Les technologies avancées de traitement des eaux usées sont largement utilisées pour éliminer les polluants et les agents pathogènes avant que l’eau traitée ne soit rejetée ou réutilisée. Cependant, une nouvelle étude suggère que certains de ces processus peuvent également créer un risque environnemental négligé.
Les chercheurs ont découvert que l’irradiation ultraviolette et l’ozonation, bien qu’efficaces pour réduire plusieurs types d’activités perturbatrices endocriniennes, augmentaient l’activité anti-androgène dans les eaux usées traitées à des niveaux supérieurs à un seuil de risque basé sur les effets.
L’étude, publiée dans Nexus énergie et environnementa évalué les eaux usées d’une usine de traitement à Tianjin, en Chine, ainsi que deux systèmes de traitement avancés à l’échelle pilote. Les chercheurs ont examiné comment les différentes étapes du traitement affectaient l’activité biologique associée à trois récepteurs hormonaux importants : le récepteur des œstrogènes, le récepteur des androgènes et le récepteur thyroïdien.
Un traitement avancé ne doit pas être évalué uniquement en fonction de son efficacité à éliminer les polluants connus. Nous devons également comprendre si le processus de traitement produit de nouveaux composés dont les effets biologiques n’étaient pas présents ou étaient moins prononcés avant le traitement. »
Mei Ma, auteur correspondant, Centre de recherche pour les sciences éco-environnementales, Académie chinoise des sciences
De nombreuses technologies de traitement avancées fonctionnent en transformant les contaminants organiques. L’ozone, par exemple, est un puissant oxydant capable de décomposer un large éventail de micropolluants, tandis que le traitement aux ultraviolets est couramment utilisé pour inactiver les micro-organismes. Pourtant, ces réactions ne minéralisent pas toujours complètement les contaminants. Au lieu de cela, ils peuvent générer des produits de transformation ayant des propriétés biologiques différentes de celles des produits chimiques d’origine.
Pour capturer ces effets, les chercheurs ont utilisé des tests biologiques à base de levure contenant des gènes de récepteurs nucléaires humains. Plutôt que de mesurer uniquement des produits chimiques individuels, cette approche détecte l’activité biologique combinée de mélanges complexes dans les eaux usées.
Le processus de traitement conventionnel anaérobie-anoxique-oxique, ou A2O, a éliminé une grande partie de l’activité perturbatrice endocrinienne. L’activité des récepteurs d’œstrogènes a diminué considérablement et l’activité œstrogénique est tombée en dessous de la limite de détection après sédimentation secondaire. Les traitements ultérieurs par UV et par ozonation se sont également révélés efficaces pour contrôler les effets des récepteurs des œstrogènes et des récepteurs thyroïdiens.
Les résultats des récepteurs aux androgènes ont cependant montré une tendance différente. Aucune activité androgène n’a été détectée, mais une activité anti-androgène a été observée dans tout le système de traitement. Elle est passée de 156,6 μg/L dans les affluents des eaux usées à 12,4 μg/L après traitement A2O, avant d’augmenter à nouveau après traitement UV et ozonation.
Les chercheurs ont dérivé une valeur de déclenchement basée sur l’effet de 7,97 µg d’équivalents flutamide par litre pour l’activité anti-androgène. L’activité mesurée après traitement UV dépassait cette référence, indiquant un risque écologique potentiellement important.
Les auteurs suggèrent que les produits de transformation générés lors de l’oxydation pourraient contribuer à l’augmentation des effets antiandrogènes, bien que les produits chimiques spécifiques responsables n’aient pas encore été identifiés. Les données de référence limitées pour de nombreux produits de transformation rendent difficile le lien entre les composés individuels et leurs effets toxicologiques.
L’étude a également révélé que l’ozonation et le traitement au charbon actif biologique réduisaient efficacement l’activité antagoniste des récepteurs thyroïdiens, tandis que la coagulation provoquait une légère augmentation de cette activité.
Les résultats montrent qu’un traitement avancé des eaux usées peut simultanément éliminer certains risques biologiques tout en en augmentant d’autres. Les chercheurs recommandent donc d’évaluer les performances du traitement sur plusieurs critères toxicologiques plutôt que de se fier uniquement aux concentrations de polluants connus.
« La surveillance basée sur les effets peut révéler des risques que l’analyse chimique conventionnelle pourrait négliger », a déclaré Ma. « Ces informations peuvent aider les installations de traitement des eaux usées à optimiser les processus avancés tout en minimisant les effets biologiques involontaires. »
L’étude souligne qu’une réutilisation plus sûre de l’eau nécessitera un équilibre entre l’efficacité de l’élimination des polluants et une évaluation minutieuse des produits de transformation et de leurs effets biologiques combinés.
