Douze contaminants émergents (composés pharmaceutiques, pesticides et hormones) ont été quantifiés et extraits de l'eau de rivières et d’échantillons d'eaux usées municipales. La séparation des solides en suspension est effectuée par filtration des échantillons d'eau. L'effet de filtration sur les concentrations de contaminants dissous a été évaluée afin de minimiser les pertes de composés cibles. Les échantillons ont été lyophilisés et ont été extraits en deux cycles par ultrasons combinés avec une étape de nettoyage sur cartouche d’extraction de type C18. La quantification a été réalisée en utilisant la spectrométrie de masse. Les recouvrements de la méthode pour tous les composés ont varié de 68 à 112% dans toutes les matrices étudiées, sauf pour le sulfaméthoxazole et le diclofénac où des recouvrements plus modestes ont été obtenus (38 à 85%). Les limites de détection pour les 12 analytes dans les sédiments et particules en suspension (SPM) de la rivière variaient de 0,7 à 9,4 ng g-1 et de 21 à 92 ng g-1, pour les échantillons SPM de station d'épuration. Tous les contaminants émergents cibles ont été détectés à des concentrations variant de 3 à 5440 ng g-1 dans les matrices étudiées, les concentrations les plus élevées ont été observées dans les échantillons SPM de stations d'épuration. Une partie importante de certains de ces contaminants est clairement associée aux sédiments de rivière ou aux particules en suspension. L’optimisation des processus de traitement de l'eau et le devenir environnemental doit absolument tenir compte de la fraction de contaminants qui liée à des particules si on espère avoir un bilan de masse raisonnable. / We developed a protocol to quantify 12 emerging contaminants (pharmaceuticals and hormones) and pesticides extracted from suspended particulate matter (SPM) of river water and municipal wastewaters samples. The separation of suspended solids was carried through filtration of water samples. We tested a series of 6 different filter types. The effect of filtration on the concentrations of dissolved contaminants was evaluated in order to minimize losses of target compounds. The river bottom sediments samples were lyophilized and both SPM and sediment samples were subjected to ultrasonic extraction combined with C18 cartridge clean-up. Quantifications were realized using mass spectrometry. The overall method recoveries of all compounds ranged from 38 to 112 % in all studied matrices, poor recoveries were achieved for sulfamethoxazole and diclofenac (recoveries for all other compounds in the wastewater treatment plant (WWTP) samples were 68 to 111%). The detection limits in sediments and SPM from river samples for the 12 analytes varied from 0.7 to 9.4 ng g-1 and from 21 to 92 ng g-1 for WWTP SPM samples. All target emerging contaminants were detected with concentrations ranging from 3 to 5440 ng g-1 in the studied matrices, with the highest concentrations observed in WWTP SPM samples. A significant portion of some of those contaminants is clearly associated with bottom sediments or suspended particulates. Optimization of water treatment processes and environmental fate must absolutely consider the fraction of contaminants which is particulate-bound if one hopes to have a reasonable mass balance.

M. Tech. (Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering and Technology), Vaal University of Technology / Water pollution caused by organic and inorganic contaminants represents an important ecological and health hazard. Simultaneous treatment of organic and inorganic contaminants had gradually gained great scientific interest. Advanced oxidation processes such as photocatalysis, using TiO2 as a photocatalyst, have been shown to be very robust in the removal of biorecalcitrant pollutants. These methods offer the advantage of removing the pollutants, in contrast to conventional techniques. At present, the main technical challenge that hinder its commercialization remained on the post-recovery of the photocatalyst particles after water treatment. Supporting of the photocatalyst on the adsorbent surface is important as it assists during the filtration step, reducing losses of the materials and yielding better results in degrading pollutants. To overcome this challenge, in this study composite photocatalysts of TiO2/zeolite and TiO2/silica were prepared and investigated to explore the possible application in the simultaneous removal of organic and inorganic compounds from contaminated water. The main objective of this study was to investigate the heterogeneous photocatalytic degradation of organic compounds in the presence of metal ions using composite photocatalysts. The Brunauer–Emmett–Teller (BET), Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX), Raman spectroscopy (RS) and zeta potential (ZP) analyses were used to characterize the prepared composite photocatalysts. The successive composite photocatalysts were used in a semi-batch reactor under an irradiation intensity of 5.5 mW/m2 (protected by a quartz sleeve) at 25 ± 3°C for the photocatalytic degradation of synthetic textile (methyl orange) and agricultural (atrazine) wastewater in the presence of ions. The effect of operating parameters such as TiO2 composition on supporting material, particle size, composite photocatalyst loading, initial pollutant concentration and pH were optimized. The effects of inorganic salts and humic acid on dye and pesticides degradation were also studied, respectively. The performance of the photocatalyst reactor was evaluated on the basis of color removal, metal ion reduction, total organic carbon (TOC) reduction, intermediates product analysis and modeling of kinetics and isotherms. Different kinetic and isotherm models were introduced and applied in this work. Important aspects such as error functions with the optimal magnitude were used for the selection of the best suitable model. / European Union. City of Mikkeli, Finland. Water Research Commission (RSA)

La diminution de la qualité des collectes des papiers récupérés ainsi que l’accumulation de substances dissoutes dans les eaux de procédés affecte l’efficacité des lignes de désencrage industrielles et contamine davantage les effluents liquides. Dans ce contexte, le LGP2 a développé depuis quelques années un procédé innovant de désencrage, la flottation réactive à l’ozone, afin de dégrader chimiquement les polluants dissouts en parallèle de l’élimination de l’encre. Afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu, des essais de flottation à l’air et à un mélange ozone/oxygène, sur trois contaminants modèles, sélectionnés après une étude bibliographique préalable, ont été réalisés dans un milieu diphasique gaz/liquide, en l’absence de fibres cellulosiques. Les expérimentations ont été conduites sur deux pilotes de laboratoire instrumentés : une colonne à bulles fonctionnant avec de l’air uniquement, pour l’étude du comportement hydrodynamique (taille et distribution de bulles, rétention gazeuse) en présence des contaminants dissouts, et une deuxième colonne à bulles, similaire mais conçue avec des matériaux résistants aux gaz corrosifs, dédiée à l’étude des réactions d’oxydation en présence d’ozone. L’examen du comportement hydrodynamique montre que les conditions de débit de gaz et d’injection retenues conduisent à des tailles de bulles optimales pour une flottation efficace, que ce soit en présence ou absence de contaminants. Ces conditions obtenues avec de l’air ont été transposées en première approximation au système ozone/oxygène. L’étude du transfert de l’ozone et de sa réactivité avec les trois contaminants modèles, à différentes températures et concentrations en ozone, a conduit à la détermination des constantes cinétiques de réaction et a montré que les contaminants étaient, selon leur nature, oxydés ou dépolymérisés. Bien que la DCO des solutions traitées diminue très peu après la flottation réactive à l’ozone, la qualité des effluents est améliorée sur le plan de leur biodégradabilité. / The decrease of the recovered paper collection quality and the accumulation of dissolved substances in process water affect the deinking line efficiency and contaminate more and more the liquid effluents. In this context the LGP2 has developed an innovative deinking process, the ozone reactive flotation, to chemically degrade dissolved pollutants in parallel with ink removal. To better understand the mechanisms involved, air and ozone/oxygen flotation trials have been conducted on three model contaminants selected in a preliminary bibliographic review, in a two-phase gas/liquid system, in the absence of fibers. Experiments have been carried out on two instrumented laboratory pilots: a bubble column operating only with air for the study of the hydrodynamics of the reactor (bubbles size and distribution, gas hold-up) in the presence of dissolved contaminants, and a second one, similar in its conception but built using materials resistant to corrosive gas, dedicated to the study of the oxidation reactions with ozone. The evaluation of the hydrodynamics related to gas flow and injection system selected, studied with air but supposed to be the same with ozone/oxygen gas mixture, shows that the bubble size, with or without contaminants, is optimal for an efficient flotation process. The study of ozone mass transfer and reactivity with the three model contaminants, for several temperatures and ozone concentrations, leads to the calculation of kinetic constants and shows that the contaminants, depending on their nature, have been oxidized or depolymerized. Although the COD of the treated solutions does not decrease a lot after the ozone reactive flotation, the effluent quality has been improved in terms of biodegradability since contaminants are partially degraded.

Le platine (Pt), le palladium (Pd) et le rhodium (Rh), font partie des Eléments du Groupe du Platine (EGP), utilisés dans les catalyseurs automobiles. En raison de leur émission dans l'environnement, ces éléments peuvent aujourd'hui être considérés comme des contaminants émergeants et traceurs de la contamination automobile. Cette étude porte sur la dispersion des EGP depuis leur source (monolithes et émission à l'échappement) jusqu'au champ proche (atmosphère, poussières de chaussées, eaux de ruissellement, sédiment,sol de bord de route). Leur mobilité à partir de monolithes a été étudiée en présence d'eau de ruissellement et de molécules organiques. Leur spéciation a été évaluée dans les poussières de chaussées et les sédiments. Les teneurs en EGP dans les monolithes étudiés montrent le remplacement de Pt par Pd dans les catalyseurs récents. L'abondance relative des EGP dans les échantillons environnementaux est Pd > Pt > Rh. Les expérimentations de mobilisation montrent que la mobilisation des EGP est plus significative au contact des molécules organiques, est dépendante du pH de la solution et augmente avec l'âge du monolithe. Rh est l'élément le plus mobilisable dans les monolithes. La spéciation montre que les EGP sont peu mobiles. Dans la part mobilisable, ils sont majoritairement liés à la fraction dite organique. / Platinum (Pt), palladium (Pd) and rhodium (Rh) (platinum-group elements; PGEs),are used in automotive catalytic converters to remove harmful emissions from exhaust gas. Nevertheless, nowadays, the PGEs are emerging as new environmental emission contaminators due to their increasing use. The goal of this research is to study the distribution of PGEs from the source (i.e. automotive catalytic converters and exhaust gas) to the environmental samples (i.e. atmospheric particles, road dust,storm water, pond sediments, and road-side soil). The mobility of PGEs from the converters in contact with run off water and natural complexing agents were studied. Also, the speciation of PGEs was investigated in road dust and pond sediments. Comparison of PGE contents in different catalysts confirms the replacement of Pt by Pd in more recent converters. Besides, the relative abundance of PGEs in environmental samples shows higher concentration of Pd compared toPt and Rh (i.e. Pd>Pt>Rh). The results of testing PGEs mobilization in catalytic converters demonstrate more significant mobilization by organic molecules as compared to run off water. Our results also show the dependency of PGEs mobilization on pH and on catalyst age. Among the PGEs, Rh was the most mobilized element in catalytic converters. More importantly, the speciation test shows that while PGEs are low mobile elements, in the mobilizable fraction, PGEs are in the organic fraction.

Les retardateurs de flamme (RF) sont des substances utilisées dans de nombreux produits synthétiques pour limiter la propagation du feu et ainsi améliorer la sécurité des habitations et des lieux publics. En raison de leur stabilité, de leur bioaccumulation et de leur toxicité, l’utilisation massive de certains RF, en particulier halogénés parmi lesquels la famille de Dechloranes, génère cependant un problème de contamination de l’environnement qui pose aujourd’hui la question d’éventuelles répercussions sur la santé humaine. Les Dechloranes ont été détectés pour la première fois dans l’environnement en 2006 et préoccupent, depuis, la communauté scientifique et les autorités sanitaires. Le présent travail avait pour objectif de contribuer à combler le manque manifeste de données sur les niveaux de prévalence en Dechloranes.Pour ce faire, une stratégie analytique ciblée, dédiée à l’identification et à la quantification des Dechloranes à l’état de traces (pg/g) dans des denrées alimentaires d’origine animale (DAOA) et des huiles végétales et basée sur un couplage GC-HRMS a été développé. Une attention particulière a été portée à la maîtrise des contaminations procédurales, eu égard au caractère ubiquitaire de certains composés. L’application de la méthode développée à 378 échantillons de poissons d’eaux douces de surface en France et de DAOA et huiles végétale collectées en France, au Liban et dans quatre pays d’Afrique subsaharienne a permis de brosser le premier état des lieux des niveaux de contamination environnementale et alimentaire dans ces pays, jusqu’à estimer l'exposition alimentaire de leurs populations à ces composés persistants et émergents. / Flame retardants (FR) are substances used in many synthetic products to limit the spread of fire and thus improve the safety of homes and public places. Due to their stability, bioaccumulation and toxicity, certain FRs, in particular halogenated ones among which the family of Dechloranes, are widely used, generating an issue of environmental contamination with potential repercussions on human health. Dechloranes were detected for the first time in the environment in 2006 and have since raised concerns to the scientific community and health authorities. The purpose of this paper is to help fill the obvious gap in data on prevalence levels of Dechloranes. To this end, a targeted analytical strategy dedicated to the identification and quantification of trace amounts of Dechloranes (pg/g) in animal foods (DAOA)and vegetable oils based on a GC-HRMS method has been developed. Particular attention has been paid to the control of procedural contaminations, given the ubiquitous nature of certain compounds. This method was applied to 378 samples of surface freshwater fish in France and DAOA and vegetable oils collected in France, Lebanon and four sub-Saharan African countries, and draw for the first time an inventory of levels of environmental and food contamination in these countries to estimate the dietary exposure of their populations to these persistent and emerging compounds

La structure et l’intensité des interactions ressources-consommateurs qui forment les réseaux trophiques régulent une très grande partie des transferts de biomasse mais aussi de contaminants biologiques et chimiques dans les écosystèmes. L’objectif de la thèse est de développer des modèles permettant d’étudier les mécanismes de transport des contaminants et d’évaluer ainsi d’une part la dynamique des maladies infectieuses et des pollutions chimiques, et d’autre part les réponses des réseaux trophiques soumis à ces contaminations.[...] À l’issue de ces travaux, une quatrième étape de la thèse a été d’intégrer les interactions trophiques, les dynamiques des parasites et les impacts des pollutions dans des méta-écosystèmes (i.e. avec dispersions d’individus entre écosystèmes). En utilisant la théorie des matrices aléatoires nous avons établi des mesures des risques d’émergence de parasites que nous avons évalués en fonction des perturbations extérieures.L’étude a ainsi montré que ces perturbations augmentent les risques épidémiques, mais que ces risques pouvaient être réduits par la dispersion des individus (sains et infectés) sous certaines conditions qui sont,par exemple pour les TTP, un nombre d’espèces plus grand que le nombre d’écosystèmes connectés, et un taux de virulence plus faible que le taux de contagion.Ainsi, dans un contexte planétaire d’augmentation des pressions anthropiques sur les écosystèmes,cette thèse de modélisation apporte un ensemble d’outils et de développements conceptuels permettant d’analyser quantitativement et qualitativement les transferts et les impacts des contaminants sur les écosystèmes. / Structure and strength of trophic interactions shaping food webs regulate a large part of biomass andenergy transfer in ecosystems, but also the transfer of biological and chemical contaminants. The aim ofthe PhD thesis is to develop models describing the mechanisms of contaminant transmission and using them to study the dynamics of infectious diseases and chemical pollutions, and also the response of trophic networks subject to those contaminations.[...] Following those works, a fourth step of the thesis has been to integrate trophic interactions, parasite dynamics and pollutions effects in order to study the stability of meta community (i.e. spatially connectedcommunities) and the risk of disease outbreaks. To do so, we use the theory of random matrices andwe introduced new criteria of metacommunity stability and of disease outbreak in metacommunity, both under external pressures. The study showed that external perturbations increase the risk of epidemics,but that those risks could be reduced with the dispersal of individuals (susceptible and infectious) underspecific conditions such as, for TTP, a greater number of species than that of connected ecosystems, and a smaller virulence than the contagion rate.In this way, in a context of planetary increase of anthropogenic pressures on ecosystems, this PhD thesis in modeling provides a set of tools and conceptual developments suitable to analyze quantitatively and qualitatively the transfers and impacts of contaminants in ecosystems.

La réutilisation des eaux usées traitées pour l’irrigation est globalement acceptée et pratiquée pour faire face à la pénurie d'eau et économiser les ressources de haute qualité. Bien que cette pratique présente des avantages indéniables et contribue à un usage plus durable de l'eau douce, elle n’est pas exempt de problèmes liés à l'impact potentiel sur la qualité des sols récepteurs et sur les cultures de micropolluants contenus dans l'eau réutilisée. Parmi ces polluants, les métaux lourds (ML) en concentrations traces jouent un rôle primordial en raison de leur présence systématique dans l'eau utilisée et de leur persistance une fois libéré dans l'environnement. Le devenir des ML dans les sols peut difficilement être prédit parce que les mécanismes de mobilité à travers les sols sont extrêmement variés et liés à des phénomènes simultanés et très complexes impliquant différents équilibres chimiques. Les ML, comme beaucoup d'autres contaminants, ne sont pas seulement partagé entre la phase immobile (le sol) et les phases mobiles présentes dans l'eau. En effet, les colloïdes et les nanoparticules agissent comme une troisième phase mobile, avec leurs propres propriétés rhéologiques et des vitesses de migrations qui leur sont propres. Ce dernier aspect a été l'un des principaux objectifs d’étude de la thèse. Plusieurs essais expérimentaux ont été menés en irriguant un sol standard selon l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) avec une eau usés traités réel et / ou synthétiques, contenant des ML en concentrations traces. Pour chaque test, un sol spécifique (avec différentes teneurs en matière organique) et des eaux usées traitées de composition différente (avec différentes concentrations en métaux traces, de salinité, de la teneur en matière organique pour les eaux usées synthétiques, ou des eaux usées traitées réelles) ont été choisi afin d'évaluer les effets des conditions différentes sur le devenir global des ML. L'augmentation de la matière organique du sol de 2,5 à 10% a linéairement amélioré la mobilité des Cd, Cu et Ni avec une augmentation de la mobilité maximum de 35,6, 43,7 et 49,19% pour le Cd, Cu et Ni, respectivement. Pour la plupart des expériences, les ML ont été capturés dans la couche superficielle du sol (0,5 à 1 cm). Néanmoins, des pics de contamination ont été détectés à des profondeurs différentes dans les couches plus profondes du sol. L’étude de la composition des lixiviats montre des variations de concentrations fonction du métal étudié et des caractéristiques du sol et des eaux usées. Des pics de métaux dans le lixiviat sont apparus en même temps que la libération de la matière et / ou la libération de silicates organiques, ce qui démontre l'implication significative des colloïdes dans le transport des métaux. La concentration en sodium (20 mM) a été démontrée un impact fort sur la réduction de la mobilisation colloïdale et que plus de 95% du métal apporté a été détecté dans la couche superficielle du sol en dépit de sa teneur en matière organique. La salinité affiche donc des effets significatifs. L'irrigation avec des eaux usées traitées présentant une très haute teneur en Ca et Mg (111 et 134 mg / L, respectivement) a abouti à la libération moyenne plus élevée de silicium à partir de la matrice inorganique du sol (8,2 mg / L) par rapport à la faible salinité des eaux usées artificielle (1,9 mg / L). Par conséquent, la mobilisation ultérieure de Cd, Cu, Ni et Zn a été observée lorsque le sol a été irrigué avec des eaux usées traitées réelles. Une caractérisation spectroscopique avancée des lixiviats a été réalisée pour identifier les agrégats colloïdaux libérés par le sol dans le but d’en déterminer leur nature, leurs propriétés chimiques et leur état d'agrégation / Reuse of treated wastewater for agricultural purposes is worldwide accepted and practiced to face water scarcity and save high quality resources. Although such practice has undoubtable advantages and is certainly more sustainable respect to the use of fresh water, it is not exempt from severe concerns related to the potential impact on the receiving soil and on the crops of potentially harmful pollutants contained in the reused water at trace levels. Among these pollutants, trace heavy metals (HMs) play a primary role due to their spread presence in the used water and to their persistence once released in the environment. The fate of HMs in the soils can be hardly predicted as mechanisms of mobility through soils are extremely diverse and related to highly complex simultaneous phenomena and chemical equilibria. HMs, in fact, as many other contaminants, are not only partitioned between the solid immobile and the water mobile phases. Indeed, colloids and nanoparticles act as a third mobile phase, with their own rheological properties and velocity. This latter aspect has been one of the main focus of the thesis. In details the thesis describes the results of several experiments conducted irrigating the OECD standard soil with real and/or synthetic wastewater, containing HMs in trace. For each test a specific soil (e.g. varying the organic matter content) and wastewater composition (e.g. varying the metals concentration, the salinity, the organic matter content, or testing real treated wastewaters) has been chosen in order to evaluate the effects of different conditions on the overall HMs fate. The increase of soil organic matter from 2,5 to 10% linearly enhanced the mobility of Cd, Cu and Ni up to a maximum mobility increase of 35.6, 43.7 and 49.19 % for Cd, Cu and Ni, respectively. In most experiments metals accumulated in the top soil layer (0.5 - 1 cm). Nevertheless peaks of contamination were detected at different depths in the soil deeper layers and at different leaching time in the leachates depending on the metal and on the soil and wastewater characteristics. Peaks of metals in the leachate appeared simultaneously with release of organic matter and/or release of silicates, demonstrating outstanding involvement of colloids in metals transport. Sodium concentration (20mM) decidedly reduced colloidal mobilization whereas more than 95 % of the influent metal was detected in the top layer despite the soil organic matter content. Salinity displayed different effects. The irrigation with real treated wastewater with quite high content of Ca and Mg (111 and 134 mg/L, respectively) resulted in higher average release of silicon from the soil inorganic matrix (8.2 mg/L) compared to the low salinity artificial wastewater (1.9 mg/L). Consequently higher mobilization of Cd, Cu, Ni and Zn was observed when the soil was irrigated with real treated wastewater. An advanced spectroscopical characterization of the leachates was performed to identify such colloidal aggregates. The observation of 3D excitation-emission matrix demonstrated in all the leachates samples the presence of fulvic (230-450 nm ex-em fluorescence area) and humic (330-445 nm ex-em) substances. In this context, a novel analytical method was developed to quantify phenolic substances in soil matrices allowing the monitoring of humic matter migration in soil profiles. The novel method was more accurate and more precise respect to the traditional one, allowing to obtain higher recovery of total phenols in peat soil (15.5 % increase) with a decrease of the coefficient of variation (30.1% decrease). Organic water soluble colloids were extracted from the peat used to prepare the OECD standard soil and characterized. Results of size exclusion chromatography highlighted the supramolecular structure of the extracted organic matter. Such structure was further confirmed through fluorescence and 1H-NMR spectroscopy

Suite à une anthropisation généralisée des ressources aquatiques et des écosystèmes associés, on retrouve de nombreux contaminants chimiques organiques à l’état de traces dans l’environnement aquatique. En parallèle de ces contaminants, dans les milieux aquatiques on retrouve également des molécules rassemblées sous la dénomination « matière organique dissoute (MOD) », qui sont des mélanges complexes de molécules et macromolécules, qui peuvent s’associer à ces contaminants et influencer leur comportement et leur distribution. Les interactions entre MOD et contaminants peuvent s’avérer difficiles à étudier étant donné qu’elles sont dépendantes de nombreux facteurs tels que la nature des contaminants et de la MOD, ainsi que des paramètres physico-chimiques du milieu. L’objectif de ces travaux était donc d’étudier ces interactions. Les contaminants organiques choisis ont été les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) et les substances pharmaceutiques. D’autre part, plusieurs types de MOD d’origine naturelle ou commerciale ont été utilisés. Pour étudier les interactions, plusieurs techniques analytiques ont été développées dont la micro-extraction sur phase solide couplée à la chromatographie en phase gazeuse et à la spectrométrie de masse et l’extinction de fluorescence. / In relation with a widespread human impact on aquatic resources and ecosystems, many organic chemical contaminants are present at trace levels in aquatic environments. In parallel to these contaminants, dissolved organic matter (DOM), which is composed of complex mixtures of molecules and macromolecules, is also found and could be associated with these contaminants and influence their behavior and distribution. Interactions between DOM and contaminants can be very difficult to understand because they depend on many factors such as the nature of contaminants and DOM, as well as on environmental physico-chemical parameters. The aim of this work was thus to study these interactions. Organic contaminants studied were Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) and pharmaceuticals. On the other hand, several types of natural and commercial DOM have been used. To study the interactions, several analytical techniques have been developed like solid phase microextraction coupled to gas chromatography and mass spectrometry and fluorescence quenching.

Une étude approfondie a été menée dans deux zones distinctes (Estarreja au Portugal, noté EST, et Casier Peyraud 6 en France, noté PEY) pour évaluer les niveaux de contamination, ainsi que leurs comportements dans des anthroposols et les risques potentiels de ces contaminants pour des organismes vivants du sol. L’objectif principal étant d’évaluer la mobilité environnementale des retardateurs de flamme bromés (RFBs) dans un écosystème terrestre, notamment vers les vers de terre (Eisenia fetida) et les plants (luzerne (Medicago sativa), cresson (Nasturtium officinale), moutarde blanche (Sinapsis alba), dans une prospective d’évaluation du risque de transferts de ces molécules.Le facteur de bioaccumulation (BAF) ainsi que les indices SET et ERITME ont été calculés. Le BAF permet de déterminer si une substance est accumulée dans un organisme donné et s’il existe un risque d’entrée et de diffusion tout au long de la chaine alimentaire. Les indices SET et ERITME permettent de classer les sites testés en fonction du transfert efficace des COs par les anthroposols aux organismes testés, et d’avoir une idée du risque potentiel pour l’écosystème. L’indice SET donne une idée globale de l’excès de transfert pour tous les contaminants dans les matrices étudiées. L’indice ERITME permet d’évaluer le risque environnemental global inhérent associé à l’excès de transfert des contaminants considérés. Compte tenu des valeurs ERITME, les matrices étudiées peuvent être classées dans un ordre de toxicité qui est aussi conforme pour l’ensemble des organismes testés (E. fetida, luzerne, cresson et moutarde). / A comprehensive study was conducted in two distinct areas (Estarreja in Portugal, noted EST, and Casier Peyraud 6 in France, noted PEY) to assess the contamination levels as well as their behavior in soils and the potential risks posed by these contaminants to soil organisms. The principal aim was to evaluate the environmental mobility of brominated flame retardants (BFRs) in a terrestrial ecosystem, namely to earthworms (Eisenia fetida) and plants (alfalfa (Medicago sativa), watercress (Nasturtium officinale) and white mustard (Sinapis alba)), concerning the BFRs transfer risk evaluation. The Bioaccumulation factor (BAF) as well as the SET and ERITME indexes were calculated. The BAF allow to determine if a substance is accumulated in a certain organism and if there exists the risk of entry and diffusion along the food chain. SET and ERITME indexes allow to rank the tested sites according to the effective OCs transfer from anthroposoils to the tested organisms and have an idea of the potential risk to the ec system. The SET index gives a global idea of the excess of transfer for all the contaminants in the studied matrices. The ERITME index allows to evaluate the possible inherent global environmental risk associated with the excess of transfer on the considered contaminants. Considering the ERITME values, the studied matrices can be classified in an apparent increasing order of toxicity that it is also in accordance with the levels of OCs found in the all the tested organisms (E. fetida, alfalfa, cress and mustard).

Les contaminants d’intérêt émergent (CIEs) ont fait l’objet d’un nombre croissant d’études ces dernières années, notamment dans les milieux aquatiques. Il existe cependant certains manques de connaissances concernant leur occurrence et leur distribution dans les systèmes hydrologiques complexes, notamment la distribution verticale à travers différentes masses d’eau. Les variations saisonnières entre conditions estivales et hivernales restent difficiles à établir en raison des conditions météorologiques hivernales rigoureuses au Canada, limitant l’accessibilité des échantillons. Ainsi, ce projet de maîtrise a porté sur l’étude de 90 CIEs, comprenant des pesticides, des produits pharmaceutiques et marqueurs anthropiques, des hormones et des substances perfluorées dans un environnement océanographique, soit l’Estuaire et le Golfe du Saint-Laurent (EGSL). Deux expéditions ont été menées en conditions hivernales (hivers 2019 et 2020) et une en conditions estivales (été 2019). Ces missions ont permis d’évaluer, dans un premier temps, la distribution spatiale des CIEs dans l’eau de surface le long de l’EGSL, puis, dans un second temps, la variation des concentrations de surface associées aux différentes températures, salinités, couvertures de glace, processus de dégradation ou débit du fleuve des saisons. Par ailleurs, un échantillonnage à plusieurs profondeurs durant l’hiver 2020 a permis de dresser un profil vertical des concentrations le long de l’Estuaire et du Golfe du Saint-Laurent. Finalement, la filtration de larges volumes d’eau de surface durant l’hiver 2020 a permis d’évaluer la concentration des CIEs adsorbés sur la matière en suspension (phase particulaire) et conséquemment, le partitionnement entre la phase dissoute et particulaire, influencé par la variation de la salinité et de la quantité de matière en suspension. Les analyses ont été effectuées grâce au développement et à la validation d’une nouvelle méthode multi-résidus impliquant la chromatographie liquide à ultra-haute performance (UHPLC) couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS). À notre connaissance, il s’agit de la première étude à caractériser divers contaminants émergents dans les eaux de l’Estuaire et du Golfe du Saint-Laurent, particulièrement pendant la période hivernale et à travers la colonne d’eau. / Contaminants of Emerging Concern (CECs) have been increasingly studied since recent years, for instance in aquatic ecosystems. However, there exist significant knowledge gaps regarding their occurrence and distribution in complex hydrological systems, including their vertical distribution in different water bodies. Seasonal variations between summer and winter conditions are also difficult to establish because of the rigorous winter weather conditions in Canada, restricting the accessibility of samples. Thus, this project focused on the study of 90 CECs, including pesticides, pharmaceuticals and anthropogenic markers, hormones, and perfluorinated substances in an oceanographic environment, namely the St. Lawrence Estuary and Gulf (SLEG). Two expeditions were conducted under winter conditions (winters 2019 and 2020) and one under summer conditions (summer 2019). These expeditions first assessed the spatial distribution of CECs along the SLEG and, secondly, the seasonal and annual variations of the concentrations associated with the different temperatures, salinities, ice cover, degradation processes or seasonal river flow. In addition, sampling at multiple depths during the winter of 2020 allowed for documenting the vertical profiles of CECs throughout the SLEG. Finally, the filtration of large volumes of surface water during the winter of 2020 allowed for the evaluation of the CECs adsorbed onto suspended particle matter (SPM) and consequently, the partitioning between dissolved and particulate phases, influenced by salinity and SPM variations. Analyses were performed following the development and validation of a new multi-residue method involving ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) coupled with high-resolution mass spectrometry (HRMS). To the best of our knowledge, this is the first study to report the occurrence of emerging contaminants in the SLEG, especially during the winter season and across the water column.