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Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. Liaison avec les questions de toxicité et
d’écotoxicitéMathieu Cladière
24 ème journée scientifique de l’environnement
Les rejets des mégapolesMégapole ParisienneActivités industrielles Activités domestiques
Eaux usées Eaux usées
Station d ’épuration
Milieu récepteur : la Seine
Les perturbateurs endocriniens
Perturbateurs
endocriniensactivités
thyroïdiennes
ignifuges bromés (PBDE) ; mercure ; triclosan ;
perfluorés (PFC)
activités œstrogéniques
phtalates ; cadmium ; parabènes ; bisphénol A ;
alkylphénols
Composés toxiquesPerturbations concentrations < 1 µg.L-1
3Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. 14/02/2013
BPA : Médiatisation importante biberons en plastique
APs : Composés importants dans la perturbation endocrinienne
Alkylphénols (APs) et bisphénol A (BPA) œstrogènes
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Enjeu environnemental des APs et BPA
Perturbations retrouvées sur les organismesDifformités (branchies, foie, reins) : barbu rosé (Battcharaya et al. 2008)Impact sur la reproduction : souris mâle (El-Dakdoki et Helal 2007)Développement embryonnaire : Daphnia magna (Zhang et al. 2002)
Barbus rosé Daphnia magna
(Marcial et al. 2003 ; Fernet et al. 2003 et Jugan et al. 2009)
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Bisphénol A (BPA)
Utilisations : plastiques polycarbonates, résines époxydes, PVC, papiers
Plastiques polycarbonates Résines époxydes
Plus d’une centaine de domaines d’application
Consommation mondiale : 3 000 000 tonnes en 2005
CH3 CH3
OH OH
(Vendenberg et al. 2007)Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. 14/02/2013
Alkylphénols (APs)Para-nonylphénol (4-NP)
≈
80 % du marché mondial
H19C9 OH
H9C9 (O-CH2-CH2)n-OH
nonylphénol polyéthoxylés (NPnEO ; n = 1 - 50)
Tensioactifs non ioniques détergents, agents mouillants
Consommation mondiale : 500 000 tonnes en 2000
Consommation en Europe (règlementation, substituants)
(Ying et al. 2002)
4-NP : substance prioritaire dangereuse DCE NQE : 300 ng.l-1
6Colloque PIREN 2013 : Simulation du devenir des alkylphénols dans la Seine14/02/2013
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Biodégradation des NPnEO
Non-oxydative Oxydative
D’après Giger et al. 2009
H19C9
O(CH2-CH2-O)n OH
OO OH
H19C9NP2EO
NPnEO
OOH
H19C9NP1EO
Oxydation de la chaîne éthoxylée
NPnEC
NP2EC
O COOH
H19C9NP1EC
OH
H19C9
4-NP
OO COOH
H19C9
H19C9
O(CH2-CH2-O)n-1 COOH
Dégradation finale, Volatilisation
Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. 14/02/2013
NPEO
Problématique
Quel est la contamination du bassin de la Seine par les alkylphénols et le bisphénol A et l’impact de la mégapole ?
Les NPnEO et le BPA sont utilisés depuis 1960Probablement émis vers le milieu depuis plusieurs décennies
Le 4-NP et le BPA sont des perturbateurs endocriniens
Méthodologie1. Détermination de l’imprégnation du bassin de la Seine
2. Détermination des sources urbaines actuelles et leur impact sur la Seine
3. Poids de l’agglomération parisienne dans les flux exportés en Seine
8Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. 14/02/2013
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Matériels et méthodes
Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. 14/02/2013
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Etude de l’imprégnation du milieu
1
2
3
4
5
6
78 9
1011
12
Retombées atmosphériques•Périodes de 14 jours• Préleveurs aluminium 5 L
Sols• Urbain dense, résid. et forêt
Lognes
Fontainebleau
Paris
Tête de bassin (Orgeval)• 3 campagnes hors période agricole • 1 durant la période agricole
Endocrinair
Orgeval
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
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Source de la mégapole parisienne
SAM Seine Amont 387 000 m3.j-1MAV Marne Aval 36 000 m3.j-1SEC Seine Centre 243 000 m3.j-1SAV Seine Aval 1 666 000 m3.j-1SEG Seine Grésillons 82 000 m3.j-1
Rejets de Station d’épuration
Surverses unitaires (SUTP)Déversoir d’orage des réseaux unitaires (Paris + petite couronne)
Eaux des exut. pluviaux (EEP) Exutoires des réseaux séparatifs (grande couronne)
Clichy (SUTP)
Sucy-en-Brie (EEP)
SAV
SEC
SAM
SEG
MAV
Clichy le 14/07/2010 (source SIAAP)
Collecteur Sucy-en-Brie (source INOGEV)
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5 plus grandes STEP de l’agglomération parisienne (70% des eaux usée traitées)
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Impact de la mégapole sur la Seine
3 stations en Seine situées en amont et en aval de la mégapole parisienne
Suivi annuel de la Seine
MarnayBougivalMeulan
Bougival
Meulan
Marnay
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Protocole analytiqueEchantillon liquide
FiltrationGF/D (2,7 µm) et GF/F (0,45 µm)
OASIS HLB (200 mg/6 ml)Extraction (SPE)
Particulaire + solDissoute
ExtractionMicro-onde : Multiwave 3000
LyophilisationAlpha 1-2 LDplus
UPLC-MS-MS
PurificationOASIS HLB (200 mg/6 ml)
(Gilbert 2011)
4-NP ; NPEO ; NP1 EC
BPA
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Résultats et discussions
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Imprégnation du bassin de la Seine
Ret._Atm. Orgeval Sols
50100150200250300
Ret._Atm. Orgeval Sols0
50100150200250300
Ret._Atm. Orgeval Sols
100
200
300
400
Ret._Atm. Orgeval Sols0
50100150200250300
BPA 4-NP
NP1 ECNPEO
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
ou
ng.g
-1)
Ubiquité des APs et BPA dans le bassin de la Seine
BPA : Forte variabilité dans Ret. Atm. et faibles contaminations Orgeval et sols
4-NP : Contamination non négligeable et généralisée de toutes les matrices
Forte influence des activités agricoles
NQE
Pas d’influence du mode d’occupation du sol
15Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. 14/02/2013
Imprégnation du bassin de la Seine
Ret._Atm. Orgeval Sols
50100150200250300
Ret._Atm. Orgeval Sols0
50100150200250300
Ret._Atm. Orgeval Sols
100
200
300
400
Ret._Atm. Orgeval Sols0
50100150200250300
BPA 4-NP
NP1 ECNPEO
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
ou
ng.g
-1)
Ubiquité des APs et BPA dans le bassin de la Seine
NPEO : Contamination non négligeable et généralisée à l’image du 4-NP
NP1 EC : Faible contamination faible dispersion du NP1EC
NQE
16Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. 14/02/2013
STEP SUTP EEP0
500
1000
1500
2000
STEP SUTP EEP0
500
1000
1500
2000
STEP SUTP EEP0
500
1000
1500
2000
STEP SUTP EEP0
500
1000
1500
2000
Majorité des composésSUTP > EEP > STEP
Absence de traitementProcessus réseau
Comp. particulier NP1 ECSUTP ≈
EEP < STEPTraitement biologique
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Sources de la mégapole parisienneC
once
ntra
tion
(ng.
L-1 )
BPA 4-NP
NPEO NP1 EC
Niveaux concentrationsSTEP ≈
milieu4-NP, NPEO
STEP = Station d’épurationSUTP = Surverses Unitaires de Temps de PluieEEP = Eaux des Exutoires Pluviaux
NQE-MA
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0
50
100
150
200
250
300
Marnay Bougival Meulan
0
50
100
150
200
250
300
Marnay Bougival Meulan
0
50
100
150
200
250
300
Marnay Bougival Meulan
0
50
100
150
200
250
300
Marnay Bougival Meulan
Pas d’influence 4-NP et NPEO
Pas de dépassements des NQE-MA pour 4-NP et 4-t-OP
InfluenceBPA, NP1 EC
Con
cent
ratio
n (n
g.L-
1 )
18
Impact de la mégapole sur la SeineMe = Meulan
BPA 4-NP
NP1 EC
Amont Aval
Ma = Marnay B = Bougival
Paris
Faible dissémination + urbain fort Forte dissémination + urbain faible
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
NPEO
NQE-MA
Composé majoritairement issu de sources urbainesNP1 EC Emissions mégapole ≈ 50 - 75 % flux Seine
Composés peu émis par la zone urbaine = sources diffusesMajorité des composés Emissions mégapole << flux Seine
Emissions mégapole vs. flux SeineFl
ux (k
g.an
-1)
0
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
1 600
BPA 4-NP NPEO NP1 EC
SeineMégapole Parisienne
19
STEP + SUTP + EEP
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Flux RAT ≈
50 % flux SeineForte dispersion du composé par voie atmosphériqueSources diffuses = biodégradation + bassin amont
Flux atmosphériques vs. flux SeineFl
ux (k
g.an
-1)
0
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
1 600
BPA 4-NP NPEO NP1 EC
SeineMégapole parisienneRAT
20
RAT vs. Seine appréhender la dispersion des composés sur la région IDF
Flux RAT << flux SeineFaible dispersion des composés par voie atmosphériqueSources diffuses = biodégradation
Importance de l’ubiquité des APs14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
21
Conclusions
Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. 14/02/2013
22
Conclusions
2. Influence de la mégapole sur la contamination de la Seine :
Pas d’influence de la mégapole 4-NP et NPEO
Influence significative de la mégapole BPA et NP1EC
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
1. Etude du bassin versant
Ubiquité des APs et du BPA au niveau du bassin de la Seine retombées atmosphériques, sols et eaux de surfaces
les organismes vivants sont continuellement soumis à leur présence
« l’effet cocktail »Les APs et BPA ne sont pas les seuls PE (Phtalates, Parabène, Cadmium)
Leurs actions s’additionnent voir se multiplient
3. Flux sources urbaines vs. flux Seine
Sources urbaines faibles devant les flux exportés en Seine• BPA, 4-NP, NP1 EO, NP2 EO, 4-t-OP : Sources urbaines ≈
30 % flux SeineImportance de l’ubiquité des APs et BPA ?
• NP1 EC : Sources urbaines ≈
75 % flux exporté en SeineOrigine majoritairement urbaine
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Conclusions
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
Merci de votre attention
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Conclusions générales
2
1. Détermination des constantes de biodégradation
Approche innovante : Modèle + mesures in-situ
Forte variabilité des constantes de biodégradation à l’échelle annuelle
Influence des conditions biogéochimiques du fleuve
2. Validation du modèle avec les données 2010
Possible de simuler les concentrations des APs sur 1 an
Peut-on simuler les processus impliqués dans le devenir des alkylphénols dans la Seine ?
3. Scénarios horizons 2050 - 2100
Optimisation de Seine Aval compenserait les changements globaux
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
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2 Peut-on simuler les processus impliqués dans le devenir des alkylphénols dans la Seine ?
Détermination des constantes de biodégradation 1. Définir les mécanismes réactionnels du modèle
2. Simulation (ProSe)
Validation du modèle avec les données 20101. Validation des constantes par simulation de la station Meulan
Campagnes de prélèvement spécifiques 1. Suivi d’une masse d’eau en aval de Paris
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Perspectives de modélisation
Continuer investigations sources et compartiments environnementaux
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Perspectives
Modélisation avec ProSeSimuler : amont - PosesPrendre en compte les conditions biogéochimiques de la Seine
Compartiments environnementauxSédiments : puits, stockage et source d’APs et BPA dans les cours d’eau (Fernet et al. 2003) Eaux souterraines : première investigation (Orgeval) niveaux proches de 100 ng.L-1
Sources urbainesRejets industriels directs : 3RSDE
Couplage simulation bassin versant – cours d’eau4-NP : voir l’impact des zones amont du bassin sur la contamination
Tester de nouveaux scénariosScénarios d’occupation des sols
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Perspectives
Perspectives spécifiques aux alkylphénols
Analyse des composés éthoxylés à longue chaîneContinuer l’investigation comparative des alkylphénols éthoxylés à longue chaîne
Renforcement de l’analyse du 4-NP en tête de bassinTester l’imprégnation sur d’autres têtes de bassin Confirmer l’impact des activités agricoles en tête de bassin
4-NP ; NP1 EO ; NP1 EC
NPnEO ; NPnEC
Perspectives spécifiques au bisphénol ASuivi du panache d’un déversoir d’orage (Clichy)
Evaluer l’impact d’un épisode pluvieux sur la SeineModélisation de la biodégradation dans la Seine
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
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Modèle ProSeModèle hydraulique et biogéochimique simulant un axe fluvial la Seine
Processus biochimiques (RIVE) Biodégradation des nonylphénols
Sources urbaines Sources ponctuelles (SAV), sources diffuses
Transport dissous transport advectif, dispersion (méandre, navigation, dispersion turbulente)
Hydraulique équations de Saint Venant (régime transitoire)
(Even 1997)
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
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Biodégradation des nonylphénols
ProSe : Flux diffus de NP1 EO et NP1 EC dans la Seine symbolisant leur dégradation
Hypothèses :• Cinétiques d’ordre 1• K1 ’ = K1• NP1 EO et NP1 EC : pas de volatilisation (Jonkers et al. 2005)
• NP1 EO et NP1 EC : pas d’adsorption sur les particules(Jonkers et al. 2005)
D’après Giger et al. 2009
NPnEO NPnECoxydation
NP1 EO NP1 EC
4-NP
Biodégradation finale ; volatilisation ; adsorption
K1 ’
K2K1
K3
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Campagnes de prélèvement
Point (PK) Juillet Septembre
Maisons- Laffitte (715,4)
10/07 8:40
29/09 8:00
Seine Aval (720,1)
10/07 19:20
29/09 15:30
Conflans (728,2)
11/07 16:30
30/09 7:00
Oise (728,7)
11/07 17:00
30/09 7:30
Poissy (734,9)
12/07 5:40
30/09 19:00
Triel (743,6) - 01/10
18 :50
Temps total 45 h 59 h
Suivi d’une masse d’eau en aval de Paris juillet et septembre 2011
Date et heure de prélèvement déterminées par simulation ProSe
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Variables à caler
Description du module APs dans ProSe
Condition amontDébit ; [C]
SAVDébit ; [C]
OiseDébit ; [C]
Flux diffus Flux diffus Flux diffus
SeineK1 , K1 ’, K2 , K3
Conflans[C]
Poissy[C]
Triel[C]
Paramètres de forçage du modèle
Données de calage du modèle
3214/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
Réutilisation des campagnes mensuelles 201033
Simulation du linéaire de SeineSeptembre 2011
020406080
100120140
710 720 730 740 750PK
Amont Conflans Poissy Triel
NP1 ECJuillet 2011
0
50
100
150
200
710 720 730 740 750Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
PK
NP1 EC
Amont Conflans Poissy
Forte variabilité des constantes de biodégradation et des apports diffusjuillet >> septembre
Nécessité d’une étape de validation de la biodégradation
Constantes (j-1)
K1 = K’1 0,1
K2 3,3
K3 2,5
Constantes (j-1)
K1 = K’1 0,3
K2 0,1
K3 0,15>>>>
<
MesuresProSe
MesuresProSe
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04080
120160200240280320
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
NP1 EC
Mois
Meulan 2010
04080
120160200240280320
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12Mois6
NP1 EC
Constantes juillet Constantes septembre
Simulation annuelle convenable
Bloom algal : données CarboSeine
Simulation annuelle impossible
34
Simulation annuelle : 2010Reconstruction des paramètres de forçage 2010 relation avec Q
Système non perturbé
Validation des constantes de biodégradation de septembre
T1/2 dans la Seine ≈
1 semaine
ProSeMesures
ProSeMesures
Nash = -1,64 Nash = 0,44
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
Scénarios prospectifs 2050 - 2100
35
Simulations annuelles avec Prose
2050 - 2100
Changements climatiques
RExHySS
Evolution traitement
Seine Aval10
11
12
13
14
15
16
2000 2020 2040 2060 2080 2100
Mill
ions
d'h
abita
nts
Evolution population IDF
INSEE
0
200
400
600
800
1000
1200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Déb
it (m
3 .s-1
)
Ref_2010ARP_2050MPI_2050
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
36
3 Quels sont les flux annuels d’alkylphénols et de bisphénol A à l’échelle de l’Île-de-France ?
Amener les premiers éléments de discussion sur les flux
≠
bilan
Flux des sources urbaines vs. flux exportés en Seine1. Flux exportés en Seine
• Exploitation des campagnes suivi annuel 2010
2. Flux retombées atmosphériques
3. Flux sources urbaines• Temps sec : rejets STEP• Temps de pluie : SUTP, EEP
Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A. 14/02/2013
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Méthodologie de calcul des flux annuels
Importance de considérer les incertitudes : 3 valeurs de concentrations choisies
1er quartile C°1 F1 : hypothèse basse
Médiane C°2 F2 : flux médian
3ème quartile C°3 F3 : hypothèse haute
Matrices étudiées : entre 8 et 12 campagnes
Encadrer les valeurs de flux annuels en 2010
Flux = [C] * V
Besoin d’estimer volume ?
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Volumes annuels : réseau unitaire
Seine : 11 863.106 m3.an-1
Rejets STEP : 858.106 m3.an-1
(SIAAP)SUTP : 23,7.106 m3.an-1
(SIAAP, CG92, CG93, CG94, Paris)
Eaux usées unitaires
RAT (IDF) : 650 mm 7 845.106 m3.an-1
Atmosphère
14/02/2013 Les contaminants chimiques ubiquistes : cas des alkylphénols et du bisphénol A.
39
Volumes annuels : réseau séparatif
Seine : 11 863.106 m3.an-1
RAT (IDF) : 650 mm 7 845.106 m3.an-1
Eaux exutoires pluviauxV = précipitation x S x Cimp
S : Sagglo – Sunitaire : 1 785 km2
Cimp : 0,2 – 0,3232 – 348.106 m3.an-1
Atmosphère
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13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 40
Incertitudes de mesureConflans R. Gauche Conflans Centre Conflans R. Droite
Extraction
1Prélèvement 2 1
1 2 3 1 2 3 1 2 3
1 3
Analyse 21 3
Pour chaque point (n=9) incertitudes analytiques, spatiales et temporelles
21 3 21 3
Composés Incertitudes analytiques
Incertitudes spatiales
Incertitudes temporelles
Incertitudes totales
BPA 10 % 24 % 25 % 25 %
4-NP 7 % 7 % 2 % 7 %
NP1 EC 4 % 5 % 6 % 6 %
NP1 EO 14 % 9 % 23 % 23 %
NP2 EO 7 % 9 % 14 % 14 %
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 41
Simulation annuelle : 2010Reconstruction données d’entrée : Campagne suivi mensuel Seine + Oise
0
40
80
120
160
200
240
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mois
4-NP
0
40
80
120
160
200
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
NP1 EC
Mois
0
40
80
120
160
200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mois
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
NP1 EO
Bougival 2010
4-NP : Pas de relation (polynôme)NP1EC : Relation C° vs. QNP1EO : Relation Flux vs. Q
Seine et Oise :
Seine Aval :C° et débit médian
Nash-Sutcliffe :
NS = 0,83NS = 1
NS = 0,69
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 42
Modélisation sans processus biochimique
Mesure Seine
Modèle ProSe sans processus
4-NP
0
20
40
60
80
100
710 720 730 740 750PK (km)
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
0h 22h 35h 59h
020406080
100120140
710 720 730 740 750PK (km)
0h 22h 35h 59h
NP1 EC
0
10
20
30
710 720 730 740 750PK (km)
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
0h 22h 35h 59h
NP1 EO
Campagne septembre 2011
Divergence entre C° modélisées et C° mesuréesNP1 EC Evolution mesurée ≠ Evolution modélisé
Nécessité considérer les processus de biodégradation des APs
0,25 – 0,290,20 – 0,222 - 6T1/2
0,02 – 1,5019,7 – 33,63,38 – 2,753,14 – 3,470,05 – 0,1Min – max
K3K2K1 = K’1
NP1ECNP1EO4-NPNP1ECNP1EO
Apports diffus (g.j-1)Constantes de biodégradation (j-1)
0,25 – 0,290,20 – 0,222 - 6T1/2
0,02 – 1,5019,7 – 33,63,38 – 2,753,14 – 3,470,05 – 0,1Min – max
K3K2K1 = K’1
NP1ECNP1EO4-NPNP1ECNP1EO
Apports diffus (g.j-1)Constantes de biodégradation (j-1)
3,6 – 7,75,0 – 8,72,1 – 3,4T1/2
0,3 – 0,80,3 – 1,00,09 – 0,190,08 – 0,140,29 – 0,3Min – max
K3K2K1 = K’1
NP1ECNP1EO4-NPNP1ECNP1EO
Apports diffus (g.j-1)Constantes de biodégradation (j-1)
3,6 – 7,75,0 – 8,72,1 – 3,4T1/2
0,3 – 0,80,3 – 1,00,09 – 0,190,08 – 0,140,29 – 0,3Min – max
K3K2K1 = K’1
NP1ECNP1EO4-NPNP1ECNP1EO
Apports diffus (g.j-1)Constantes de biodégradation (j-1)
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 43
Constantes de biodégradation
Forte variabilité des constantes K2 et K3 et des apports diffusConstantes juillet supérieures aux constantes septembreConditions biogéochimiques : juillet bloom algal ; septembre « courante »Constantes septembre cohérentes avec la littérature (Jonkers et al. 2005)
T1/2 varient entre < 1 jour en juillet et environ 1 semaine en septembreNP1 EO n’évolue pas comme les deux autres composés voie minoritaire ?
Septembre
Juillet
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 44
BPA
0
50
100
150
200
0 250 500 750 1000Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
4-NP
0
50
100
150
200
0 250 500 750 1000
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
Débit (m3.s-1)Débit (m3.s-1)
NP1EC
C° = 29 393 x Q-1
R2 = 0,85
050
100150200250300350
0 250 500 750 1000
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
Evolution selon les conditions hydriques à Meulan
BPA, 4-NP, NP1 EO, NP2 EO et 4-t-OPPas de variation en fonction du débitPollution diffuse
NP1 ECRelation C° = a x Q-b
Pollution ponctuelle
Débit (m3.s-1)
Impact sur l’axe fluvial Seine
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 45
Simulation annuelle : 2010
4-NP
0
40
80
120
160
200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120
4080
120160200240280320
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
) NP1 EC
Mois Mois
Meulan 2010
020406080
100120140160180
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mois
NP1 EO
Estimation convenableNS > 0,4
NS = 0,44NS = 0,55
NS = 0,61
NP1 EC : sous estimation des maximaRejet Seine Aval considéré constant
NP1 EO : Valeurs extrêmesNon prise en compte du temps de pluie
Conclusions principales :
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 46
Simulation annuelle : 2050Construction des scénarios à l’horizon 2050 :
Changement climatique :Projet RExHySS (PIREN-Seine)
2 scénarios extrêmes pour 2050 : APR et MPI : précipitations, ETP, T°C.Reconstruction des débits Seine et Oise
0
200
400
600
800
1000
1200
Déb
it (m
3 .s-1
)
Ref_2010ARP_2050MPI_2050
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mois
Seine à Paris = Bougival
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 47
Simulation annuelle : 2050Construction des scénarios à l’horizon 2050 :
Changement climatique :Projet RExHySS (PIREN-Seine)
2 scénarios extrêmes pour 2050 : APR et MPI : précipitations, ETP, T°C.Reconstruction des débits Seine et Oise
Evolution de la population :Données INSEE et CESER
Augmentation de population de 11,7 % d’ici à 2050Répercussion sur les volumes d’eau usée traités par les STEP du SIAAPRejet SAV : 19,3 m3.s-1 en 2010 à 22,6 m3.s-1 en 2050, soit : + 17%
Optimisation de Seine Aval :Deux scénarios :
Référence : Seine Aval non optimisée en 2050 C° SAV 2011Optimisé : Seine Aval optimisée en 2050 = mise à niveau SEC C° SEC 2011
Pas d’évolution de la consommation des APs à l’horizon 2050
ARP_ref_2050 MPI_ref_2050
ARP_opt_2050 MPI_ref_2050
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 48
Simulation annuelle : 2050
4-NP
020406080
100120140160180
Ref_2010ARP_ref_2050MPI_ref_2050
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mois
020406080
100120140160180
Ref_2010ARP_opt_2050MPI_opt_2050
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mois
4-NPScénarios de référence Scénarios SAV Optimisée
0
50
100
150
200
250
300 Ref_2010ARP_opt_2050MPI_opt_2050
NP1 EC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mois
0
50
100
150
200
250
300
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mois
Ref_2010ARP_ref_2050MPI_ref_2050
Con
cent
ratio
n (n
g.L-1
) NP1 EC
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 49
Flux exportés par la Seine
0200400600800
1 0001 2001 4001 600
BPA 4-NP NP1 EO NP2 EO NP1 EC 4-t-OP
Flux
ann
uel (
kg.a
n-1)
F1
F2
F3
Meulan 2010
BPA : flux annuel entre 600 et 1 000 kg.an-1
APs : flux individuel entre 450 et 1 430 kg.an-1
Variabilités importantes
Que représentent les flux urbains devant ces flux exportés en Seine ?
15 HAP : 462 kg.an-1 (Ollivon et al. 2005) 21 PCB (1998) : 900 kg.an-1 (Teil et al. 1998)Σ(5)APs : 4 000 kg.an-1
Ratio F3 / F1
4-NP
NP2 EO
1,3
2,9
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 50
Flux sources urbaines vs. SeineBPA
SUTP < STEP < RAT < EEP
790 59 28 137 205 64 F2 (kg.an-1)
Apports urbains faibles devant le flux exporté par la Seine
[SUTP < STEP < RAT < EEP ] << Seine
Sources urbaines : 70 – 80 % temps de pluie
0
200
400
600
800
1000
1200
Seine STEP SUTP RATEEPMin
EEPMax
Flux
ann
uel (
kg.a
n-1)
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 51
Flux sources urbaines vs. Seine4-NP
0200400600800
1000120014001600
Seine STEP SUTP RATEEPMin
EEPMax
1 210 144 13 81 121 81 F2 (kg.an-1)
SUTP < RAT < EEP < STEP
Sources urbaines : temps de pluie ≈
temps sec
[SUTP < RAT < EEP < STEP] << Seine
Apports urbains très faibles devant le flux exporté par la Seine
Flux
ann
uel (
kg.a
n-1)
13/12/2012 Sources, transfert et devenir des alkylphénols et du bisphénol A dans le bassin de la Seine 52
Flux sources urbaines vs. SeineNP1 EC
0
500
1000
1500
Seine STEP SUTP RATEEPMin
EEPMax
1 166 492 5 58 87 15 F2 (kg.an-1)
SUTP < RAT < EEP << STEP
Sources urbaines : STEP ≈
90 %
Flux sources urbaines ≈
75 % flux Seine
Apports urbains jouent un rôle important dans le flux exporté vers l’estuaire
Flux
ann
uel (
kg.a
n-1)