Étude des sources et du devenir de deux antibiotiques dans les eaux de la Seine : l’acide oxolinique et le sulfaméthoxazole

Sources and fate of two antibiotics in the river Seine: oxolinic acid and sulfamethoxazole

¹ Laboratoire Hydrologie et Environnement (LHE) - EPHE/UMR Sisyphe 7619, Université Pierre et Marie Curie - BC 105 - 4 place Jussieu, 75252 Paris cedex 05
² Laboratoire d’étude et de Recherche en Environnement et Santé (LERES), École Nationale de la Santé Publique, avenue Professeur Léon Bernard, 35043 Rennes cedex, France

Reçu : 27 Février 2007
Accepté : 10 Juin 2007

Résumé

De nombreux composés d’origine anthropique sont détectés dans l’environnement, notamment dans les eaux de surface. Parmi ces molécules, les antibiotiques, bien que présents à des concentrations relativement faibles, pourraient être à l’origine d’un risque environnemental et sanitaire non négligeable. Afin d’évaluer le niveau de présence de ces composés dans l’eau de la Seine, l’étude de deux molécules, le sulfaméthoxazole (classe des sulfamides) et l’acide oxolinique (classe des quinolones) a été réalisée. Les variations de concentration observées pour les deux composés en fonction du cycle hydrologique varient de 10 à plusieurs centaines de ng/L. Les concentrations d’acide oxolinique augmentent lors des augmentations de débit de 40 à 140 ng/L, alors que celles de sulfaméthoxazole diminuent de 50 ng/L à 10 ng/L. Des mesures, effectuées à environ 100 km en aval du premier site de prélèvement au centre de Paris, ont montré que ces composés étaient présents à des concentrations du même ordre (dizaines de ng/L). Ces résultats montrent une persistance de la contamination par les antibiotiques à différentes échelles spatiales et temporelles, ainsi que la nécessité de considérer cette contamination comme un phénomène diffus et permanent malgré la demi-vie relativement courte de ces molécules.

Abstract

Antibiotics have recently been detected in environment. Even though they occur at relatively low levels, they may induce an environmental or health hazard. In order to assess the occurrence of these compounds in the Seine River, which receives high anthropogenic inputs, a survey of two compounds, sulfamethoxazole and oxolinic acid was performed. Concentrations reaching hundreds of ng/L were measured for both compounds, and were found to vary according to hydrological conditions. Oxolinic acid concentration increased during the rising stage of the river, whereas sulfamethoxazole concentration was lowering. Different phenomena could explain these observations : oxolinic acid have a relatively high soil-water sorption coefficient (Kd), and might sorb onto suspended matter and sediments. During the rising stage, mobilisation of the sediments occurs and oxolinic acid may desorb from the particles. Runoff from the rural areas located upstream of the river can also explain the high concentration observed, as if the compound, when used in cattle farming may sorb into soil after excretion and then runoff during rainfall events. A release of untreated waste water could also occur during strong rainfalls. Sulfamethoxazole is a far more soluble and hydrophilic compound, consequently, a dilution effect probably explains the decrease in its concentration. The molecule is not highly removed during waste water treatments and may be discharged in the same way in treated or untreated waste water. The part sorbed onto sediment and soil is probably very low compared to the dissolved fraction. Measurement taken 100 km downstream from the first sampling site of Paris showed that these compounds are occuring downstream, in the same range of concentrations (tens of nanograms). This shows a persistence of the contamination at different time and spatial scales and the necessity to consider antibiotic contamination as a diffuse and permanent phenomenon despite the low half-life of these molecules. These highlight the necessity to perform research on the fate of these molecules in order to evaluate the risk posed by these compounds in aquatic systems.