Microplastiques : situation dans les eaux de surface en Suisse

La problématique des microplastiques fait l’objet d’un intérêt croissant, mais la situation dans les eaux douces reste peu connue. Les travaux présentés ici cherchent à combler cette lacune, et mieux comprendre l’étendue et les implications de cette pollution avec un premier état des lieux dans les eaux suisses

Indirect Evidence Link PCB Dehalogenation with Geobacteraceae in Anaerobic Sediment-Free Microcosms

Although polychlorinated biphenyls (PCBs) production was brought to a halt 30 years ago, recalcitrance to degradation makes them a major environmental pollutant at a global scale. Previous studies confirmed that organohalide-respiring bacteria (OHRB) were capable of utilizing chlorinated congeners as electron acceptor. OHRB belonging to the Phyla Chloroflexi and Firmicutes are nowadays considered as the main PCB-dechlorinating organisms. In this study, we aimed at exploring the involvement of other taxa in PCB dechlorination using sediment-free microcosms (SFMs) and the Delor PCB mixture. High rates of congener dehalogenation (up to 96%) were attained in long-term incubations of up to 692 days. Bacterial communities were dominated by Chloroflexi, Proteobacteria, and Firmicutes, among strictly simplified community structures composed of 12 major phyla only. In a first batch of SFMs, Dehalococcoides mccartyi closely affiliated with strains CG4 and CBDB1 was considered as the main actor associated with congener dehalogenation. Addition of 2-bromoethanesulfonate (BES), a known inhibitor ofmethanogenic activity in a second batch of SFMs had an adverse effect on the abundance of Dehalococcoides sp. Only two sequences affiliated to this Genus could be detected in two (out of six) BES-treated SFMs, contributing to a mere 0.04% of the communities. BES-treated SFMs showed very different community structures, especially in the contributions of organisms involved in fermentation and syntrophic activities. Indirect evidence provided by both statistical and phylogenetic analysis validated the implication of a new cluster of actors, distantly affiliated with the Family Geobacteraceae (Phylum d-Proteobacteria), in the dehalogenation of low chlorinated PCB congeners. Members of this Family are known already for their dehalogenation capacity of chlorinated solvents. As a result, the present study widens the knowledge for the phylogenetic reservoir of indigenous PCB dechlorinating taxa

Traitement des micropolluants dans les eaux usées - Rapport final sur les essais pilotes à la STEP de Vidy (Lausanne)

De nombreux micropolluants organiques présents dans les eaux usées sont mal éliminés dans les stations d’épuration (STEP) conventionnelles. Pour réduire l’apport de ces substances dans les eaux de surface, des traitements avancés sont nécessaires. Deux traitements biologiques et deux traitements avancés ont été testés à grande échelle à la STEP de Vidy (Lausanne) (220'000 équivalents-habitants) pendant plus d’une année. Ces essais s’inscrivent dans le cadre du projet « Stratégie Micropoll » de l’Office fédéral de l’environnement (OFEV). Un nouveau traitement biologique à lit fluidisé avec nitrification totale (capacité de 80 l/s) a été construit en parallèle au procédé à boues activées forte charge (sans nitrification) actuellement en place (capacité de 1’200 l/s). Ceci a permis de comparer l’efficacité d’élimination des micropolluants dans ces deux types de biologie et d’étudier leur influence sur les traitements avancés qui suivent. Les deux traitements avancés testés sont l’ozonation suivie d’une filtration sur sable (ozonation-FS) (capacité de l’installation de 100 l/s) et le traitement au charbon actif en poudre suivi d’une filtration membranaire (ultrafiltration) (CAP-UF) (capacité de 10 l/s). Conçue sur la base de précédentes études du projet « Stratégie Micropoll », l’installation d’ozonation a été maîtrisée en quelques mois, et seuls quelques paramètres ont dû être améliorés. En revanche, beaucoup d’éléments techniques ont dû être corrigés sur l’installation CAP-UF (procédé nouveau pour le traitement des eaux usées). La phase de séparation du CAP par ultrafiltration n’est pas encore maîtrisée et nécessite des optimisations, notamment pour réduire le colmatage (réversible) des membranes, responsable d’une capacité hydraulique inférieure à la moitié de la capacité espérée. La séparation du CAP par un filtre à sable est une alternative possible. Sur une sélection de plus de 50 micropolluants organiques (produits pharmaceutiques, pesticides, substances à effet hormonal), le traitement biologique à boues activées forte charge a permis d’atteindre un abattement moyen de 23%. Avec un traitement biologique permettant une nitrification, le taux d’élimination a augmenté à 44% en moyenne, confirmant les résultats d’autres études. Le traitement ozonation-FS a permis d’éliminer à plus de 80% la plupart des substances analysées, avec un dosage d’ozone moyen d’environ 5.5 mgO3/l (équivalent à environ 0.9 gO3/gCOD), pour des coûts d’exploitation d’environ 6 ct./m3 traité. Une désinfection partielle de l’effluent a également pu être atteinte, conduisant ainsi au respect des normes suisses et européennes de qualité pour les eaux de baignade. Le traitement CAP-UF a permis d’éliminer à plus de 80% la plupart des micropolluants, avec un dosage de CAP compris entre 10 et 20 mg/l. La séparation du CAP par ultrafiltration permet une désinfection totale de l’effluent. A cause des faibles débits de l’installation CAP-UF (colmatage des membranes), les coûts d’exploitation étaient proches de 50 ct./m3 traité. L’alternative avec la séparation du CAP sur un filtre à sable (testée dans des essais complémentaires) coûterait entre 6 et 9 ct./m3. Sur la majorité des 25 tests écotoxicologiques effectués, une nette réduction de la toxicité a été observée en sortie des deux traitements avancés. Aucune toxicité liée aux sous-produits de réaction potentiellement formés durant l’ozonation n’a été observée. Ces deux procédés (ozonation et adsorption sur CAP) sont efficaces pour réduire l’apport de micropolluants dans les eaux de surface. Les technologies ozonation-FS et CAP-FS sont réalistes autant du point de vue de leur implantation dans les STEP que de leur exploitation, pour des coûts d’investissement et d’exploitation relativement similaires (environ 20 centimes par mètre cube d’eau traitée lors des essais). Chaque technique ayant ses avantages, le choix du procédé doit être fait au cas par cas en fonction des contraintes locales (espace à disposition, type de traitement existant, sécurité, qualifications du personnel, coûts des réactifs, lieu et type de traitement des boues, etc.), de la qualité de l’eau entrante et de la qualité voulue en sortie

Solar photo-Fenton and UV/H2O2 processes against the antidepressant Venlafaxine in urban wastewaters and human urine. Intermediates formation and biodegradability assessment

In this work, the use of Advanced Oxidation Processes (AOPs) against the degradation of an emerging contaminant has been subjected under systematic investigation. The optimization of treatment of the anti- depressant drug Venlafaxine (VFA) was performed, using UV light, the combined UV/H2O2 process, solar light, Fenton and finally the solar photo-Fenton process in laboratory scale. The degradation kinetics, the time necessary to remove 90% of the contaminant and the optimal reactants concentration were proposed. The treatment in pure water, (synthetic) wastewater and urine was assessed, in an effort to identify the opportunities and pitfalls the application of process would encounter in a field application. Treatment by the UV-based methods was found sufficiently efficient and the application of the solar photo-Fenton process showed feasibility in a potential field application with appropriate context. Real urban wastewater effluents after biological and physicochemical treatment were tested, as well as human urine, as a proposal for on-site collection and treatment was also treated. Biological treatment before applying the tested AOPs improved their efficiency, and the strategy of diluting urine prior to treatment greatly enhanced the efficacy of the process. Finally, the identification of the degradation pathway and the biodegradability tests of AOPs treated VFA solutions exhibit promising results concerning the strategy of treatment for similar pollutants of emerging concern

Projects & collaboration between EPFL and Vietnam (1996 – 2014)

Presentation of the different projects between EPFL and some partners in Vietnam

Occurrence of perfluorinated compounds in aquatic environments in Switzerland (Léman)

Presentation on the levels of perfluorinated compounds in aquatic environment in Switzerland. Different matrices are studied: sediments, fish, food, wastewater

La contamination de l’environnement aquatique en Suisse par les (micro)-plastiques

Bien que la pollution par les plastiques soit de mieux en mieux connue et fasse l’objet d’un nombre croissant de publications, les données concernant les eaux douces restent très limitées et morcelées. Cette problématique a été mise en évidence dès 2012 dans les eaux suisses, les recherches s’orientant vers une évaluation des concentrations et de la nature des particules plastiques dans plusieurs lacs et rivières. Des concentrations considérables ont été trouvées tant dans les eaux de surface que dans les sédiments des plages et benthiques, ainsi que dans divers organismes (poissons, oiseaux d’eau, moules zébrées). Les plastiques contenaient des additifs ainsi que des polluants hydrophobes adsorbés potentiellement toxiques. Les voies d’entrées dans l’environnement ont ensuite été étudiées, y compris les stations d’épurations, les eaux de ruissellements urbaines et les déversoirs d’orages ou encore d’autres compartiments comme l’atmosphère, les composts ou chantiers. Les quantités de plastique entrant dans l’environnement à tous les stades de leur cycle de vie en fonction de leur usage ont été estimées et confrontées aux types et quantités de plastiques pouvant être trouvées dans les différents compartiments environnementaux