Soutenance mémoire
Jusqu’au début des années 90, plusieurs textes réglementaires comme la Directive Cadre sur l’Eau (DCE 2000/60/CE), ont fixé des objectifs pour limiter voire supprimer certains polluants chimiques reconnus comme « prioritaires » et « dangereux prioritaires ». Aujourd’hui, ces composés, tels les métaux lourds et les pesticides non polaires, semblent être moins pertinents pour plusieurs pays industrialisés, étant donné qu’une réduction spectaculaire des émissions a été atteinte suite à l’adoption de mesures appropriées et par l’élimination des principales sources de pollution consécutive à la mise en place de programmes de surveillance intensive (Petrovic et al. 2003 ; Van der Gon et al. 2007).
Toutefois, l’émission de contaminants en provenance des produits principalement utilisés en grandes quantités dans la vie quotidienne, tels que les produits de soins personnels (PPCPs) considérés comme des « polluants émergents », est non réglementée, parmi lesquels les parabènes, le triclosan (TCS) et le triclocarban (TCC). Les parabènes sont utilisés comme agent conservateur pour prévenir la contamination des produits alimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques du développement de bactéries (Lee et al. 2005; Jonkers et al. 2009a). Le TCS et le TCC sont utilisés en tant qu’antiseptique, désinfectant et agent de conservation dans les savons, les déodorants, les crèmes et les dentifrices (Ying et al. 2007a) .
Synthèse bibliographique sur le triclosan, le triclocarban et les parabènes
Les produits pharmaceutiques et les produits de soins corporels (qui seront désignés dans ce mémoire par leur acronyme anglo‐saxon PPCP pour pharmaceuticals and personal care products) constituent un large groupe de composés organiques utilisés dans des savons, des lotions, des dentifrices, etc. Ils forment une importante variété de polluants reconnus comme émergents provenant de l’activité urbaine (Quintana and Reemtsma 2004; Pietrogrande and Basaglia 2007). L’usage fréquent des PPCP génère des inquiétudes sur leur devenir notamment leur impact potentiel sur la faune et la flore (Quintana and Reemtsma 2004; Peck 2006, 2006, Bazin et al. 2010) à la suite de leur introduction dans l’environnement via différents composants du cycle de l’eau (Figure 1). En effet, les stations d’épuration (STEP), par exemple, ne sont pas initialement configurées pour abattre ce type de composés (McAvoy et al. 2002; Agüera et al. 2003; Moldovan 2006). Ainsi ils se retrouvent avec leurs métabolites bioactifs rejetés dans le milieu récepteur suite à des traitements incomplets des eaux usées. De plus, les fuites au niveau des collecteurs dans les réseaux d’assainissement et les rejets urbains de temps de pluie en réseaux unitaires (McAvoy et al. 2002; Agüera et al. 2003) ainsi que les décharges d’ordures menagères (Coogan et al. 2007) constituent des sources supplémentaires importantes de ces polluants dans l’environnement.
Le triclosan (TCS), le triclocarban (TCC) et les parabènes sont utilisés dans les produits de soins corporels comme antiseptique et agent conservateur. Cet usage de ces molécules mène à un apport continuel dans l’environnement, sans cesse renouveler malgré l’apparition, récente, de références estampillées « sans parabènes » ou « paraben free ». Ces composés ont été reconnus comme perturbateurs endocriniens (Veldhoen et al. 2006; Pietrogrande and Basaglia 2007). Cependant, une variabilité des concentrations est observée en fonction des saisons. Par exemple, en été, une augmentation des concentrations révèlerait un usage plus fréquent de ces composés (Agüera et al. 2003). En Europe, environ 350 tonnes de triclosan sont produites chaque année pour des applications commerciales (Singer et al. 2002). L’Oréal, un des leaders internationaux du secteur des produits cosmétiques, a renoncé en 2006 à l’utilisation du triclosan pour parvenir en 2008 à un désengagement à 100 %. Quant aux parabènes, ils sont de moins en moins utilisés dans les formulations ; en fait, l’Oréal privilégie les parabènes à chaîne courte et propose des gammes de produits cosmétiques sans parabène (L’Oréal 2007).
La synthèse bibliographique qui suit vise à dresser un état de l’art sur (i) l’utilisation du triclosan, du triclocarban et des parabènes, (ii) leur introduction et leur devenir dans l’environnement ainsi que (iii) leur toxicité vis‐à‐vis de l’Homme et du milieu aquatique.
Triclosan et Triclocarban
Le triclosan (5‐chloro‐2‐(2,4‐dichlorophénoxyacétique) phénol ou TCS) est un agent antimicrobien listé par la Directive du Conseil de l’Union Européenne, 76/768/CEE, en tant que conservateur de produits cosmétiques et existant sur le marché sous les noms commerciaux de Microban, Irgasan, Irgacare et Irgacide. Il est peu volatil avec une pression de vapeur de 4,65 x 10⁻⁶ mmHg à 25°C et peu soluble dans l’eau avec une solubilité de 10 mg/L à 20°C (Ciba Specialty Chemicals, 2001a). Il présente un Koc de 47500 dans les boues de STEP (Ciba Specialty Chemicals, 2001b) et de 4,8 5,4 dans l’eau. Le triclocarban (3,4,4’‐ trichlorocarbanilide ou TCC), de structure proche du triclosan (Coogan et al. 2007; Heidler and Halden 2007), est également peu soluble dans l’eau (11 mg/L à 20°C) et fortement hydrophobe (logKow = 4,2‐6) .
Utilisation
Le triclosan est utilisé en tant qu’antiseptique, désinfectant et agent de conservation dans les détergents, les liquides vaisselle, les savons, les déodorants, les produits de nettoyage, les crèmes et les dentifrices bactéricides, et sous forme d’additif dans un certain nombre de plastiques (y compris des produits en contact avec les aliments) et dans les textiles (chaussettes, vêtements de sport). Une étude récente montre que l’usage du TCS dans les PPCP atteint près de 85 % (du volume total) alors qu’il est utilisé à 10 % dans les textiles et 5 % dans les plastiques alimentaires (Bedoux et al. 2011). La concentration maximale permise est de 0,03 % dans les rince‐bouches et de 0,3 % dans les autres produits cosmétiques (Sabaliunas et al. 2003). Il se caractérise par son activité bactériostatique pour un large spectre de micro‐ organismes (Ying et al. 2007a) : sur des bactéries Gram+ et Gram‐ ainsi que sur des champignons et des levures (McAvoy et al. 2002). Il prévient la formation des membranes cellulaires et la multiplication bactérienne (Levy et al. 1999). L’utilisation annuelle du triclosan au niveau mondial augmente de 5,4 % pour atteindre un total de 6,9 million de dollars en 2009 (Heidler and Halden 2007). Cependant, le TCS a été retiré en 2010 de la liste des additifs (décision de la Commission 2010/169/EU) incorporés dans des matériaux en plastique à usage alimentaire (Bedoux et al. 2011). Le triclocarban a été introduit dans les produits de soins corporels et les détergents comme antimicrobien dès 1956 (Coogan et al. 2007; Ying et al. 2007a). Il est surtout utilisé dans les savons à une concentration de 2 % (Sabaliunas et al. 2003) et est ajouté dans les produits de soins corporels à des concentrations de 0,5 à 1,5 % (TCC‐Consortium 2002).
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LE TRICLOSAN, LE TRICLOCARBAN ET LES PARABENES
I Triclosan et Triclocarban
I.1 Utilisation
I.2 Toxicité
I.3 Introduction et devenir dans les stations d’épuration et dans l’environnement
I.3.1 Cas du triclosan
I.3.2 Cas du triclocarban
I.4 Co‐occurrence dans les stations d’épuration et dans l’environnement
II Parabènes
II.1 Utilisation des parabènes
II.2 Toxicité des parabènes
II.3 Devenir dans les stations d’épuration et dans l’environnement
II.3.1 Abattement en station d’épuration
II.3.2 Niveaux en STEP et dans l’environnement
III Bilan sur le suivi du triclosan, du triclocarban et des parabènes dans l’environnement
CHAPITRE 2 : ANALYSE DU TRICLOSAN, DU TRICLOCARBAN ET DES PARABENES
I L’échantillonnage et la conservation
I.1 Cas des matrices liquides
I.2 Cas des matrices solides
II L’extraction
II.1 Extraction des matrices aqueuses
II.2 Extraction sur matrices solides
III Méthodes d’analyse
III.1 Analyses en chromatographie gazeuse
III.2 Analyses en chromatographie liquide
III.3 Paramètres pour la détection en spectrométrie de masse
III.4 Critères de validation des méthodes analytiques
IV Conclusion
CHAPITRE 3 : DEVELOPPEMENT D’UNE METHODE D’ANALYSE DES PARABENES, TRICLOSAN ET TRICLOCARBAN
I Quantification des parabènes, triclosan et triclocarban
I.1 Réactifs
I.2 Optimisation en infusion
I.3 Détermination des transitions
I.4 Séparation en UPLC‐MS/MS
I.5 Quantification
II Mise au point du protocole d’extraction pour la phase dissoute
II.1 Prélèvement et filtration
II.2 Extraction sur cartouche SPE
III Validation du protocole sur matrices réelles dopées
III.1 Taux de récupération dans des matrices réelles
III.2 Rendement de l’extraction SPE
III.3 Conclusion pour l’extraction de la phase dissoute
IV Protocole d’extraction de la phase particulaire par micro‐ondes
IV.1 Optimisation de l’analyse en phase particulaire
IV.2 Conclusion pour l’extraction de la phase particulaire
V Protocole final retenu pour l’analyse d’un échantillon d’eau urbaine
CHAPITRE 4 : DESCRIPTION DES SITES ET DES CAMPAGNES D’ECHANTILLONNAGES
I Emissaires des stations d’épuration Seine Aval, Seine Amont et Marne Aval
I.1 Caractéristiques des émissaires
I.2 Stratégie d’échantillonnage
II Présentation de Seine Centre
II.1 Caractéristiques générales
II.2 Fonctionnement de la station Seine Centre
II.3 Stratégie d’échantillonnage sur la station Seine Centre
III Présentation de Seine Amont
III.1 Caractéristiques générales
III.2 Fonctionnement de la station Seine Amont
III.3 Stratégie d’échantillonnage sur la station Seine Amont
IV Déversoir d’orage de Clichy
V Présentation de la station d’El Ghadir à Beyrouth (Liban)
V.1 Fonctionnement de la station d’El Ghadir
V.2 Stratégie d’échantillonnage sur la station El Ghadir
VI Emissaire d’Antélias (Liban)
VII Synthèse des campagnes d’échantillonnages et autres analyses
VII.1 Campagnes d’échantillonnages
VII.2 Paramètres globaux suivis
VII.2.1 MES
VII.2.2 COD
VII.2.3 COP
VII.2.4 Paramètres suivis par le SIAAP
CONCLUSION
