De nombreux micropolluants émergents (ex. produits de soins corporels, antibiotiques, perturbateurs endocriniens) sont présents dans les eaux urbaines mais leur comportement et leurs transformations dans les stations de traitement des eaux usées et dans l’environnement sont peu connus. Les méthodes actuelles pour l’analyse non-ciblée des micropolluants organiques par spectrométrie de masse haute résolution (HRMS) sont longues et complexes. Ce projet de 4 ans vise à développer une approche exhaustive pour traquer les polluants organiques dans les eaux urbaines par HRMS, en (1) développant un protocole complet et innovant d’extraction et d’analyse de composés polaires et non-polaires dans les eaux urbaines ; (2) développant des méthodes de traitement de données et des indices globaux dérivés d’empreintes HRMS ; et (3) appliquant des méthodes chimiométriques/omiques pour l’analyse et la comparaison d’eaux usées urbaines en parallèle d’analyses de toxicité, avec un focus sur les molécules polaires.
La réalisation de ces objectifs permettra des avancées dans les méthodes de détection des micropolluants organiques par les méthodes d’analyse non-ciblées en HRMS. Ceci permettra l’identification de nouvelles classes de composés chimiques, de métabolites et de sous-produits de dégradation, et la catégorisation des produits selon plusieurs indices (ex. formule moléculaire, hydrophilicité/polarité, type de mécanisme de dégradation). Développer des indices spécifiques pour la caractérisation de familles de composés aidera à obtenir des résultats plus rapides à partir de données acquises en HRMS, sans diminuer la précision des informations disponibles dans de telles données. L’originalité du projet WaterOmics réside dans cette approche globale, en évitant les étapes longues et complexes liées à l’identification des structures moléculaires des composés inconnus détectés.
Cette approche sera testée à travers l’évaluation des performances de procédés avancés d’élimination de micropolluants organiques dans les filières de traitement d’eaux usées. La transformation des micropolluants lors des procédés d’oxydation (ozonation, photolyse UV, chloration, peracides) sera d’abord étudiée à l’échelle pilote ou du laboratoire. La performance de stations d’épuration importantes de la région Parisienne (dont la plus grande station d’Europe) sera également évaluée en utilisant cette approche. Les résultats fourniront des stratégies de remédiation pour limiter l’impact des micropolluants organiques sur l’environnement. Un important programme de collecte d’échantillons dans les eaux usées, les rejets urbains et l’environnement sera déployé en collaboration avec un partenaire opérationnel de l’assainissement (SIAAP). Un suivi à long terme de l’impact de rejets urbains dans l’environnement sera effectué, et les empreintes HRMS de multiples eaux urbaines (eaux usées, eaux de ruissellement, eaux de surface…) seront collectées dans une base de données. La validation des méthodes et indices développés et leur robustesse sera essentielle par l’analyse de ces matrices urbaines très diverses. Les relations entre les types d’eau urbaine, les classes de contaminants présentes dans ces eaux et la toxicité des échantillons seront établies afin d’obtenir une vue globale de l’exposome lié à ces échantillons.
Ce projet fournira des outils innovants pour caractériser et suivre le comportement des composés organiques dans les eaux urbaines, ce qui bénéficiera à tous les acteurs de l’eau, chercheurs, opérationnels et industriels du traitement de l’eau.
Ce projet est associé à l’Observatoire des Polluants URbains (OPUR).