Rôle de la photodégradation dans l’élimination des micropolluants organiques au sein d’une zone de rejet végétalisée de type bassin

Les stations de traitement des eaux usées éliminent une grande partie des micropolluants organiques par volatilisation, sorption et/ou biodégradation. Néanmoins, les effluents traités contiennent encore de nombreuses molécules pharmaceutiques et phytosanitaires à des concentrations faibles, mais atteignant parfois quelques microgrammes par litre et ayant un impact sur l’environnement. Plusieurs de ces molécules sont photoactives en raison de leurs structures chimiques capables de se modifier sous l’action des rayons ultraviolets (photolyse directe); d’autres sont oxydées par des intermédiaires chimiques produits à partir de la matière organique ou des nitrates en présence de rayons ultraviolets (photolyse indirecte). Les lagunes de finition, et les zones de rejet végétalisées comprenant une tranche d’eau permanente, sont soumises au processus de photodégradation. Nous avons étudié quels sont les micropolluants organiques sensibles à la photodégradation dans ces procédés. Cet article porte sur les processus de photodégradation directe et indirecte de micropolluants organiques en présence de lumière naturelle, à différentes hauteurs d’eau. Les différents mécanismes de photodégradation et les facteurs d’influence sont tout d’abord succinctement rappelés. Puis, nous détaillons la méthodologie de mesure des vitesses de photodégradation directe et indirecte mise au point dans le cadre de ce travail, pour mesurer l’efficacité de la photodégradation solaire selon la profondeur d’immersion. Des photoréacteurs ont été exposés en mars et juillet 2015 sur la zone de rejet végétalisée de Marguerittes (30). Nous avons étudié le devenir de 39 micropolluants organiques, dont 32 pharmaceutiques, sept pesticides et cinq de leurs métabolites en photoréacteurs immergés. Les résultats démontrent que la photodégradation est efficace dans les 10 à 20 premiers centimètres d’eau. Une classification en trois groupes a été élaborée pour caractériser la réactivité des micropolluants avec la lumière solaire : par exemple, le diclofénac se photodégradera en moins d’un jour, la carbamazépine entre 5 et 7 jours, et l’atrazine entre 30 et 40 jours. Une faible influence de la saison a par ailleurs été mise en évidence, car la photodégradation indirecte plus importante en hiver compense la plus faible intensité lumineuse. Nous avons montré que quatre métabolites (déséthylatrazine, déisopropylatrazine, acétylsulfaméthoxazole et la carbamazépine-EP) étaient plus réfractaires à la photodégradation que leurs molécules mères. (Résumé d'éditeur)