Dégradation de médicaments dans l’eau par un procédé d’oxydation avancée photochimique / Marion Martignac ; directeur de thèse, Florence Benoit-Marquié

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Eau -- Épuration

Pollution médicamenteuse

Photochimie

Benoît-Marquié, Florence (19..-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Université Toulouse 3 Paul Sabatier (1969-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Résumé / Abstract : Les eaux résiduaires urbaines contiennent de nombreux composés chimiques organiques regroupés sous le terme de xénobiotiques. Parmi eux, de nombreux médicaments ont pu être mesurés dans les eaux de différentes origines à des concentrations allant du ng L-1 au µg L-1. Ils proviennent des rejets des industries chimiques et pharmaceutiques ainsi que de ceux des établissements de soins, des eaux usées collectées par les égouts mais aussi des rejets d'élevages industriels. Les stations d'épuration actuelles n'ont pas été conçues pour traiter ce type de polluants ce qui explique qu'ils se retrouvent dans les milieux récepteurs. Les impacts que ces résidus médicamenteux peuvent avoir sur la santé humaine sont encore mal connus mais leurs conséquences même à très faible concentration (de l'ordre du ng L-1) sur le comportement et la biologie de la faune piscicole (féminisation des mâles) sont déjà avérées. Des Procédés dits d'Oxydation Avancée (POA) ont été développés pour le traitement de ces eaux usées. Parmi les POA, ceux basés sur la production photochimique de radicaux hydroxyle se sont révélés efficaces sur de nombreux polluants organiques. Ces radicaux attaquent non sélectivement les composés organiques et conduisent à leur oxydation qui peut aller jusqu'à leur minéralisation complète. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés aux études cinétiques et mécanistiques de dégradations de différents médicaments (le paracétamol, la carbamazépine, des pénicillines, le bortezomib et le 5-fluorouracile) par un POA photochimique et pour cela nous avons utilisé diverses méthodes analytiques (chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse, résonance magnétique nucléaire...). Le réacteur photochimique utilisé est une version à l’échelle laboratoire d'un réacteur pilote industriel Loïlyse®, les résultats obtenus vont permettre de valider un domaine d’utilisation plus large pour ce réacteur.

Résumé / Abstract : Several pharmaceutical compounds have been found in surface waters (sea, rivers…), ground waters and drinking water at low concentrations (ng L-1). These compounds are from human and veterinary origin, as the consumption of the administrated drugs results in their excretion, into both urine and faeces, either unaltered as the parent compounds or as metabolites. Contamination may also originate from manufacturing wastes. The Sewage Treatment Plant (STP) is currently not designed for the removal of these compounds at trace level. Oxidation processes could be a solution for the degradation and removal of these pollutants. Advanced oxidation processes (AOPs) using catalytic and photochemical methods have led to an improvement in oxidative degradation procedures for organic compounds. AOPs comprise a range of strategies for water treatment to achieve complete mineralization of organic pollutants. Oxidation of organic pollutants by the combination of UV radiation and oxidants (ozone, H2O2…) implies in most cases generation of hydroxyl radicals. These radicals are one of the most reactive and non selective oxidizing species. Besides the generation of hydroxyl radicals, organic free radicals are produced and their trapping by molecular oxygen initiates the chain of oxidative degradation. We investigated the removal of different pharmaceuticals (paracetamol, carbamazepine, penicillin, bortezomib and 5-fluorouracil) by a photochemical advanced oxidation process. We used several analytic methods like liquid chromatography coupled with mass spectrometry in order to follow the kinetic and the mechanism of degradation. Experiments were performed in annular photochemical reactor lab version of a reactor at pilot scale Loïlyse®, the obtained results validated the application domain.