Concentrations and fluxes of micropolluants in wastewaters and sludge: methodology and main results of the Amperes project
Mesurer les micropolluants dans les eaux usées brutes et traitées. Protocoles et résultats pour l'analyse des concentrations et des flux
Résumé
The AMPERES project allowed to evaluate concentrations and fluxes of 127 priority and emerging substances in influent and effluent wastewaters as well as sludge, using a rigorous and validated sampling and analytical methodologies, for various types of treatment processes selected as representative of the French wastewater treatment plants (WWTP). In total, 21 WWTP were selected to study biological secondary treatments, several tertiary treatments and sludge treatments. Average 24h composite samples were collected for 2-3 consecutive days during dry weather in WWTP influent and effluent. To measure dissolved and particulate substances, we developed and applied specific analytical methods, sensitive and adapted to complex wastewater and sludge matrices. The substances with concentrations above 1 µg/L in influent wastewaters are DEHP, some volatile organics (VOC), flame retardants (PBDE), alkylphenols and nonylphenols poly-ethoxylates, and almost all metals. Concentration levels and specific fluxes in influent showed a specificity for WWTP influent of rural areas compared to urban areas for some industrial substances (alkylphenols, VOC, chloroalkanes, dichlorophenol, bisphenol A and some metals). In secondary treated wastewaters, even if a significant decrease of concentrations was observed compared to influents, 12 priority substances, 10 of the other organic substances and almost all metals were quantified with mean concentrations above 0.1 µg/L. Concentrations above 1 µg/L were frequently measured for several metals, DEHP and some degradation products (4-NP1EC et AMPA). Almost all substances that were quantified in influent were also quantified in sludge, although concentrations could be very low, especially for hydrophilic substances (pesticides). This paper also presents data on specific fluxes (µg/d/inh) emitted towards receiving aquatic systems.
Le projet AMPERES a permis une évaluation des concentrations et des flux de 127 substances prioritaires et émergentes dans les eaux usées brutes, les eaux traitées et les boues pour différentes filières d'épuration représentatives du parc français par une démarche de prélèvement et d'analyse rigoureuse et validée. Au total, 21 stations d'épuration (STEP) ont été sélectionnées pour étudier les traitements biologiques secondaires, plusieurs procédés tertiaires et les filières de traitement des boues. Des prélèvements moyen-24h des eaux résiduaires ont été réalisés par temps sec au cours de 2 à 3 jours consécutifs en entrée et en sortie de STEP. Nous avons développé et appliqué des protocoles analytiques spécifiques pour la mesure des substances en phase dissoute et particulaire, sensibles et adaptés aux matrices des STEP qui présentent une forte complexité. Les substances présentes aux plus fortes concentrations (>1 µg/L) dans les eaux usées brutes sont le DEHP, certains composés organiques volatiles (COV), des retardateurs de flammes (diphényléthersbromés ou PBDE), les alkylphénols (4-NP et 4-t-OP et leurs produits de dégradation, et presque tous les métaux. Les niveaux de concentration dans les eaux usées brutes et les flux spécifiques montrent une spécificité des rejets des STEP de zone urbaine par rapport aux STEP de zone rurale pour certaines substances d'origine industrielle (alkylphénols, COV, chloroalcanes, dichlorophénol, bisphénol A et quelques métaux). Dans les eaux traitées par traitement biologique, même si une réduction significative des concentrations par rapport à l'eau usée brute est généralement observée, 12 substances prioritaires, 10 autres substances organiques et la plupart des métaux ont encore été retrouvées à des concentrations moyennes supérieures à 0,1 µg/L. Des concentrations supérieures à 1 µg/L ont été fréquemment mesurées pour plusieurs métaux, le DEHP et certains produits de dégradation (4-NP1EC et AMPA). Pratiquement toutes les substances qui ont été quantifiées dans les eaux usées brutes, l'ont aussi été dans les boues, même si elles sont parfois mesurées à de très faibles concentrations, en particulier pour les substances les plus hydrophiles (pesticides). Cet article présente également les données exploitées sous la forme de flux spécifiques (µg/j/hab) émis vers les milieux récepteurs.