Formation et toxicité de sous-produits azotés émergents lors de la désinfection d’effluents urbains traités par voie biologique en vue de leur réutilisation

Résumé : La désinfection des effluents urbains en vue de leur réutilisation peut conduire à la formation de concentrations importantes en sous-produits organoazotés (N-SPDs). La monochloramine (NH2Cl) est utilisée comme désinfectant en amont des unités d’osmose inverse dans les usines de retraitement des effluents urbains afin d’éviter la formation de biofilm. La monochloramine peut cependant être une source supplémentaire d’azote et produire des N-SPDs tels que la NDMA, les haloacétamides (HAMs) ou les haloacétonitriles (HANs). Ces N-SPDs possèdent en général des niveaux de toxicité plus élevés que les autres sous-produits de désinfection (i.e., Trihalomethanes-THMs, Acides haloacétiques-HAAs). Une grande partie de l’eau utilisée dans les régions arides est produite par dessalement d’eaux de mer ou d’eaux saumâtres qui contiennent des quantités importantes en ions bromure et iodure. Des niveaux élevés en composés azotés, associés à des teneurs importantes en ions bromure et iodure sont susceptibles de produire des SPDs bromés et iodés, plus toxiques que leurs analogues chlorés (Plewa et al., 2008). Le but de cette étude est de déterminer les mécanismes de formation et la toxicité de SPDs lors de la désinfection d’effluents urbains secondaires prélevés au niveau de la station d’épuration de Jeddah (Arabie Saoudite). Les SPDs ciblés sont les N-SPDs (en particulier les HAMs), bromo-SPDs et iodo-SPDs, identifiés par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem (GC-MS-MS) et la spectrométrie de masse par torche à plasma (GC-ICP-MS). Les THMs, HAAs, HANs, HAMs et haloacétaldéhydes ont été quantifiés par analyse en GC-ECD et GC-MS après extraction liquide-liquide au MTBE ou à l’acétate d’éthyle (méthodes EPA 551 et 552). Des résines macroporeuses XAD8 et XAD4 en tandem ont été utilisées pour extraire la matière organique de ces effluents (EfOM) avant et après chloramination (DOC = 4.68 mg C/L, 14.2 mg Cl2/L pendant 72h). Après élution à l’acétonitrile et lyophilisation, les extraits solides d’EfOM sont soumis aux tests de cytotoxicité chronique et de génotoxicité aigue sur cellules CHO (ovaires de hamster chinois) (Plewa et Wagner, 2009). L’EfOM extraite sur résine XAD8 est plus cytotoxique et génotoxiques que la fraction extraite sur résine XAD4. Après chloramination, les extraits sont 3,5 fois plus cytotoxiques et 4,7 fois plus génotoxiques (fraction XAD8) que ceux issus d’un effluent non chloraminé. De nombreux SPDs ont été identifiés par GC-MS dans les extraits d’EfOM chloraminés (resolubilisés dans l’acétate d’éthyle), en particulier les espèces bromées des haloacétaldehydes et haloacétamides. Certains SPDs non identifiés contiennent des atomes de brome et d’iode (détectés par GC-ICP-MS). Des expériences réalisées en présence de monochloramine marquée (15NH2Cl) montrent que l’azote incorporé dans les HANs et les HAMs provient à la fois de NH2Cl (60%) et de l’azote organique (40%). Des expériences de chloramination ont également été réalisées avec les fractions d’EfOM isolées des effluents non chloraminés afin d’étudier les conditions de formation des SPDs (i.e., cinétique de formation, influence du pH et de la concentration en ions bromure). Les cinétiques de formation déterminées pour la dichloroacétamide (DCAcAm) montrent des différences notables avec celles observées avec des matières organiques naturelles extraites d’eau de surface (i.e., Rivière Suwannee NOM), résultats suggérant la présence de précurseurs azotés spécifiques dans l’EfOM.
Type de document :
Communication dans un congrès
21ème Colloque Journées Information Eaux, Nov 2014, Poitiers, France
Liste complète des métadonnées

https://hal-enpc.archives-ouvertes.fr/hal-01211757
Contributeur : Julien Le Roux <>
Soumis le : lundi 5 octobre 2015 - 16:47:22
Dernière modification le : jeudi 18 janvier 2018 - 11:04:03

Identifiants

  • HAL Id : hal-01211757, version 1

Citation

Julien Le Roux, Jean-Philippe Croué, Benito J. Mariñas, Michael J. Plewa. Formation et toxicité de sous-produits azotés émergents lors de la désinfection d’effluents urbains traités par voie biologique en vue de leur réutilisation. 21ème Colloque Journées Information Eaux, Nov 2014, Poitiers, France. 〈hal-01211757〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

176