormone de croissance (l'acide indol-3-acétique ou auxine) mais en induisant une croissance incontrôlée qui aboutit à la destruction de la plante.

2,4 MCPA

Acide (4-chloro-2-méthylphénoxy) acétique

Herbicide puissant et sélectif (efficace surtout pour les dicotylédones). Il est très utilisé.

Il imite une hormone de croissance (l'acide indol-3-acétique ou auxine) mais en induisant une croissance incontrôlée qui aboutit à la destruction de la plante.plante.

Aclonifène

Herbicide de la famille des diphényléthers. Il agit au niveau de la chlorophylle en inhibant la protophyrinogène oxydase, enzyme nécessaire à sa biosynthèse et au niveau de la biosynthèse de certains caroténoïdes qui protègent la chlorophylle.

Bentazone

C'est une molécule obtenue par synthèse, de la famille des diazines. Elle a un rôle d'herbicide sélectif après émergence de la plante visée ; elle agit en interrompant le processus de photosynthèse après contact avec les feuilles, détruisant ainsi les réserves glucidiques de la plante. Elle détruit aussi les chloroplastes des membranes.

Utilisé dans les cultures de lentilles, de pois, de haricots, de pommes de terre, ainsi que pour les céréales (avoine, blé, orge, maïs) …

Bifénox

Herbicide utilisé en préémergence dans les cultures de soja, maïs et sorgho et en postémergence pour le riz.

Le bifénox agit par contact sur les organes jeunes en provoquant la rupture des membranes cellulaires.

Boscalide

C'est un fongicide de la famille des carboxamides. Il inhibe la production d'ATP mitochondriale dans les cellules des champignons pathogènes.

Cyhalothrine

Pyréthrinoïde de synthèse ayant une meilleure stabilité à la lumière que les pyréthrines naturelles.

Son effet insecticide consiste à perturber le transport du sodium dans les cellules bloquant ainsi la transmission de l'influx nerveux et provoquant la mort par paralysie notamment chez les poux, les mites et autres arthropodes.

Cette molécule est toxique pour les abeilles et très toxique pour les poissons.

Elle est interdite par l'UE depuis 1995.

Perméthrine (cis)

Insecticide de type pyréthrinoïde.

Stable à la chaleur ; plus stable en milieu acide qu'en milieu basique. La perméthrine est interdite dans l'UE depuis 2001.

Fenbuconazole

Fongicide systémique de la famille des triazoles, utilisé contre tavelure et monoliose sur les arbres fruitiers : abricotier, cerisier, poirier, pommier, prunier mais aussi dans les cultures de melon et de courgette.

Il agit par inhibition de la 14-α- déméthylation des stérols.

Aldrine

CHLORDECONE

MIREX

Aldrine

Insecticide chloré, non systémique et non biodégradable, de moins en moins utilisé.

Interdit en France depuis 1994 à cause de

- sa forte toxicité,

- sa persistance (notamment dans les régions tempérées),

- de la bioaccumulation des résidus de la substance dans la chaîne alimentaire.

C'est un des douze composés répertoriés comme polluants majeurs lors de la convention de Stockholm (2001, elle regroupe 124 membres)

Chlordécone

Utilisé comme insecticide dès 1958 contre les coléoptères du bananier, du cotonnier, du tabac.
Il est interdit aujourd'hui aux USA et en France (très difficilement biodégradable et cancérigène).

Mirex

Solide cristallin, blanc, inodore a été utilisé comme insecticide (1955) et comme retardateur de feu. Son utilisation comme insecticide a été interdite en 1978.

AMINOTRIAZOLE

Aminotriazole

Herbicide systémique, non sélectif absorbé par les feuilles et les racines, de la famille des triazoles, utilisé pour détruire le chiendent et d'autres plantes à enracinement profond dans les vignes, les vergers mais aussi au bord des routes.

C'est un composé stable qui agit par inhibition de la synthèse de certains pigments de la photosynthèse (caroténoïdes).

Acrinathrine

Molécule à propriétés insecticides utilisée contre les insectes s'attaquant à la vigne et aux arbres fruitiers.

Tébuconazole

Protège le blé contre les septorioses, des maladies cryptogamiques engendrées par diverses espèces de champignons du genre Septoria

(Septoria nodorum et Septoria tritici) qui se manifestent par des taches sur les feuilles ou les tiges et contre les rouilles, dues aussi à des champignons (Puccinia recondita et Puccinia striiformis).

HEPTACHLORE

METOLACHLORE5

CHLOROTHALONILE

Heptachlore

Composé organo-chloré qui a été utilisé comme insecticide. D'un point de vue environnemental c'est un polluant organique persistant qui demeure plusieurs années dans le sol. C'est un composé liposoluble qui s'accumule dans les graisses humaines et animales ; il provoque une hyperexcitation du système nerveux et cause des dommages au foie.

Métolachlore

Herbicide agissant sur les graminées (maïs en particulier).

Molécule chirale à laquelle correspondent 4 stéréoisomères.

Seuls les stéréoisomères S du carbone asymétrique sont actifs (voir annexe 2).

C'est un micropolluant des eaux usées essentiellement par ses produits de transformation (métabolites) l'OXA-métolachlore et l'ESA-métolachlore (voir annexe 4).

Chlorothalonile

Fongicide de contact ; utilisé dans la culture des pommes de terre. Il empêche la germination des spores.

C'est une molécule phototoxique, qui conduit à des composés toxiques après absorption de la lumière.

C'est un phytopharmaceutique interdit en France depuis 2020.

C'est aussi un micropolluant que l'on retrouve dans l'eau du robinet (1/3 de l'eau distribuée en 2023 selon l'Anses).

Ø Biocides

On lit sur le site du Ministère de l'environnement, de l'énergie et de la mer la définition suivante d'un biocide :

"[c'est un] ensemble de produits destinés à détruire, repousser ou rendre inoffensifs les organismes nuisibles, à en prévenir l'action ou à les combattre, par une action chimique ou biologique…."

Ces produits sont classés en 4 grands groupes :

- Les désinfectants (par exemple pour les mains, pour l'eau ….)

- Les produits de protection (protection du bois contre les insectes ou les champignons, protection du cuir …)

- Les produits de lutte contre les nuisibles (rodenticides, insecticides).

- Les produits antisalissures des coques de bateaux ou ceux employés en taxidermie ou thanatopraxie …

Deux exemples de biocides :

triclosan

C'est un biocide (antifongique et antibactérien à large spectre) initialement utilisé pour le lavage chirurgical des mains. On le trouve aujourd'hui dans nombre de produits cosmétiques (hygiène) savons dentifrices, déodorants, désinfectants pour les mains ….Il est même incorporé à certains tissus (tissus d'ameublement, chaussettes anti-odeurs, éponges anti-germes).

Il est suspecté d'être un perturbateur endocrinien de par les dioxines (en très faible quantité) auxquelles il peut conduire par action des UV sur le 2,4-dichlorophénol, un de ses produits de dégradation.

Chlorhexidine

Agent cationique qui réagit avec les groupements chargés négativement de la paroi bactérienne.

Molécule utilisée dans le domaine :

- Dentaire : Fortement antibactérienne elle est incorporée dans certains dentifrices et dans certains « spray » buccaux.

- Médical : Antiseptique à large spectre d’action. Antisepsie des petites plaies et brûlures superficielles peu étendues.

3-2-5) Des alkylphénols

On les trouve dans les effluents et les boues des stations d'épuration, ainsi que dans les eaux de mer du Nord-Ouest de la Méditerranée.

Les taux baissent en même temps que les performances des moyens d'élimination augmentent.

Ce sont des perturbateurs endocriniens ayant une action oestrogénique ; ils peuvent entraîner des malformations génitales (hypospadias).

Quatre des principaux alkyl phénols rencontrés :


Octylphénols	Octylphénolmonoéthoxylates

Nonylphénols	Nonylphénolmonoéthoxylates

On suspecte les nonylphénols et les nonylphénoléthoxylés de causer la féminisation des poissons et des crustacés et des difficultés de reproduction chez ces espèces.

Les octylphénols sont des intermédiaires chimiques dans la production industrielle de résines phénoliques.

3-2-6) PCB et Dioxines

- PCB

Encore appelées biphényles polychlorés ces molécules sont connues en France sous le nom de pyralènes et sont des substances toxiques qui persistent dans l'environnement et s'accumulent dans la chaîne alimentaire.

Cette appellation regroupe 209 composés aromatiques chlorés dérivés du diphényle. Ces molécules de même structure de base avec un nombre d'atomes substitués différent sont qualifiées de congénères.

La structure de base est le diphényle :

Les atomes substitués : de 1 à 10 atomes de chlore répartis sur les carbones 2,3....6, 2',3'.....6'.

Leur formule chimique générale est C₁₂H_(10-n)Cl_n avec 1 n 10.

Ces molécules ont été utilisées pour le refroidissement des transformateurs électriques jusqu'en 1968 environ car les produits, sous forme liquide qu'elles constituent sont très isolants électriquement et ininflammables. Malheureusement à la chaleur elles se transforment en composés hautement toxiques. Les polychlorodibenzofurannes (PCDF) notamment mais aussi les dioxines et en particulier la dioxine ou T.C.D.D). Leur utilisation est interdite en France dans tout appareil électrique.

Ces molécules ont également été utilisées (autrefois, mais cela n'est plus le cas depuis longtemps) comme additifs ignifugeants dans les matières plastiques, comme agents plastifiants (peintures,vernis, laques, colles, encres, papiers….) et comme additifs de certains insecticides et pesticides.

La principale affection constatée lors d’une intoxication aux PCB est une chloracné sévère.

Nous mentionnerons 4 représentants de la famille.

Remarque : ces molécules ayant un nom difficile à énoncer il a été décidé de leur donner un nom commun : PCB x, x étant un nombre de1 à 209.

PCB50

PCB 28 ou

2,4,4'-trichlorobiphényle

PCB 50 ou

2,2',4,6 -tétrachlorobiphényle

PCB 180 ou

2,2',3,4,4',5,5' heptachlorobiphényle

PCB 209 ou

2,2',3,3',4,4',5,5',6,6' décachlorobiphényle

- Dioxines

Les dioxines sont libérées au cours de processus naturels, mais aussi, principalement de nos jours, par des activités humaines : incinération de déchets domestiques, procédés thermiques en métallurgie.

Les efforts qui ont été réalisés ces dernières années ont permis de réduire de façon significative l'exposition humaine à ces substances.

Un certain niveau de contamination subsiste cependant dans les sols, les sédiments aquatiques et marins…ce qui entraîne une contamination de la chaîne alimentaire : lait, viande, poisson.

Deux grandes familles,

Ø Les polychlorodibenzo-para-dioxines (PCDD) de formule générale

Le nombre de congénères PCDD est de 75.

Ø Les polychlorodibenzofuranes (PCDF) de formule générale

Le nombre de congénères de PCDF est de 135.

Les propriétés physicochimiques de ces deux familles sont étroitement liées au degré de chloration des molécules.

Ce sont des composés peu volatils, peu solubles dans l'eau mais solubles dans les lipides, ce qui leur donne la possibilité de traverser les membranes cellulaires et de s'accumuler dans les tissus gras de l'organisme.

Résistance à la chaleur : Ils sont stables jusqu'à 800°C

Résistance à la lumière : La photodéchloration des congénères les plus chlorés est la réaction qui se produit le plus souvent lorsqu'ils sont soumis à l'action de la lumière. Ainsi l'octachlorodibenzo-para-dioxine (OCDD) composé majoritaire dans les émissions de dioxines conduit à la formation de 2,3,7,8-tétrachlorodibenzo-para-dioxine (TCDD).

Stabilité biochimique : très importante, en particulier pour les composés les plus chlorés. Certains micro-organismes (bactéries, levures, champignons) sont capables de les métaboliser.

Remarque :

La dioxine est un composé dont le nom systématique est 2,3,7,8-Tétrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD) et la formule moléculaire C₁₂H₄O₂Cl₄ :

C'est la dioxine de Seveso, du nom de la ville italienne de la province de Milan (Lombardie) ou se produisit le 10 juillet 1976 l'explosion d'un réacteur dans l'usine Icmesa filiale du groupe Givaudan-Hoffmann-Laroche qui produisait du 2,4,5-trichlorophénol en vue de la fabrication d'herbicides. Il en résulta un nuage de dioxine correspondant à la libération de 1 à 5 kg de 2,3,7,8-TCDD qui contamina environ 1800 ha et provoqua une grande panique. Cet accident industriel resté dans les mémoires a donné lieu a deux directives : SEVESO 1 et SEVESO 2 précisant les mesures de sécurité à prendre dans certaines usines chimiques.

Le nom de dioxines a été également donné aux autres composés chlorés de ce noyau dibenzo-p-dioxine qui se forment en particulier par décomposition des PCB par la chaleur.

Les dioxines sont toxiques : Parmi les 210 congénères cités, 17 composés ayant des atomes de chlore en position 2,3,7,8 (7 PCDD et 10PCDF) et une conformation stérique qui favorise leur fixation dans les cellules, s'accumulent fortement dans les organismes vivants, ce sont les plus toxiques.

Elles peuvent créer des problèmes au niveau de la procréation, du développement, léser le système immunitaire, interférer avec le système hormonal et causer des cancers

Formation des dioxines :

- PCDD

A partir du 2,4,5-trichlorophénol

- PCDF

A partir des 3,3',4,4'-tétrachlorobiphényles

3-2-7) Les PFAS

Ce sigle correspond aux substances per et polyfluoroalkylées apparues dans les années 1950 et qui ont donné lieu à de très nombreuses applications.

- Dans les molécules perfluorées, chaque atome de carbone est entièrement saturé par des atomes de fluor et la chaîne comporte, à une extrémité, un groupement fonctionnel, en général –COOH ou –SO₃H

Exemple :

CF₃ – CF₂ – CF₂ – COOH acide perfluorobutanoïque (PFBA).

- Dans les molécules polyfluorées, la chaîne est principalement fluorée mais peut contenir aussi des liaisons entre les carbones et d'autres éléments, par exemple l'hydrogène

Exemple :

Les PFAS constituent une importante famille de composés (plus de 4000) dont les propriétés antiadhésives, imperméabilisantes, tensio-actives, de résistance aux fortes chaleurs ont fait qu'ils ont été largement utilisés dans l'industrie mais aussi pour des usages domestiques : tissus (produits d'imperméabilisation Scotchgard®), emballages alimentaires, mousse anti-incendie, cosmétiques, phytopharmaceutiques ….

Les nombreuses liaisons C-F qu'ils contiennent font qu'ils ne se dégradent pas ce qui pose des problèmes environnementaux (on les appelle "polluants éternels"). Pour s'en débarrasser, il faut les incinérer à haute température.

Ces composés peuvent être des gaz, des liquides ou des solides. Ils contaminent les eaux souterraines comme les eaux de surface.

Leurs actions sur la santé : ils peuvent augmenter le taux de cholestérol et diminuer la fertilité ; ils sont cancérigènes et perturbateurs endocriniens ; ils agissent sur le système immunitaire (diminution de la réponse à la vaccination).

Deux de ces molécules sont particulièrement étudiées à cause de leur action sur l'environnement et sur la santé :

PFOA

PFOS

PFOA

Acide perfluorooctanoïque

PFOS

Acide perfluorooctane sulfonique

Le PFOS voit ses utilisations restreintes depuis 2009 et le PFOA est interdit à l'export et à la production depuis 2020.

La directive européenne 2020/2184 qui concerne la qualité des eaux de consommation humaine a été entièrement révisée pour suivre la présence des PFAS dans les analyses de l'eau. Ainsi 20 PFAS sonr ciblés (voir la liste à l'annexe 3). La limite de qualité est fixée à 0,10 µg/L pour la somme de ces 20 molécules dans les eaux de consommation.

La présence de PFAS dans les milieux aquatiques peut avoir plusieurs origines : rejets de stations d'épuration, rejets industriels (électronique, toners/encres, cosmétique, imperméabilisants, nettoyants de surface métallique, de sols, vernis …), contaminations par des mousses anti-feux (à proximité des aéroports, de sites d'exercices d'incendie, ….).

3-2-8) D'autres micropolluants :

A) Des phtalates

Ce sont des composés apparentés à l'acide phtalique

Acophtal

Ils sont surtout utilisés dans les plastiques et notamment les PVC où ils interviennent comme plastifiants (Ils rendent les substances plus malléables ou plus résistantes).

Mais on les trouve aussi dans des produits industriels, ménagers, d'hygiène, dans des cosmétiques (shampoings, parfums, crèmes hydratantes, laques pour cheveux …),

Quelques exemples :

Les usages indiqués varient au gré des interdictions des Etats qui permettent ou non leur utilisation, pour des raisons sanitaires.


Phtalate de di-n-octyle (DNOP)	Phtalate de bis(2-éthylhexyle) (DEHP)	Phtalate de di-n-dibutyle (DBP)
Tubes medicaux, poches de stockage du sang, fils et câbles dalles de sol et adhésifs, cosmétiques et pesticides….	Parfums, rideaux de douche, tuyaux d'arrosage, couches culottes, matériels médicaux …… C'est le plus utilisé.	Plastiques nitrocellulosiques, matière explosive, vernis à ongles, laques ; utilisé aussi dans les peintures les encres d'imprimerie, les adhésifs, le PVC.

Les phtalates sont des perturbateurs endocriniens et métaboliques associés à des effets nuisibles (asthme, infertilité….).

b) Le bisphénol A, des filtres UV, les parabènes :

Ø Le Bisphénol A

Le bisphénol A (BPA) est utilisé dans la fabrication du polycarbonate, une matière plastique transparente et rigide utilisée dans la production de biberons, d’assiettes, de tasses, de bols, de gobelets, de récipients destinés aux fours à micro-ondes et à la conservation. Il est également couramment utilisé dans la production de résines époxy-phénoliques qui forment la couche de protection intérieure des canettes et des boîtes de conserve, ainsi que le revêtement des conteneurs d’eau et des cuves à vin. Le BPA peut migrer en petites quantités dans les boissons et les aliments stockés dans des matériaux contenant cette substance.
Il est également utilisé comme inhibiteur de polymérisation dans le PVC , et comme antioxydant dans les plastifiants et le PVC .

Par action de l'épichlorhydrine, il conduit à la résine DGEBA (résine diglycidyléther du bisphénol A) qui associée à un durcisseur constitue une colle (Araldite).

Son utilisation pour la fabrication des biberons est interdite en France depuis juin 2010. On le soupçonne d'être néfaste pour la santé (Activité hormonomimétique et perturbateur endocrinien notamment).

Ø Filtres UV

Une des méthodes pour protéger la peau des rayons UV du soleil en été est l'absorption du rayonnement par des filtres chimiques ; ce sont des molécules dont le spectre d'absorption se situe dans l'ultraviolet (UV)

Les rayons UV qui transportent relativement beaucoup d'énergie, provoquent une modification de la situation des électrons dans la molécule protectrice, particulièrement les électrons π, qui sont les plus mobiles. Ces perturbations entraînent une absorption d'énergie qui ne sera donc pas captée par la peau.

Parmi les molécules qui participent à l'élaboration des crèmes solaires on trouve :

- La benzophénone 3 (ou oxybenzone)

C'est un dérivé de la benzophénone

qui est un intermédiaire de synthèse (colorants, parfums, médicaments, agrochimie, encres, vernis….).

Elle sert aussi de photo-amorceur (générateur de radicaux) dans les encres dites UV ; elle est aussi incorporée à certaines crèmes solaires anti UV.

La formule de l'oxybenzone est :

- Le butylméthoxydibenzoylméthane (ou Avobenzone)

Sa dénomination commerciale est le Parsol® 1789.

Son absorption maximale se situe à 357 nm il offre une protection contre les UVA.

C'est une molécule utilisée dans les crèmes solaires à large spectre.

C'est une molécule stable qui persiste dans l'environnement ; ses produits de dégradation (composés benzéniques) peuvent avoir des effets néfastes sur la santé.

Ø Les parabènes

Cet acronyme désigne les esters de l'acide parahydroxybenzoïque

où R désigne un groupement hydrocarboné.

Ils comprennent principalement, le méthylparabène (E 218 et 219 pour son sel de sodium) , l'éthylparabène (E214 et E215 pour son sel de sodium), le propylparabène (E216 et E217 pour le sel de sodium), le benzylparabène….

Méthylparabène

Ethylparabène

Propylparabène

Benzylparabène

Les parabènes sont utilisés comme conservateurs (antimicrobiens et antifongiques) :

- en cosmétique et notamment dans des produits tels que les autobronzants, les déodorants, les produits d'hygiène buccodentaire, produits capillaires, produits de soin pour bébés, les maquillages, les soins pour la peau, produits de rasage et d'épilation, vernis à ongles, gels hydroalcooliques. Ils gardent ce pouvoir de "conservateur" même à de très faibles doses et ne provoquent pas d'effets sensibilisants (réactions allergiques) (Académie de pharmacie, 2013).

- dans certains médicaments ; c'est le propyl parabène qui est principalement utilisé à cet effet ; il permet d'éviter une dégradation du médicament.

- dans certains aliments, ils existent à l'état naturel à faibles concentrations : carotte ou oignon, fraise, cassis, mûres, orge, vanille …. et l'industrie alimentaire les utilise pour de nombreux produits.

- dans d'autres produits industriels : vernis, colles, adhésifs, cirages, certaines lessives, tabac.

Il en résulte que les expositions aux parabènes se font par voie cutanée (cosmétiques), par voie alimentaire (aliments, médicaments) ou par inhalation (tabacs, vernis …).

Les parabènes sont suspectés d'être des perturbateurs endocriniens et des facteurs prédicteurs de l'obésité chez l'enfant. Il n'a pas été prouvé qu'ils occasionnent des cancers du sein comme cela a été avancé.

C) Les microbilles de plastique

La pollution aux plastiques est, on le sait, généralisée et ce problème a donné lieu à une prise de conscience et à des décisions au niveau mondial pour en atténuer les conséquences.

Parmi les substances qui participent à cette pollution, il y une émergence, qui commence à inquiéter les scientifiques, celle des microbilles de plastique.

Il s'agit de petites billes de l'ordre de grandeur de 1µm, qui sont utilisées dans plusieurs domaines dont celui de la cosmétique et qui seront susceptibles d'être rejetées dans l'environnement aquatique après le traitement des eaux usées. Il a été démontré que ces microbilles causaient des effets à court et à long terme chez les organismes de laboratoire.

Les polymères synthétiques des microbilles qui sont utilisées à des fins cosmétiques sont très divers :


Polyéthylène	Poly(méthacrylate de méthyle)	Polytétrafluoroéthylène	Polypropylène


Polyamide 6-6	Polyéthylène téréphtalate

Ces billes sont utilisées dans des produits de soins personnels : exfoliants, nettoyants pour le visage, fonds de teint, vernis à ongles, ombres à paupières, fards à joues mais aussi dentifrices, fixatifs capillaires, produits pour bébés, lotions solaires …….. Les quantités varient considérablement entre les produits : de 137 000 à 2 800 000 par flacon de 150mL.

Elles sont utilisées aussi dans des produits industriels : c'est le cas des chantiers navals ou on utilise comme milieu abrasif des microbilles de polyéthylène.

4) Elimination des micropolluants des eaux souterraines et des eaux usées

4-1) Eaux souterraines

Pour les eaux souterraines il s'agit de rendre les eaux potables.

Il y a 3 méthodes principales pour éliminer les micropolluants :

- Une oxydation chimique à l'ozone

Une technique de restauration des sols et des eaux souterraines consiste à injecter de l'ozone dans la zone vadose (surface du sol et partie du sous-sol située au dessus de la nappe phréatique) afin de dégrader tout ou partie des contaminants.

L'oxydation est produite directement à partir de O₃ ou indirectement à partir des radicaux hydroxyle OH* formés à partir de O₃. Ceux-ci sont plus réactifs que O₃ et oxydent un grand nombre de composés chimiques. Si l'oxydation est complète on obtient CO₂ et H₂O. L'oxydation est très rapide, quelques semaines à 1 mois.

Les contaminants ciblés :

Ø Biphényles polychlorés (partiellement éliminés)

Ø Chlorobenzène

Ø Composés phénoliques

Ø Explosifs

Ø Hydrocarbures aliphatiques chlorés (partiellement éliminés)

Ø Hydrocarbures aromatiques monocycliques

Ø Hydrocarbures aromatiques polycycliques (partiellement éliminés)

Ø Hydrocarbures pétroliers (partiellement éliminés)

Ø Produits phytosanitaires (partiellement éliminés)

Si la réaction est incomplète, il y a formation de sous-produits qui, en général (mais pas toujours) sont moins toxiques, plus mobiles et plus biodégradables que leurs précurseurs.

Exemples :

Les hydrocarbures pétroliers conduisent à de l'acétone et des alcools.

Les explosifs (RDX et HMX) conduisent à des nitrates.

- L'adsorption aux charbons actifs

L'adsorption est la propriété de certains matériaux de fixer à leur surface des ions ou des molécules.

Dans cette technique, on utilise un solide, le charbon, en poudre ou granulaire, produit spécifiquement pour avoir une très grande surface interne, entre 500 et 1500m²/g (charbon actif), pour enlever des substances solubles dans l'eau.

Il retient la matière organique à faible polarité difficilement attaquable par l'ozone : phénols, hydrocarbures saturés, huiles minérales, phytopharmaceutiques, agents tensio-actifs, mais aussi les métaux lourds.

Les performances des filtres à charbon actif sont fonction de la température et du polluant traité ; ils doivent être changés périodiquement. Les filtres granulaires peuvent être régénérés par exemple en oxydant la matière organique qu'ils contiennent ; leur efficacité diminue alors d'environ 10%.

Cette technique est utilisée pour purifier les eaux souterraines ; elle est peu utilisée pour l'épuration des eaux usées ; notons tout de même qu'on l'utilise parfois pour les débarrasser du phénol qu'elles peuvent contenir.

- La filtration membranaire (nanofiltration ou osmose inverse)

C'est une technique de purification des eaux, qui dresse une barrière physique empêchant le passage des micropolluants.

L'eau est envoyée sous pression au travers d'une membrane semi-perméable ; en fonction de la taille des pores on parlera de

Ø Microfiltration (0,1 à 5 µm) pour retenir bactéries, macromolécules, colloïdes,matières en suspension.

Ø Ultrafiltration (0,001 à 0,1 µm) pour retenir les virus, les macroprotéines, les antibiotiques….

Ø Nanofiltration (0,1 nm à 0,001µm) pour retenir la majorité des molécules, les colorants….. Elle permet l'élimination des phytopharmaceutiques, des nitrates des eaux souterraines, les métaux lourds des eaux usées.

Remarque : Osmose inverse

On peut purifier une eau contenant des impuretés en solution par osmose inverse ; le principe est le suivant :

On exerce dans le compartiment contenant l'eau à purifier (à gauche dans notre schéma) une pression supérieure à la pression osmotique ; on oblige ainsi l'eau contenue dans ce compartiment à traverser la membrane semi-perméable et à rejoindre l'autre compartiment débarrassée de ses impuretés. Celles-ci se concentrent donc dans le compartiment de gauche, contrairement au phénomène naturel d'osmose où la solution la plus concentrée subit une dilution.

C'est un procédé industriel de désalinisation de l'eau de mer ; il faut exercer une pression supérieure à 30 bars (pression osmotique dans ce cas), en pratique 70 à 80 bars.

Des systèmes domestiques existent pour adoucir l'eau utilisée par les particuliers pour enlever le calcaire mais aussi les nitrates et les composés chlorés ; dans ce cas en plus de l'osmose inverse il existe des filtres en amont notamment des filtres à charbon actif.

Il convient d'ailleurs dans toutes ces techniques membranaires, de débarrasser préalablement l'eau des polluants qui peuvent être enlevés par d'autres méthodes, de façon à ne laisser que ceux dont la taille est adaptée aux pores des membranes et ceci afin de ne pas encrasser trop rapidement celles-ci.

4-2) Eaux usées

Pour les eaux usées il s'agit d'un problème qui concerne le travail des stations d'épuration qui ont des cahiers des charges stricts concernant la qualité des eaux qu'elles doivent rejeter après traitement.

L'agence de l'eau nous indique qu'il existe 5 étapes pour épurer les eaux usées :

· Les eaux usées sont acheminées jusqu'à la station d'épuration par des réseaux d'assainissement;

· Le dégrillage : le dégrilleur, une sorte de tamis, débarrasse les eaux usées des parties les plus grosses, chiffons, morceaux de bois, plastiques ….. Puis passage par des grilles plus serrées ; c'est le tamisage.

· Le dessablage et le dégraissage : on réduit la vitesse d'écoulement et on fait passer l'eau dans un bassin, le dessableur où les matières les plus lourdes (sables graviers….) se déposent. Puis dans un second bassin où les graisses sont récupérées en surface par raclage. Une aération de l'eau par des pompes permet de faciliter la remontée des graisses.

· Le traitement biologique est la principale étape du processus : On achemine les eaux dans un bassin où des bactéries vont décomposer les matières organiques et les transformer en boues. Ce phénomènes peut être aérobie (en présence d'oxygène) ou anaérobie (à l'abri de l'air). Le procédé le plus répandu en France est le premier (aérobie). Les bactéries les plus nombreuses utilisées sont de type Tetrasphaera, Trichoccocus, Candidatus Microthrix, Rhodoferax, Rhodobacter, Hyphomicrobium.

· La clarification : L'eau est ensuite amenée dans un bassin de décantation (clarificateur) où les boues se déposent. 80 à 90% des impuretés ont disparu à ce stade ; l'eau peut alors être rejetée dans le milieu naturel.

Remarque : Les boues récupérées vont subir un traitement de stabilisation biologique et pourront être utilisées en agriculture comme engrais ou être incinérées ou mises en décharge.

Annexe 1

Méthodes de détermination de la teneur en formaldéhyde de l'atmosphère :

- Prélèvement sur cartouche imprégnée de 2,4-DNPH et analyse ultérieure :

Il s'agit d'une méthode de référence dont le principe est le suivant (source INRS) :

On fait circuler l'air à analyser avec un débit qui dépend de l'importance supposée de la teneur en formaldéhyde (0,1 à 2 L par minute) sur une cartouche de silice imprégnée de 2,4-DNPH (tube de verre de 150mm de long et de 8 mm de diamètre intérieur) ; Le formaldéhyde (et les autres composés carbonylés éventuellement présents) réagit sur la 2,4-DNPH suivant l'équation :

On obtient donc (si plusieurs composés carbonylés sont présents) un ensemble d'hydrazones qu'il convient de séparer par HPLC (Chromatographie liquide haute performance) en éluant avec de l'acétonitrile, puis de détecter par spectrométrie UV à 360nm. Le repérage du pic du formaldéhyde se fait par le temps de rétention et la quantification par la surface sous le pic en se référant à des courbes d'étalonnage réalisées préalablement.

On peut aussi remplacer la technique de séparation par HPLC en utilisant la CPG (Chromatographie en phase gazeuse) avec un détecteur à ionisation de flamme éventuellement couplé à un spectromètre de masse ou avec un détecteur thermoionique.

La méthode est assez sensible et permet d'évaluer des teneurs de l'ordre de 36 µg de formaldéhyde par m³ d'air.

- Capteurs :

La méthode précédente, surtout si elle utilise la CPG comme moyen de détection et de quantification reste une méthode lourde et peu utilisable sur le terrain pour évaluer des pics de pollution. Il existe à cet effet des capteurs chimiques ou biologiques dont nous allons donner le principe.

a) Capteurs chimiques :

Les molécules gazeuses de formaldéhyde sont piégées sélectivement et, par réaction chimique, donnent une substance changeant de couleur ou fluorescente ; la quantification du formaldéhyde se fait alors par dosage colorimétrique ou directement par mesure de la fluorescence.

# Le formaldéhyde peut par exemple réagir avec l'oxo-3-butanoate d'éthyle (acétylacétate d'éthyle) :

puis condensation du composé obtenu avec l'ammoniac conduisant à une dihydropyridine :

Après oxydation de cette molécule suivie de l'hydrolyse de la fonction ester et d'une décarboxylation :

on obtient la 2,6-diméthylpyridine ou lutidine qui est un composé ayant une fluorescence dans le bleu. La série de réactions décrite plus haut est appelée réaction de Hantzsch.

# Le formaldéhyde peut aussi réagir sur le fluoral-P (4-aminopent-3-èn-2-one) :

pour donner la 3,5-diacétyl-1,4-dihydro-2,6-lutidine (DDL) . L'équation chimique est comparable (Thèse de Stéphanie Carquiny (Douai 2011) :

La DDL est une substance fluorescente permettant la quantification du formaldéhyde par mesure fluorimétrique ; la DDL excitée à 410 nm se désexcite par émission de fluorescence à 510 nm.

Au CEA de Saclay, l'équipe de Mme Thu-Hoa TRAN-THI a mis au point un capteur Sol-Gel pulsé (xérogel, polymère poreux de silice) constituant des matrices nanoporeuses agissant comme des éponges et dopées de fluoral-P (molécule-sonde) qui permettent de détecter optiquement le polluant via la fluorescence du DDL.

b) Capteurs biochimiques :

Le principe est l'utilisation d'enzymes pour obtenir des réactions biochimiques spécifiques du formaldéhyde ; par exemple utilisation de la formaldéhyde déshydrogénase (FDH) qui couplée à NAD+ oxyde le formaldéhyde en acide formique et produit une molécule fluorescente, le NADH que l'on peut mesurer par fluorimétrie.

D'une façon générale ces capteurs sont moins avancés que les capteurs chimiques.

Annexe 2

Stéréoisomérie du métolachlore

METOLACHLORE5

Deux éléments de chiralité :

- Un atome de carbone asymétrique (1') et un axe chiral entre le cycle aromatique et l'atome d'azote qui empêche la rotation autour de la liaison ; cela conduit à 4 stéréoisomères.

TABLEAU2

Les stéréoisomères 1 et 2 sont "S". Ce sont eux qui ont un caractère herbicide.

Remarque :

Le schéma ci-dessous permet de visualiser l'empêchement stérique à la libre-rotation autour de la liaison cycle aromatique – atome d'azote qui explique le deuxième élément de chiralité :

Annexe 3

Liste des 20 PFAS concernés par la directive européenne Eau potable 2020

Ce sont :

- Acide perfluorooctanoïque (PFOA)

- Acide perfluoroheptanoïque (PFHpA)

- Acide perfluorohexanoïque (PFHxA)

- Acide perfluoropentanoïque (PFPeA)

- Acide perfluorobutanoïque (PFBA)

- Acide perfluorobutane sulfonique (PFBS)

- Acide perfluorododécanoïque (PFDoDA)

- Acide perfluorononanoïque (PFNA)

- Acide perfluorodécanoïque (PFDA)

- Acide perfluoroundécanoïque (PFUnDA)

- Acide perfluoroheptane sulfonique (PFHpS)

- Acide perfluorotridécanoïque (PFTrSA)

- Acide perfluorodécane sulfonique (PFDS)

- Acide perfluorooctane sulfonique (PFOS)

- Acide perfluorohexane sulfonique (PFHxS)

- Acide perfluoropentane sulfonique (PFPeS)

- Acide perfluorononane sulfonique) (PFNS)

- Acide perfluoroundécane sulfonique

- Acide perfluorododécane sulfonique

- Acide perfluorotridécane sulfonique

Annexe 4

Deux métabolites du métolachlore


OXA-métolachlore	ESA-métolachlore

ESA signifie Ethan Sulfonic Acid

OXA vient de acide OXAnilique (dont cette molécule dérive)

Annexe 5

Justification de la dénomination des arènes condensés.

L'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) a adopté une nomenclature dont l'utilisation s'est généralisée.

Rappelons l'essentiel :

- On aligne horizontalement autant de cycles que possible et on place le plus grand nombre de cycles restants dans le quadrant supérieur droit ; exemple : le pyrène

- La numérotation débute avec le premier atome de carbone qui n’est pas commun à deux cycles dans le cycle de droite de la ligne supérieure.

- Les atomes de carbone suivants porteurs d’hydrogène sont numérotés dans le sens des aiguilles d’une montre : 2,3 ….

- Aux côtés extérieurs des cycles sont attribuées des lettres dans l’ordre alphabétique, -a- pour le côté compris entre les carbones 1 et 2, -b- pour le côté compris entre les carbones 2 et 3 ……

Remarque : On désigne également par des lettres les côtés extérieurs aboutissant à des carbones non numérotés (par exemple c et d ou f et g …)

Exemple 1 : pour clarifier les choses, on prendra le benzo(a)pyrène. Benzo(a) signifie qu’un cycle aromatique, celui entouré dans la formule, est condensé avec le pyrène en position a.

Un autre cycle peut également être condensé en position b, ou en position e, et ainsi de suite.

Toutefois, les positions a, b, h et i sont équivalentes, de même que les positions e et l, comme le montrent ces rotations d'un demi-tour autour des axes de symétrie D₁et D₂ de la molécule

Par conséquent, il n’existe que deux isomères, le benzo(a)pyrène et le benzo(e)pyrène. Seule la première lettre est utilisée, et les formules sont présentées conformément aux règles énoncées ci-dessus.

Un cycle peut aussi être condensé aux positions cd, fg, etc. du pyrène; on obtient alors un composé, le 2H-benzo(cd)pyrène, qui est saturé en position 2, ce qui est noté par la lettre H, appelée «hydrogène indiqué».

Exemple 2 :

Le Benzo (g,h,i) pérylène


Pérylène	Benzo (g,h,i) pérylène

Exemple 3 :

L'indéno [1,2,3-cd] pyrène

Pyrène

Indène

Indéno [1,2,3-cd] pyrène