Contamination des eaux de surface en milieu rural par des résidus d'antibiotiques

Surface water contamination by antibiotic residues in rural area

¹ Laboratoire Hydrologie et Environnement (LHE), EPHE/UMR Sisyphe 7619, Université Pierre et Marie Curie, BC 105, 4 place Jussieu, 75252 Paris cedex 05, France
² Laboratoire d'Étude et de Recherche en Environnement et Santé (LERES), École des Hautes Études en Santé Publique, Avenue Professeur Léon Bernard, 35043 Rennes cedex, France

Auteur de correspondance : ftamtam@gmail.com

Résumé

Les antibiotiques sont des molécules très utilisées en médecines humaine et vétérinaire pour combattre efficacement et prévenir les maladies d'origine bactérienne. Cette forte utilisation conduit à s'interroger sur le devenir de ces molécules dans l'environnement et sur leurs effets potentiels sur l'équilibre des écosystèmes. De plus, cette exposition continue des microorganismes à de faibles concentrations d'antibiotiques pourrait être à l'origine de l'émergence de souches bactériennes résistantes. Utilisés dans les élevages, les antibiotiques sont rejetés soit directement dans les cours d'eau avec les effluents liquides, soit indirectement par l'épandage des déchets de l'élevage sur les terres agricoles. Ces molécules peuvent être retenues dans le sol, ou être entraînées par les eaux de ruissellement vers les cours d'eau. Il est donc nécessaire de mieux connaître leur comportement ainsi que leurs niveaux de présence dans l'environnement afin de mieux évaluer les conséquences induites sur le plan écologique. La détection de résidus antibiotiques dans les eaux de surface et l'émergence de souches bactériennes résistantes à certains antibiotiques constituent une nouvelle préoccupation pour les scientifiques et les gestionnaires des ressources en eau. Cette étude sur le bassin versant de la Blaise (607 km²), un affluent secondaire de la Marne, concerne la détection de quelques antibiotiques utilisés en médecine humaine et vétérinaire dans différents secteurs en milieu rural (terres arables, forêts, prairies). Le niveau de contamination de la rivière a été appréhendé à partir de six molécules, appartenant à différentes familles d'antibiotiques fortement utilisées. Plusieurs composés ont ainsi été décelés, notamment l'acide oxolinique, la fluméquine, la norfloxacine, à des concentrations de l'ordre de la dizaine de nanogrammes par litre, variant suivant les conditions saisonnières.

Abstract

Antibiotics are widely used in human and veterinary medicine to cure and prevent from bacterial diseases. This extended use has led to a growing concern on the fate of these compounds in the environment and on their potential effects on ecosystems balance. Moreover, this permanent exposure of microorganisms to even small amounts of antibiotics is considered as able to lead to the emergence of resistant bacterial strains. Used for livestock, antibiotics are either directly rejected into surface water with liquid effluents, or indirectly with manure application on agricultural lands. These compounds can be adsorbed onto soil, or swept by runoff to surface water. It is therefore necessary to have a better understanding of their behaviour and levels of occurrence in the environment, in order to evaluate their potential hazard on ecosystem. This survey, performed on La Blaise River watershed (607 km²) deals with detection of antibiotics used in human and veterinary medicines in different areas in rural landscape (arable land, forest, meadow). Occurrence of six compounds used either in veterinary medicine, or human medicine or both was evaluated. Results showed the occurrence of different compounds, notably oxolinic acid, flumequine and norfloxacin, at concentration levels in the nanogram per litre range. Contamination levels were found to be different in the two studied periods, probably due to a seasonal variation of the antibiotic inputs. These findings showed the persistence of 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. Our study highlights the necessity to perform further research on the fate of these molecules in order to evaluate the risk arising from their presence in aquatic systems.