Memoire Online - Evaluation des risques sanitaires et écotoxicologiques liés aux effluents hospitaliers

Depuis les années 1980, la présence de traces de médicaments dans les effluents des STEP et dans les eaux naturelles a été identifiée. Ces molécules sont considérées comme des micropolluants pour l'environnement parce qu'elles ont été développées dans l'intention de produire un effet biologique sur l'organisme (HALLING-SORENSEN et ai, 1998). Le devenir des médicaments dans les milieux naturels suscite alors une attention particulière au sein de la communauté scientifique.

En effet, les médicaments administrés aux humains et aux animaux domestiques (antibiotiques, hormones, antalgiques, tranquillisants et radioéléments) ont été mesurés dans les eaux de surface, dans les eaux souterraines, et dans l'eau potable (MONTAGUE, 1998). Des études réalisées en Angleterre révèlent la présence de médicaments à des concentrations supérieures à 1 ktg/L dans les écosystèmes aquatiques (WAGGOT, 1981; WATTS et al., 1983; RICHARDSON et BOWRON, 1985).

Les antalgiques ibuprofen et naproxen ont été identifiés dans les effluents urbains à Vancouver (ROGERS et al, 1986). Des traces d'acide clofibrique ont été trouvées dans les effluents d'une STEP aux Etats-Unis (GARRISSON et ai, 1976; HIGNITE et AZARNOFF, 1977). Une masse de 28.7 kg/j pour l'acide salicyclique et 2.9 kg/j pour l'acide clofibrique ont été trouvées dans les effluents de la STEP de Kansas City (HIGNITE et AZARNOFF, 1977).

TERNES (1998), en travaillant sur l'occurrence de 32 médicaments dans les effluents d'un système d'assainissement, a pu observer que 80% des substances sélectionnées étaient à une concentration maximale de 6.3 ktg/L dans les eaux traitées par la STEP. L'acide clofibrique, le principal métabolite de trois agents régulateurs de lipide (étofibrate, étofyllinclofibrate et clofibrate) a été trouvé dans les eaux traitées d'une STEP aux Etats Unis à des concentrations comprises entre 0.1 à 1 ktg/L (HIGNITE et AZARNOFF, 1977). WAGGOT (1981) a trouvé ce métabolite dans la rivière Lee (Angleterre) à une concentration maximale de 0.0114/L. En Espagne, il a été détecté dans les eaux souterraines (TERNES, 1998). En Allemagne, ce métabolite a été trouvé dans l'eau du robinet à une concentration maximale de 0.27 ktg/L (HEBERER et STAN, 1996).

Comme c'est le cas pour tous les autres xénobiotiques, les médicaments dans les écosystèmes aquatiques peuvent adopter, en terme de devenir, l'un des 3 trois principaux états possibles : être (i) une substance totalement oxydée et de ce fait aboutie au dioxyde de carbone et à l'eau (HALLINGSORENSEN et ai, 1998), l'aspirine et presque tous les analgésiques par exemple (RICHARDSON et BOWRON, 1985). Cet état peut être assimilé à l'écocompatibilité de la substance (NAVARRO et ai, 1994). (ii) la substance est lipophile, difficilement dégradable, mais une partie de la substance est adsorbée par les boues de la STEP (HALLING-SORENSEN et ai, 1998). C'est le cas de l'Oxytretracycline, un antibiotique, détecté dans les sédiments à des concentrations variant de 0,1 à 4,9 mg/kg de matières sèches (JACOBSEN et BERGLIND, 1988). (iii) Sous l'action de la métabolisation, la substance donne

naissance à des métabolites ayant une structure hydrophile différente de celle des molécules mères (lipophiles), cependant les 2 molécules mères et filles sont rémanentes et passent au travers des mécanismes épuratoires de la STEP pour se retrouver finalement dans les milieux récepteurs, ce qui peut donner naissance à un risque pour les organismes aquatiques au cas où les métabolites sont actifs (HALLING-SORENSEN et ai, 1998). Le fameux exemple de cet état est Clofibrate et son métabolite l'acide clofibrique (HIGNITE et AZARNOFF, 1977 ; RICHARDSON et BOWRON, 1985).

La figure 2 illustre le circuit suivi par les médicaments utilisés dans la médecine humaine et vétérinaire, pour se retrouver finalement dans l'eau du robinet (DIAz-CRuz et al, 2003).

Médecine humaine		Médecine vétérinaire

Figure 2 : Circuit de contamination des écosystèmes aquatiques par les médicaments
utilisés dans la médecine humaine et vétérinaire (DIAZ-CRUZ et ai., 2003).

Lorsqu'un médicament est administré à un homme où à un animal, 50% à 90% de sa structure chimique de base est excrétée sans aucun changement. Le reste est excrété sous forme de métabolites, c'est-à-dire des sous produits chimiques résultant de l'interaction du corps humain ou animal avec le médicament (MONTAGUE, 1998). Le taux d'excrétion de médicaments partiellement métabolisés varie avec la constitution physique des patients, la posologie et le mode d'administration (KümmERER et al, 1997). HALLING-SORENSEN (1998) avancent que 30% des médicaments produits entre 1992 et 1995 sont lipophiles. Ce caractère leur confère la capacité de passer à travers les membranes cellulaires et agir ainsi à l'intérieur de la cellule. Par ailleurs, il permet également aux médicaments excrétés et rejetés dans le milieu naturel de pénétrer dans la chaîne alimentaire (MONTAGUE, 1998).

TERNES (1998) et STUMPF et al (1999) considèrent que les résidus médicamenteux (médicaments partiellement métabolisés et leur métabolite) qui ne sont pas stabilisés par la STEP entrent directement dans les écosystèmes aquatiques. Toutefois, TERNES (1998) souligne qu'il y a un manque d'informations d'une part sur le comportement des résidus médicamenteux dans les STEP et, d'autre part sur la contamination du milieu naturel par les différents médicaments utilisés dans le domaine médical.

La deuxième hypothèse, sur la provenance de l'écotoxicité des effluents des établissements de santé, met en corrélation la toxicité des rejets liquides hospitaliers avec la présence des micropolluants que sont les médicaments dans l'eau. Parmi les différents médicaments qui ont fait l'objet d'études écotoxicologiques, nous avons retenu dans le cadre de cette étude, trois grands groupes : les hormones sexuelles qui sont des pertubateurs endocriniens, les antibiotiques parce qu'ils contribuent au développement de la multirésistance des bactéries, et les antitumoraux ou agents cytostatiques pour leur génotoxicité.

Evaluation des risques sanitaires et écotoxicologiques liés aux effluents hospitaliers

111.5. Impacts des rejets médicamenteux sur les écosystèmes aquatiques