Bien que les stations de traitement des eaux usées (STEU) ne soient pas construites dans le but d’éliminer les micropolluants organiques et métalliques, ces derniers peuvent néanmoins être éliminés de la phase dissoute des eaux usées par les procédés de traitement biologique conventionnels. L’élimination peut se faire grâce aux mécanismes d’adsorption sur les boues ou de dégradation biologique ou abiotique. Cependant, certains micropolluants sont réfractaires à ces procédés de traitement et sont rejetés dans les milieux aquatiques avec les eaux traitées. Pour limiter ces rejets de micropolluants réfractaires, des procédés de traitements complémentaires peuvent être mis en place. Par ailleurs, les micropolluants contenus dans les boues sont aussi susceptibles de contaminer les nappes d’eau souterraines et les milieux aquatiques de surface, quand ces boues sont épandues sur sols agricoles. Actuellement, il y a besoin de mieux comprendre l’efficacité vis-à-vis des micropolluants des procédés complémentaires de traitement des eaux et des procédés de traitement des boues. Le but du programme ECHIBIOTEB est d’étudier, au moyen de combinaisons innovantes d’outils chimiques, biologiques et d’échantillonnage, des procédés de traitement des eaux usées et des boues. Le deuxième objectif est d’étudier les avantages et les inconvénients comparés de chacun de ces outils innovants, ainsi que leur complémentarité, pour l’étude de l’efficacité des procédés de traitement des eaux et des boues. Les outils d’échantillonnage mis en oeuvre dans les eaux sont des échantillonneurs intégratifs tels que les POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler) et les SPMD (Semi-Permeable Membrane Device). L’intérêt de ces échantillonneurs est d’améliorer la représentativité temporelle de l’échantillonnage des eaux avec obtention de concentrations dans l’eau moyennées sur la durée d’exposition (de 2 à 4 semaines). Les outils chimiques utilisés sont l’analyse ciblée de presque 180 contaminants prioritaires et émergents, et l’analyse non-ciblée, ou screening, réalisée au moyen de techniques chromatographiques combinées à de la spectrométrie de masse haute résolution ; ainsi que la caractérisation de la matière organique dissoute et de ses interactions avec les micropolluants (par l’étude de la fluorescence). Les outils biologiques testés, pratiqués en laboratoire ou in situ, consistent en des bioessais in vitro, pour évaluer des activités biologiques à l’échelle cellulaire, et des bioessais in vivo, pour évaluer des effets à l’échelle d’un organisme vivant. Pour répondre aux objectifs d’ECHIBIOTEB, 8 procédés de traitement complémentaire des eaux usées et 3 procédés de traitement des boues ont été étudiés. Les procédés de traitement des eaux usées sont des procédés d’oxydation à l’ozone (O3) ou à l’ozone associé à du charbon actif en grain (CAG), des procédés d’oxydation avancée comme l’ozone couplé à du peroxyde d’hydrogène (O3+H2O2) ou l’UV couplé à du peroxyde d’hydrogène (UV+H2O2), des procédés d’adsorption comme un filtre à écoulement horizontal garni de CAG, d’argile expansée et de zéolite, et enfin une lagune de finition. Ils ont été étudiés à l’échelle réelle ou à l’échelle de pilotes semi-industriels positionnés à la sortie des procédés P a g e | 5 de traitement biologique conventionnels. Les STEU sur lesquelles ces procédés ont été étudiés sont de tailles variables (entre 1 000 et 300 000 équivalents habitants) et sont équipées de procédés de traitement biologique variés, réalisant soit nitrification et dénitrification (tels que des boues activées à aération prolongée, des bioréacteurs à membranes), ou réalisant une nitrification seulement (biofiltres nitrifiants ou disques biologiques suivis de lits de clarification-séchage plantés de roseaux). Pour les boues, 3 procédés de traitement ont été étudiés : le sécheur solaire, le compostage et le lit de séchage planté de roseaux. Ils ont été étudiés à échelle réelle sur 3 sites. Pour étudier les procédés de traitement complémentaire des eaux, 2 sortes de campagnes de prélèvement ont été menées : les « campagnes courtes » où l’échantillonnage a été réalisé pendant une journée, avec des échantillonnages d’eau moyens 2h (représentatifs des procédés étudiés) et des analyses en laboratoire ; et les « campagnes longues » réalisées pendant une durée d’un mois, avec des échantillonnages d’eau et l’exposition d’échantillonneurs intégratifs (sur 15 jours ou 4 semaines), ainsi que l’exposition des organismes biologiques « in situ dérivé » (i.e. « ex situ sur le site ») en plus de celle en laboratoire. Au total, ont été réalisées 11 campagnes courtes et 4 campagnes longues pour les eaux. Pour étudier les procédés de traitement des boues, 3 campagnes de prélèvement ont été menées et afin d’analyser le même lot de boue avant et après traitement, les campagnes ont été réalisées à l’intervalle de temps correspondant à la durée du séchage ou du compostage.