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Traiter les effluents hospitaliers avec les eaux usées, c'est possible !

Copyright: GRAIE - SRB - SIPIBEL
Copyright: GRAIE - SRB - SIPIBEL

Depuis 2011, le site pilote de Bellecombe, en Haute-Savoie, mène une expérience de traitement des effluents hospitaliers en station d'épuration. L'objectif étant d'évaluer l'impact environnemental de ces rejets et leur influence sur le fonctionnement de la station.

L'histoire du site pilote de Bellecombe (Sipibel) a commencé en 2011. Le centre hospitalier Alpes-Léman (Chal) n'avait pas encore vu le jour. Il n'est entré en service qu'en 2012. Sur cet établissement bordant l'Arve, les collectivités locales ont souhaité mener une expérimentation en matière de traitement de ses eaux usées. Ainsi, à titre expérimental, un arrêté préfectoral demandait à ce que l'effluent hospitalier soit traité séparément des eaux usées urbaines pendant 3 ans.

L'objectif était de connaître dans un premier temps les spécificités d'un effluent hospitalier. Puis dans un second temps de savoir s'il est possible de mélanger sans risque les deux types d'eaux usées, sans nuire à la santé humaine et sans impact sur l'environnement. Les eaux de la station d'épuration (traitant 32.000 équivalent habitant) sont en effet rejetées dans l'Arve, la rivière alimentant la nappe du Genevois, qui sert à la consommation humaine.

Le débit des effluents du Chal est en moyenne de 140 m3 par jour. Celui des effluents urbains est de 5.200 m3/jour. L'Arve, en période de basses eaux, montre un débit compris entre 20 et 30 m3/s soit de 300 à 500 fois le débit moyen rejeté par la station d'épuration (STEP) de Bellecombe. A noter que les eaux usées sont traitées, sur le site Sipibel, par voie biologique, par boues activées à très faibles charges.

Sous la direction du "Groupe de recherche Rhône-Alpes sur les infrastructures et l'eau" (Graie), un consortium s'est donc créé, avec les agences de l'eau, les départements, l'agence régionale de santé (ARS), les ministères de la santé et de l'environnement et un panel de chercheurs. Au total 32 organismes partenaires (français et suisses), dont 10 équipes de recherche, ont participé à la création de l'observatoire du site Sipibel et la mise en place d'un programme de recherche.

De février 2012 à septembre 2014, des prélèvements d'eau de l'Arve ont été réalisés à l'amont et à l'aval de la station. En parallèle, une campagne de mesures mensuelles en physico-chimie, en microbiologie et en écotoxicologie a été instaurée dans la station. Puis à partir de 2014, l'expérimentation sur le mélange des effluents a été menée. Le but étant de pouvoir répondre aux questions suivantes: "Est-ce que l'injection d'une part d'eau urbaine dans les effluents hospitaliers allait modifier la qualité des eaux rejetées, quel est son impact environnemental et son impact sur le fonctionnement de la station", interroge Christophe Dagot, de l'université de Lyon.

GRAIE
Depuis 2011, le fonctionnement de la station sans hôpital a donc été évalué, puis après 2012 le fonctionnement avec un traitement séparatif et enfin actuellement le suivi du mélange des effluents. Ce suivi a abouti à la construction d'une base de données mutualisée contenant 40.000 résultats d'analyses.

Quels indicateurs ont été suivis ? Outre les indicateurs classiques surveillés pour une station d'épuration, les micropolluants (médicaments, détergents, métaux), la microbiologie et un panel des bio-essais (écotoxicité aiguë et chronique et mesure des perturbateurs endocriniens) ont été relevés.

Les caractéristiques des effluents hospitaliers

Les médicaments suivis ont été sélectionnés en fonction de leur "consommation en milieu hospitalier et domestique, de leur risque potentiel en termes de bioaccumulation et de leurs effets toxiques mais aussi des possibilités analytiques des laboratoires", précise le rapport de synthèse du Graie. Une quinzaine de médicaments ont ainsi été suivis: des analgésiques, anti-inflammatoires, bétabloquants, antibiotiques et des anticonvulsants, mais également une quinzaine de détergents.

"La spécificité de l'effluent hospitalier est sa concentration en antibiotiques qui est plus élevé que pour des effluents classiques. Et plus encore celle en détergents. D'ailleurs, il contient 1.000 fois plus de détergents que de médicaments !", explique Laure Wiest, de l'Institut des sciences analytiques de Lyon. Il contient également des bactéries potentiellement plus antibiorésistantes. Leur écotoxicité est également plus importante, "bien qu'elle soit très variable au cours de l'année", précise l'ingénieure. Ces effluents sont également très marqués par la présence de perturbateurs endocriniens.

Sur le site de Bellecombe, le débit des rejets hospitaliers est moindre que celui des eaux usées domestiques. La majorité du flux de résidus médicamenteux et de détergents provient donc des apports diffus, c'est à dire domestiques. A l'exception toutefois de deux antibiotiques plus spécifiquement utilisés en milieu hospitalier: la ciprofloxacine et la vancomycine.

Quels résultats pour un traitement séparatif ?

Les scientifiques ont pu constater une forte diminution de la toxicité, de l'antibiorésistance et des charges pour la majorité des micropolluants testés. Cependant, il reste que des teneurs significatives (notamment en paracétamol) sont rejetées dans le milieu naturel (rivière) en raison de leurs concentrations élevées en entrée de Step, ou comme dans le cas de l'anti-inflammatoire, diclofénac, parce que leurs propriétés les rendent réfractaires au traitement. De même malgré un fort abattement, le potentiel perturbateur endocrinien mesuré dans les effluents traités est "encore à certaines dates et avant dilution dans la rivière d'un niveau susceptible d'induire" des effets pertubants sur la faune aquatique.

En conclusion, le traitement est efficace mais n'élimine pas tous les polluants. Les abattements de polluants pour les deux filières (hôpital, domestique) sont très variables selon les composés. Certaines de ces molécules voient leur concentration fortement diminuer comme le paracétamol, l'acide salicylique et l'ibuprofène, d'autres sont plus réfractaires comme le diclofénac, le propanolol, la carbamazépine et les antibiotiques ciproflloxacine et sulfaméthoxazole.

Les abattements sont plus importants pour la filière hôpital qui "présente un temps de séjour en station d'épuration plus élevé".

Quant aux boues de bassin, celles de la filière hospitalière ont tendance à "s'enrichir en gènes d'antibiorésistance".

Et lorsque les eaux usées sont mélangées ?

"Le suivi n'a pas montré de perturbation des taux de traitement de la station d'épuration lorsque l'effluent hospitalier est mélangé à l'effluent urbain", mélange expérimenté à partir de 2014. "Le mélange possède des caractéristiques très proches des effluents urbains", estime Christophe Dagot. Traiter séparément les effluents hospitaliers n'est donc pas forcément une bonne idée.

Par conséquent, le syndicat des eaux, appuyé par le consortium scientifique, a demandé une modification de l'arrêté préfectoral pour revenir à une configuration classique avec un mélange des deux types d'effluents. Un traitement complémentaire par ozonation des micropolluants est efficace sur le mélange (50% hospitalier, 50% urbain) mais "entraîne un surcoût non négligeable", complète Christophe Dagot.

Et si les résultats sur les boues sont "conformes à la réglementation en vigueur", il convient de rester vigilant, estime le rapport du Graie, notamment concernant "les paramètres non réglementaires tels que les résidus médicamenteux, les détergents, les gènes d'antibiorésistance".

D'ailleurs, il est prévu de poursuivre l'étude sur ces paramètres spécifiques. L'idée étant d'"émettre des préconisations en termes de traitements et de gestion de ces boues", conclut le rapport de synthèse.

"Les résultats ont démontré que l'implantation d'une station d'épuration sur un site hospitalier n'est pas la solution appropriée", affirme ainsi le consortium.

En résumé, la question de l'impact de ces effluents "doit être abordée par les établissements de façon globale", estime le Graie, en considérant "l'ensemble de leurs activités et des rejets potentiels: services médicaux, tour aéro-réfrigérante, blanchisserie, laboratoires, etc. afin de préconiser les pratiques, prétraitements et suivis nécessaires".

Selon les données de l'Anses (2014), les médicaments en France représentent :
  • 2.800 substances actives
  • 11.000 médicaments
  • Un Français consomme en moyenne 48 boîtes/an
  • 53% des quantités vendues sont à prescription obligatoire

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