Boues comme nouvelle sentinelle pour risques sur la santé humaine

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Des milliers de produits chimiques servant une variété de besoins humains inondations dans les usines de traitement des eaux usées, une fois leur durée d'utilisation est terminée. Beaucoup appartiennent à une classe de produits chimiques connus comme les CEC (pour nouveaux produits chimiques préoccupants), qui peut présenter des risques pour la santé humaine et l'environnement.

Boues comme nouvelle sentinelle pour risques sur la santé humaine

Arjun Venkatesan, un doctorat récente et Rolf Halden, professeur et directeur du Centre pour la sécurité de l'environnement à l'Institut Biodesign de l'Arizona State University, ont effectué un suivi minutieux de plusieurs de ces produits chimiques.

Dans une étude figurant aujourd'hui dans la revue Nature Publishing Group rapports scientifiques, les deux auteurs décrivent une nouvelle approche à l'identification des produits chimiques potentiellement nocifs, produits en masse, décrivant l'accumulation dans les boues de 123 CEC distinctes.

Dix des 11 produits chimiques trouvés dans la plus grande abondance dans les boues ou les biosolides municipaux traités ont été produites en grandes quantités de produits chimiques, y compris les ignifugeants, les agents antimicrobiens et des agents tensioactifs.

L'étude montre une forte chevauchement entre les produits chimiques trouvés dans les échantillons biologiques prélevés sur la population humaine et ceux détectés dans les biosolides municipaux. Ces résultats suggèrent que l'analyse des boues peut fournir un substitut utile pour l'évaluation de l'exposition humaine et la bioaccumulation de substances potentiellement dangereuses.

Selon Venkatesan, "présence de CEC dans les eaux usées suggère que les consommateurs peuvent déjà se exposés à ces produits chimiques avant leur rejet dans les eaux usées, ce qui suggère un besoin pour la biosurveillance humaine et l'évaluation des risques de ces produits chimiques prioritaires."

Prioriser les milliers de CEC et de prédire leur comportement a été un défi de taille. L'évaluation est coûteuse, fastidieuse et chronophage. En outre, comme la nouvelle étude souligne, la modélisation en laboratoire de comportement chimique, y compris les taux de répartition de l'environnement et le potentiel de bioaccumulation se écarter considérablement de scénarios du monde réel.

Criblage chimique conventionnelle évalue la persistance, la bioaccumulation et la toxicité potentielle de divers produits chimiques. La méthode souffre cependant de deux lacunes: les taux de production de produits chimiques d'usage courant ne sont pas incorporés dans l'analyse et le comportement détaillé de ces produits chimiques dans les systèmes biologiques du monde réel - y compris le corps humain - ne est pas évaluée.

Dans la présente étude, un dépôt d'échantillons provenant des stations d'épuration des États-Unis des eaux usées, créés et maintenus par Halden à l'Institut Biodesign de l'ASU a été utilisé pour identifier facilement les CEC, ainsi que d'évaluer leur potentiel de bioaccumulation et de leur capacité à résister à des processus de dégradation. L'hypothèse de travail propose que ces usines de traitement peuvent agir comme jauges fiables pour surveiller la prévalence et le potentiel de bioaccumulation pertinent pour la société humaine et l'environnement chimique.

Plus précisément, les produits chimiques de gestion pour survivre traitement primaire et secondaire dans les systèmes d'égouts municipaux affichent une résistance remarquable aux processus de digestion aérobie et anaérobie et sont donc plus susceptibles de persister obstinément dans l'environnement lors de leur libération.

Comme le note Halden, de post-traitement des boues fournit un évier pour (hydrophobes) composés organiques évitant à l'eau. Cette boue est souvent appliqué à la terre, où les produits chimiques hydrophobes persistants (y compris les diphényles polychlorés [PCB], briominated retardateurs de flamme [BFR] et divers produits pharmaceutiques et de soins personnels, y compris les agents antimicrobiens) peuvent se accumuler en quantité considérable.

L'analyse a identifié un total de 123 produits chimiques dans les biosolides. Parmi ceux-ci, 17 produits chimiques bromés ont été détectés dans les biosolides américains pour la première fois. Les produits chimiques les plus abondantes sont les tensioactifs, qui se produisent couramment dans les détergents, les émulsifiants, les agents dispersants et moussants.

Après tensioactifs, pharmaceutiques et de soins personnels ont été détectés le plus abondamment, suivie par RFB, qui se produisent souvent dans les plastiques, les textiles, l'électronique et ménagers ignifugeants. RFB persistent souvent et de bioaccumulation dans l'environnement et dans des conditions appropriées sont également capables de se transformer en d'autres produits chimiques dangereux, y compris les dioxines et les furannes bromés. L'étude note que les voies par lesquelles les eaux usées entrent RFB installations de traitement restent spéculative, nécessitant une enquête plus approfondie

L'agent tensioactif et de produits chimiques antimicrobiens identifiés entrent dans la catégorie des volumes de production élevés (VPH) composés, produite en quantités annuelles de plus de 450000 kg (£ 1,000,000). L'étude note que l'abondance de certains produits chimiques est traçable à des événements sociaux spécifiques, par exemple la peur de l'anthrax 2001, qui a stimulé considérablement la production et la consommation de l'antibiotique ciprofloxacine. L'accumulation d'antibiotiques dans l'environnement est particulièrement préoccupante, en raison d'une tendance à provoquer la résistance aux médicaments accrue chez les agents pathogènes microbiens.

L'étude révèle que 91 pour cent des 11 composés les plus abondants détectés dans les échantillons de biosolides sont des produits chimiques HPV, renforçant ainsi le lien étroit entre la présence de produits chimiques hydrophobes dans les boues et leur volume de production.

Composés hydrophobes qui se produisent dans la gamme des parties par billion sont généralement de faible occurrence de l'environnement ou de l'expérience biodégradabilité importante, ou les deux. D'autre part, ces produits chimiques qui se produisent en parties par million quantités peuvent causer des problèmes, en raison de faible biodégradabilité, une utilisation élevée et la tendance à se accumuler dans les biosolides en raison de leur nature hydrophobe.

Lorsque les résultats de la présente étude ont été appariés contre une évaluation de l'exposition globale de produits chimiques environnementales menées par le Center for Disease Control and Prevention, il a été observé que près de 70 pour cent des produits chimiques décelés dans les biosolides ont également été détecté chez l'homme.

l'abondance de produits chimiques dans les biosolides semble être un indicateur fiable des taux actuels de consommation de produits chimiques, résistance à la biodégradation et le potentiel de bioaccumulation. En outre, en utilisant des biosolides comme une étape de présélection, les chercheurs peuvent réduire les milliers de produits chimiques de la CCE potentiellement dangereuses en circulation à un nombre gérable de substances prioritaires le plus besoin d'une évaluation plus poussée. Cette liste de produits chimiques pourrait alors être examinée par rapport à leur absorption, distribution, métabolisme et excrétion ainsi que leur nocivité potentielle pour les humains et les écosystèmes. "Avec plus de 85 000 produits chimiques d'usage quotidien dans les États-Unis, ce est une tâche ardue pour identifier ceux qui ont besoin de plus de surveillance, la réglementation ou le remplacement par des alternatives plus sûres», dit Halden. "Il se avère que nous pouvons utiliser l'infrastructure existante, nos usines de traitement des eaux usées, de prendre le pouls chimique de la nation, de déterminer inventaires de produits chimiques, et de concentrer sur les produits chimiques à risque sujettes à nuire à des personnes, de la prospérité et de la planète."