Les derniers textes réglementaires traduisent l'enjeu que représente l'objectif de la restauration du bon état écologique et chimique des milieux aquatiques d'ici 2015. En collaboration avec différents partenaires publics et privés nationaux ou internationaux, et avec le soutien du ministère de l'industrie et de la recherche (ANR Precodd), le Cemagref a engagé des travaux de recherche ayant pour objectifs de développer et valider des méthodologies et des outils d'échantillonnage et d'analyse des micropolluants dans les eaux et les boues de stations d'épuration domestiques. Il s'agit des substances prioritaires (Directive 2000/60/CE), d'une sélection de substances dangereuses (Directive 76/464) et émergentes (ex : substances pharmaceutiques). Ces mesures ont permis de mesurer la composition en substances des eaux usées et traitées d'origine domestique, et de quantifier l'efficacité d'élimination de différentes filières d'épuration vis-à-vis de ces substances: boues activées, biofiltration, filtres plantés de roseaux, bioréacteurs à membranes immergées, traitement tertiaire oxydant ou filtrant (finition). Les travaux engagés ont consisté à évaluer les performances d'élimination par temps sec sur plusieurs périodes de 24 h sucessives, par des mesures en entrée et en sortie sur les fractions solides (MES) et liquides (dissous), accompagnées de mesures dans les boues. Une vue globale des potentiels d'élimination des micropolluants par les installations conventionnelles, et par des ouvrages plus innovants, a été obtenue. La recherche de quelques nanogrammes (milliardièmes de grammes) à quelques microgrammes (millièmes de grammes) de ces micropolluants est un défi pour les laboratoires d'analyses : techniques de mesures très pointues (chromatographie gazeuse ou liquide haute pression avec détection par spectrométrie de masse en tandem), difficultés induites par la présence de matière organique pour lesquelles les méthodes ne sont pas éprouvées. Des précautions indispensables ont été prises pour limiter la modification des concentrations des échantillons : utilisation d'échantillonneurs spécifiques réfrigérés et asservis au débit, équipés de flacons collecteurs en verre et de tuyaux en téflon, soumis à une procédure de nettoyage standardisée (acide puis acétone). Des blancs de prélèvements sont régulièrement réalisés pour vérifier la validité de la chaîne de prélèvement, et ainsi garantir la qualité des données générées. Ces points sont en discussion au sein d'un groupe de travail intitulé « Pratiques d'échantillonnage et de conditionnement en vue de la recherche de micropolluants en assainissement » (Laboratoire national de référence sur la surveillance des milieux aquatiques, AQUAREF). Les systèmes de traitement des eaux résiduaires n'ont pas été conçus avec l'objectif de traiter les micropolluants. Aussi on trouve couramment dans les eaux résiduaires brutes et traitées des substances appartenant aux familles des hydrocarbures, des solvants et détergents, des plastifiants, des organo-étains, des pesticides, des chlrorophénols, des substances pharmaceutiques, des cosmétiques, etc. La plupart des substances sont éliminées à plus de 70% par les filières biologiques. Certaines substances sont éliminées par biodégradation (triclosan, hormones estrogéniques, analgésiques) mais la plupart le sont plutôt par adsorption sur la boue (en particulier PBDEs, C10-C13 chloroalcanes, HAPs lourds ou métaux comme Al, Fe, Cu, Cr). Enfin, les substances qui ne sont presque pas affectées par le passage à travers de procédés biologiques sont les pesticides polaires (glyphosate, AMPA, diuron), certains produits pharmaceutiques (carbamazépine, diclofénac, propranolol, sotalol) et les carboxylates d'alkylphénols.