Biodisponibilité de médicaments dans les boues biologiques : cas des anticancéreux et molécules associées – BioMedBoue

Des molécules anticancéreuses sont régulièrement retrouvées dans le milieu aqueux à des concentrations selon la nature du polluant variant entre 0,1 et 5 µg/l. Ces molécules sont excrétées par les patients et rejoignent les stations d?épuration via les effluents hospitaliers et les eaux résiduaires urbaines. La plupart d?entre elles traversent les stations d?épuration qui ne sont pas dimensionnées pour les éliminer et se retrouvent dans l?environnement hydrique. Or ces molécules sont potentiellement toxiques pour l?environnement car elles appartiennent à la classe des «CMR» (cancérogènes, mutagènes et toxiques pour la reproduction) ; elles sont de plus très persistantes dans l?environnement car très peu biodégradables. Des procédés d?élimination de ces molécules ont été étudiés comme le traitement des effluents par des bioréacteurs à membranes qui permet un abattement important des molécules anticancéreuses dans la phase liquide (jusqu?à 70%, Projet ANR blanc ToxeauBam). Cependant, les mécanismes d?élimination (biodégradation ou adsorption sur les boues) sont encore mal connus et très peu étudiés dans la littérature. Or une adsorption éventuelle de ces composés sur les boues influence non seulement la biodisponibilité de ces polluants pour la dégradation biologique mais constitue aussi une voie supplémentaire de pollution de l?environnement si les boues sont épandues. La connaissance des mécanismes régissant la disparition de ces molécules de la phase aqueuse est donc essentielle pour améliorer les performances des procédés d?élimination et pour caractériser l?impact de ces polluants sur l?environnement. Les enjeux concernent la préservation de l?environnement et de la ressource en eau préconisée par la Directive Cadre sur l'Eau (DCE 2000/60/CE) et reprise sur le plan national par le Grenelle de l?Environnement. Le projet Jeune Chercheur BioMedBoue propose de caractériser la biodisponibilité de molécules anticancéreuses en déterminant d?une part leurs propriétés d?adsorption sur les boues et d?autre part leurs cinétiques de biodégradation. Une des originalités de cette étude est de caractériser l?adsorption des molécules sur la phase particulaire des boues mais aussi sur la phase colloïdale susceptibles d?adsorber ces molécules mais qui n?est pourtant pas prise en compte dans la littérature. Ainsi 5 molécules cibles seront retenues (la cyclophosphamide et deux de ses métabolites la moutarde phosphoramide et la moutarde nor-azotée ; le 5-fluorouracile et le tamoxifène). Les principales étapes du porjet BioMedBoue seront : ? De développer des méthodes d?extraction?quantification des molécules anticancéreuses ciblées dans les différentes fractions des boues (aqueuse, colloïdale et particulaire) ? De caractériser les propriétés physico-chimiques des boues et de leurs différentes fractions ? De déterminer les constantes d?équilibre caractéristiques de l?adsorption des molécules anticancéreuses ciblées sur les fractions particulaires et colloïdale pour différents types de boues (boues activées d?âge et de provenance différents, boues acclimatées au polluant ou non,?) ? De déterminer les constantes cinétiques de biodégradation des ces mêmes molécules et pour les mêmes boues. ? D?établir un modèle mathématique prévisionnel des propriétés d?adsorption en fonction des propriétés physico-chimiques des boues et de celles des molécules ciblées ? D?établir un modèle prévisionnel d?élimination et de répartition des molécules anticancéreuses dans les procédés biologiques (couplage des cinétiques de biodégradation et des constantes d?adsorption des molécules) ? D?établir une méthodologie de détermination des facteurs d?impacts des molécules anticancéreuses dans l?environnement en lien avec leur biodisponibilité.