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Chromatographie liquide à haute résolution (LC-TOF) pour l’identification de polluants organiques émergents. © BRGM - Cyril Bruneau

Eaux souterraines : quel comportement et quelle quantification des polluants émergents?

08.09.2015
Certains produits de consommation courante peuvent entraîner une contamination chimique ou biologique des eaux souterraines. Quels processus régissent le comportement de ces substances dans l’environnement ? Sommes-nous capables de les quantifier?

Cosmétiques, lessives, pesticides, molécules pharmaceutiques, métaux lourds, nanoparticules, explosifs (tel le perchlorate) et autres produits industriels, agricoles ou de consommation : tous sont susceptibles d’atteindre l’environnement. Les processus  (bio)géochimiques dans le milieu naturel peuvent les transformer et impacter leurs mobilités et toxicité. Quel est le devenir de ces polluants dits "émergents " dans les eaux souterraines ? Comment identifier et quantifier  ces substances dans le milieu naturel ? Quels  sont les enjeux économiques et sociétaux ? Pour le savoir, le BRGM étudie l’occurrence de certaines de ces substances à l’échelle nationale, développe des  outils analytiques de pointe et caractérise les processus (bio)géochimiques qui régissent leur comportement dans l’environnement. La pression globale sur les ressources en eau, notamment les eaux souterraines, destinées à la consommation en eau  potable ou pour les besoins agricoles et industriels ne cesse en effet d’augmenter.

Des eaux souterraines contaminées chimiquement et biologiquement

Ces ressources sont également de plus en plus menacées  par  des  contaminations chimiques et biologiques et l’émergence de nouveaux polluants. En raison de l’efficacité variable du traitement des eaux usées, beaucoup de ces polluants atteignent l’environnement et l’Homme. Leur présence dans les eaux souterraines, ainsi que  leur toxicité à fortes doses ont été démontrées.

Prélèvement d'eau souterraine pour la mesure de polluants émergents. © BRGM - Frédérick Gal

En revanche, on connaît assez peu leur  effet  sur la santé humaine lors d’expositions chroniques à faibles doses sur le long terme, ainsi que sur la réelle occurrence à l’échelle nationale et européenne.

En Europe certes, l’évaluation  de  l’état  chimique des masses d’eau  souterraine est  définie par  des  directives, qui  édictent des  normes de  qualité environnementale  pour des  substances prioritaires et certains autres polluants, mais de nombreux composés sont toujours non réglementés. Pourquoi cette lacune ? Peu de polluants émergents sont analysés dans des laboratoires de routine, du fait de la complexité analytique et de la non-réglementation de ces substances.

Mieux identifier et mesurer les substances émergentes

Le BRGM mène donc des travaux sur les substances émergentes. Sont ainsi développés, au sein  des directions des "laboratoires" et "D3E" : des  outils analytiques pour mieux identifier et  améliorer la mesure de  certaines substances ; des  travaux pour contraindre les processus biologiques et physico-chimiques qui régissent leur comportement dans l’environnement et pour définir leur présence dans les eaux souterraines en France.

Le BRGM est  notamment  impliqué dans des  projets européens (comme NANOHETER et  NanoRem), avec pour objectifs de  mieux appréhender le  comportement des  nanoparticules dans l’environnement, ainsi que les interactions avec  les autres composés naturels ou  anthropiques. Un  screening à  l’échelle  nationale de  411 contaminants émergents, sur  494  sites en  eau souterraine, a aussi été réalisé dans un but de nomenclature dans les réglementations européennes. Quelques résultats chocs : 180 substances ont pu être identifiées en  même temps sur  un seul site  par  exemple ! Elles comprennent des  produits pharmaceutiques ou industriels, des pesticides ou leurs dérivés… Les chercheurs y ont trouvé à la fois des  substances réglementées et des composés émergents non réglementés comme le paracétamol, la carbamazépine, des perfluorés, des dioxines, du bisphénol A… et ce dans plus de 10 % des cas.

LC-Tof, chromatographe en phase liquide couplé à un spectromètre de masse haute résolution, dont l'objectif est la recherche de composés non connus. © BRGM - Philippe Negrel

Ces résultats devraient aider les gestionnaires des ressources en  eau  et les régulateurs à mieux contrôler une nouvelle forme de pollution. Les nouvelles approches de screening environnemental développées au BRGM, par l’acquisition d’équipement analytique novateur (LC-TOF), nous permettront d’aller  plus loin  encore dans cette identification de nouveaux composés, potentiellement polluants pour notre environnement.

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34