Le projet ECOMAGNET’EAU

Le projet ECOMAGNET’EAU, qui a reçu un financement de la Fondation Rovaltain, est le fruit de la collaboration du laboratoire DEEP et de l’entreprise TREE WATER. Les personnes impliquées dans ce projet sont Anaëlle GABET, Thomas MONOT, Christine de BRAUER et Hélène METIVIER pour le laboratoire DEEP, Thibault PAULET, Paul MORETTI, Baptiste MATHON et Bruno CEDAT pour Tree Water.

Le projet ECOMAGNET’EAU a pour but d’évaluer l’écotoxicité susceptible d’être induite lors de l’utilisation d’une magnétite produite à partir de déchets ferreux pour le traitement d’eaux usées par des procédés d’oxydation avancée impliquant des réactions de Fenton. En effet, la magnétite pourrait, compte tenu de sa composition, relarguer des métaux autres que le fer dans les effluents traités, notamment de l’aluminium, du cuivre, du chrome, du cobalt. De plus, les particules et nanoparticules de magnétite susceptibles de subsister dans les effluents traités pourraient également générer de l’écotoxicité. Enfin, les procédés d’oxydation avancée ne conduisent pas nécessairement à la minéralisation complète des molécules cibles et les sous-produits de dégradation peuvent eux-mêmes avoir un impact sur le milieu récepteur.
Deux procédés d’oxydation avancée ont été étudiés : le procédé Fenton et le procédé photo-Fenton, pour lesquels la magnétite est utilisée comme source de fer. Ces procédés ont été mis en œuvre pour la dégradation de l’estrone, une hormone naturelle, mise en solution dans deux matrices différentes : l’eau du réseau comme matrice simple, un effluent de station d’épuration comme matrice complexe. De simples suspensions aqueuses de magnétite ont également été étudiées. Trois types d’essais ont été choisis pour évaluer l’écotoxicité des effluents : l’essai Daphnia magna pour estimer la toxicité aigüe, l’essai des comètes pour rendre compte de la génotoxicité et enfin l’essai Yeast Estrogen Screen (YES) pour suivre l’activité œstrogénique.
Les résultats obtenus montrent que la présence de particules/nanoparticules de magnétite dans un effluent n’induit pas de risque écotoxicologique manifeste. En effet, les essais menés sur les suspensions aqueuses de magnétite ne mettent en évidence ni toxicité aigüe, ni génotoxicité. En ce qui concerne le procédé Fenton, aucune écotoxicité n’a été mise en évidence. Les essais menés sur les blancs de procédé montrent que l’ajout de peroxyde d’hydrogène à pH 5 ne favorise pas suffisamment la lixiviation des métaux dont est constituée la magnétite pour induire une toxicité significative. De plus, l’activité œstrogénique de l’effluent initial a été réduite de 71 à 87 % selon la matrice étudiée. Ainsi, l’estrone résiduelle pas plus que les potentiels sous-produits de dégradation formés n’induisent de toxicité ou de génotoxicité. Pour ce qui est du procédé photo-Fenton, aucune génotoxicité n’a été observée, les résultats sont moins catégoriques pour la toxicité aigüe. Les essais Daphnia magna montrent qu’au bout de 48 heures l’ensemble des échantillons testés peuvent être considérés comme non écotoxiques au sens de la norme, mais après 96 heures il a été possible de calculer des EC50 pour trois échantillons sur quatre, dont deux sur trois sont significativement supérieures à 10 %. La toxicité observée pourrait être liée à la lixiviation de métaux, notamment le cuivre. L’échantillon qui ne présente pas de toxicité significative correspond à l’effluent de station d’épuration dopé en estrone après traitement photo-Fenton. Il semble que la présence de matière organique dans l’effluent permette de diminuer la disponibilité des métaux lixiviés pour les crustacés exposés, probablement par la formation de complexes. Par ailleurs, le procédé photo-Fenton permet une réduction de l’activité œstrogénique supérieure à 95 %.