Dissertations / Theses on the topic 'Eau potable – Teneur en trihalométhanes'

Ce travail concerne l'utilisation de la microfiltration tangentielle pour realiser une clarification sterilisante a l'aval d'un reacteur de denitrification biologique d'eau potable. L'analyse de l'evolution du colmatage des membranes permet de degager trois points importants: le role des interactions physico-chimiques, l'existence d'un colmatage interne des pores, la formation d'un gateau de filtration. L'optimisation du procede, dans un but industriel, se fait alors en trois etapes: la coagulation-floculation de l'eau brute, la reduction du diametre des pores, l'utilisation de lavages a contre-courant

L'objectif de l'etude presentee dans cette these concerne l'analyse et le controle d'un procede par biofiltration de denitrification (bioreacteur a lit fixe) utilise pour le traitement biologique de l'eau a potabiliser. La dynamique d'un tel procede est decrite a l'aide d'un systeme a parametres distribues (procede a gradient spatial de concentration). La phase de denitrification joue un role tres important dans la mesure ou des concentrations trop elevees en produits nitres dans les reseaux de distribution d'eau peuvent s'averer dangeureuses pour la sante humaine. Pour satisfaire, a la fois, aux normes de rejet et aux contraintes economiques qui doivent etre gerees, l'utilisation de techniques d'automatique avancee basees sur les modeles mathematiques des procedes est une aide efficace pour developper des strategies de controle et de commande dans l'optique ulterieure d'une meilleure maitrise du fonctionnement des unites de traitement des eaux. Les concepts qui sont abordes dans cette these concernent la modelisation des procedes biotechnologiques, l'analyse des systemes a parametres repartis, l'identifiabilite du modele ainsi que l'identification parametrique sur base de donnees experimentales, l'estimation et la commande du procede de denitrification. Les algorithmes d'estimation et de commande font appel a des techniques non lineaires de type adaptatif exploitant la nature distribuee et non lineaire inherente au modele du procede de denitrification. Ces algorithmes ont ete mis au point par simulation puis testes sur unite pilote

Au cours de cette recherche trois procedes biologiques de denitrification des eaux a potabiliser ont ete testes dans le but de determiner leur faisabilite industrielle sur des eaux souterraines : _ le premier utilise des micro-algues immobilisees dans des polysaccharides de type alginate. Ce procede avait fait l'objet d'un brevet apres des etudes en laboratoire a petite echelle. Il s'agissait d'etudier ses performances a plus grande echelle et sur des eaux naturelles. Les resultats obtenus tant au niveau de la stabilite de la matrice d'immobilisation que des performances d'elimination des nitrates ne permettent pas d'envisager une application industrielle dans l'immediat. _ le second met en jeu des bacteries heterotrophes fixees, avec de l'ethanol comme substrat carbone. Il a permis d'adapter la technologie de lit fixe de la societe cise aux contraintes imposees par la denitrification d'eaux a potabiliser. Les resultats obtenus repondant aux attentes (charge eliminee : 1,4 kg d'azote nitrique par metre cube et par jour pour un rendement de denitrification de 80 a 100 pour cent), ce procede est en cours d'agrement avant developpement industriel. _ le dernier fait intervenir des bacteries autotrophes fixees, avec un compose soufre soluble (le thiosulfate de sodium) comme source d'energie. Les performances enregistrees a moyenne echelle (charge eliminee : 1,93 kg d'azote nitrique par metre cube et par jour pour un rendement de denitrification de 80 a 100 pour cent) permettent d'envisager un developpement a plus grande echelle et des essais sur des eaux de surface.

Cette thèse a pour origine l'étude de la migration du nickel dans les eaux de l'aquifère crayeux du bassin Artois-Picardie. La thèse est organisée en trois parties. La première synthétise les données rassemblées au niveau national sur le nickel et l'arsenic concernant la toxicologie, les concentrations dans la ressource, les méthodes d'analyse et de traitement. Cette réflexion fait suite à la nouvelle directive européenne sur l'eau potable qui va abaisser la norme sur ces deux éléments. La seconde partie est consacrée aux métaux piégés dans les sédiments fluviaux. Les méthodes d'étude ainsi que la notion de mobilité des métaux sont abordés. La troisième partie traite de deux champs captants importants pour l'alimentation en eau concernés par le nickel. Sur le champ captant des Ansereuilles l'origine la plus probable du nickel est le canal de la Deûle qui jouxte les captages, par infiltration de l'eau à travers les sédiments pollués. Deux campagnes d'échantillonnage et d'analyse des sédiments ont permis d'observer l'évolution des concentrations de l'amont vers l'aval mais aussi verticalement. Des analyses de spéciation, des essais en batch, ainsi que des mesures de paramètres d'oxydoréduction ont permis de discuter de la migration du nickel. Il semble que les conditions étant plus réductrices dans la nappe de la craie les oxydes de fer et de manganèse, supports du nickel, sont réduits et libèrent ce dernier. Dans le cas du champ captant de Flers en Escrebieux, au passage en captivité, parallèlement à la diminution des nitrates les teneurs en nickel augmentent. L'apparition de conditions réductrices conduit à la réduction des oxydes qui libèrent le nickel en solution. Ainsi dans les deux cas, quelque soit l'origine du nickel, celui-ci apparaît dans l'eau de la craie car il rencontre des conditions favorables à sa mise en solution. Ces conditions apparaissent lors d'un passage en captivité ou dans la zone réduite qui se développe le long de cours d'eau.

La Matière Organique Naturelle (MON) constitue aujourd'hui au travers du Carbone Organique Total (COT) un paramètre clé dans le contrôle de la qualité des eaux potables. Le premier objectif de cette étude a été d'évaluer l'efficacité de la résine anionique MIEX® et de différentes autres résines anioniques vis-à-vis de l'élimination du Carbone Organique Dissous (COD) dans une eau de surface chargée en MON. Les performances de ces résines ont été comparées à celle de la coagulation/floculation à l'échelle du laboratoire ou sur des unités pilotes. Le second objectif de ces travaux a eu pour but de déterminer l'impact du traitement par les résines anioniques vis-à-vis de la réduction des phénomènes de compétition pour l'adsorption des pesticides sur charbon actif et vis-à-vis de la diminution du colmatage (ultrafiltration). Différentes techniques analytiques (spectrométrie de fluorescence, chromatographie d'exclusion stérique, pyrolyse CG/MS (chromatographie gazeuse/spectrométrie de masse)) ont été utilisées dans le but de caractériser la MON des eaux brutes et traitées. Outre la résine MIEX®, les travaux ont montré de manière plus globale que l'ensemble des résines anioniques représente une alternative intéressante à la coagulation/floculation pour l'élimination du COD. L'intérêt de l'échange d'ions réside de plus dans son possible couplage avec le charbon actif pour la diminution des phénomènes de compétition entre la MON et les pesticides<br>Natural Organic Matter (NOM) represents through Total Organic Carbon (TOC) a key parameter for the control of drinking water quality. The first objective of this study was to evaluate the efficacy of the Anion Exchange Resin (AER) MIEX® and different other AER for the elimination of Dissolved Organic Carbon (DOC) from a high DOC content surface water. The performances of these AER were compared with those of coagulation/flocculation at laboratory scale as well as pilot scale. The second objective of this study was to determine the impact of AER treatment on the reduction of competition mechanisms between NOM and pesticides for the adsorption on activated carbon and on the reduction of membrane fouling (ultrafiltration). Various analytical tools (fluorescence spectroscopy, size exclusion chromatography, pyrolysis GC/MS (gas chromatography/mass spectrometry)) were used in order to characterize NOM of raw and treated waters. As well as MIEX® resin, whole studied AER proved to be an interesting alternative to coagulation/flocculation for DOC removal. Moreover, the interest of AER lies in its combination with activated carbon for the reduction of competition mechanisms between NOM and pesticides

Le Code de la Santé Publique fixe les exigences sur la qualité de l’eau au point d’usage et les matériaux utilisés au contact de l’eau sont soumis à l’obtention d’une Attestation de Conformité Sanitaire. Toutefois des cas de dégradation organoleptique de l’eau subsistent aux points d’usage des consommateurs. Une revue bibliographique a montré que la dégradation organoleptique de l’eau pouvait être causée par la présence de composés provenant des matériaux organiques constituant les réseaux intérieurs. Un modèle à compartiments développé modélise le transfert et le transport des composés organiques des matériaux dans l’eau. Ce type d’approche permet de coupler l’étude du transfert de composés organiques des matériaux dans l’eau et l’étude de l’hydrodynamique dans les réseaux intérieurs. Son application donne la possibilité i)- d’observer l’impact des conditions opératoires dynamiques sur la concentration en composés organiques au point de puisage ii)- de réaliser des diagnostics de réseaux pour éviter les désagréments au point d’usage et encore iii)- de quantifier les composés organiques acheminés au point d’usage dans des scénarios de puisage complexes. L’étude du transfert de composés organiques en condition dynamique a permis de montrer que la température de l’eau, l’agitation turbulente et la durée d’utilisation du matériau organique avaient un impact sur les cinétiques de migration de composés organiques. Toutefois, les expériences réalisées à l’aide du modèle à compartiments ont indiqué que la contribution de la migration en mode dynamique était négligeable devant la contribution en mode statique. En revanche, il a été vu que l’hydrodynamique pouvait avoir un impact important sur la qualité de l’eau au point de puisage notamment à cause de phénomène d’intercommunication. Enfin, l’élaboration de scénarios complexes basée sur les habitudes alimentaires des consommateurs au robinet a montré la corrélation entre les pratiques de consommation des usagers et la quantité de composés organiques ingérée. Cette démarche peut s’inscrire dans des approches de type Valeur Toxicologique de Référence basées sur la prédiction de la quantité de composés chimiques ingérés quotidiennement<br>The French Public Health Code sets out the requirement on tap water quality and the materials used in the contact of drinking water are subject to the Attestation of Sanitary Conformity. However, organoleptic degradation can remain in tap water. A bibliographic study has shown that organoleptic degradation could be caused by the presence of chemicals migrating from materials and by complex hydrodynamic phenomenon. A compartmental model has been developed. It models the transfer and the transport of chemicals from materials to water. This approach allows to combine the study of transfer of chemical from the material and the study of hydrodynamics in private water installations. It provides the opportunity i)- to observe the impact of dynamic operating conditions on the concentration of chemicals in tap water ii)- to make diagnostics of the installation to avoid disagreements and iii)- to study the quantity of chemicals deliver in tap water in function of consumption habits of the users. The study of chemicals transfer phenomenon in dynamic conditions has shown the impact of water temperature, turbulent agitation and duration of the use of materials on migration kinetics of chemicals. However, the experiences made with compartmental model have indicated that the leaching of chemicals in dynamic conditions was negligible compared with the leaching of chemicals in static conditions. Indeed, the static contact time is far more important that the dynamic one. However, it has been shown that the hydrodynamics could have a significant impact on tap water quality, particularly due to exchanges between different parts of the networks. Finally, the complex scenario development based on consumption habits of the users have shown that the quantity of chemicals ingest by the consumers were strongly dependant of the consumption behaviour of the users. The approach could be a part of a process like the threshold of toxicological concern based on the prediction of the daily quantities of chemicals ingest

Les désinfectants utilisés dans la production d’eau potable réagissent avec la matière organique naturelle et produisent des sous-produits de désinfection. Les ressources en eaux potables dans les régions côtières sont susceptibles d’être impactées par des concentrations plus élevées en ions iodure entraînant la formation de sous-produits iodés, plus toxiques que leurs analogues bromés et chlorés. Deux méthodes analytiques par chromatographie gazeuse avec injection par headspace-trap ont été développées à l’Université de Lille : une méthode pour analyser les trihalométhanes – en particulier les espèces iodées (I-THMs) – et une méthode pour les acides haloacétiques (HAAs). Ces méthodes ont été utilisées pour une étude sur une usine de traitement de l’eau ainsi que pour l’évaluation de résines échangeuses d’ions, dans le cadre d’un ambitieux projet de modernisation de l’usine. En plus de tests de potentiels de formation, différents scénarios de concentrations croissantes en ions iodure et bromure ont été testés. Les résultats ont également été reliés à la caractérisation de la matière organique naturelle, avec l’abattement des substances humiques et des building blocks entraînant la plus grande réduction en potentiel de formation des THMs, durant la coagulation-décantation et lors du traitement par résines échangeuses d’ions. Les I-THMs et HAAs déjà formés furent significativement éliminés par les filtres à charbon actif sur l’usine de traitement, abaissant la cytotoxicité relative globale. La résine Amberlite IRA410 a eu la meilleure performance parmi les 4 résines testées sur l’abattement du carbone organique dissous et la réduction en potentiel de formation des sous-produits de désinfection<br>Disinfectants react with natural organic matter (NOM) to produce undesired disinfection by-products (DBPs). Drinking water resources in coastal areas can be impacted by higher concentrations of iodide leading to the formation of iodinated DBPs which are more toxic than their brominated and chlorinated analogues. Two analytical methods to analyse DBPs by headspace-trap gas chromatography were developed at Lille University: one for the trihalomethanes – with a focus on iodinated species (I-THMs) – and one for the haloacetic acids (HAAs). Those methods were implemented in a collaboration with De Watergroep to look at the removal of these DBP precursors in a full-scale drinking water treatment plant as well as in the assessment of ion exchange resins, as part of an ambitious project to modernize the plant. As well as formation potential tests on real waters, different scenarios of increasing iodide and bromide concentrations were tested. The results were also related to the characterization of the natural organic matter, with the removal of humic substances and building blocks leading to the greatest abatement of THM formation potential during coagulation-decantation and ion exchange treatment. Preformed I-THMs and HAAs were greatly removed by the granular activated carbon filters in the full scale plant, reducing the overall relative cytotoxicity. Amberlite IRA410 had the best performance amongst 4 resins on NOM removal and DBP formation potential reduction

Le sélénium est un élément trace naturellement présent dans l’environnement. En France, plusieurs collectivités du département de la Vienne sont desservies par une eau dont la concentration en sélénium est supérieure à la norme (10 µg. L-1), nécessitant le recours à des dérogations. L’objectif principal de cette étude était de quantifier le niveau d’exposition individuelle au sélénium de la population générale adulte résidant dans ces différentes communes. Les méthodes employées ont permis d’une part, l’estimation des apports séléniés quotidiens (méthode par questionnaire et méthode des journées dupliquées) et d’autre part, la comparaison d’imprégnation corporelle à des sujets non exposés (concentration en sélénium des coupures d’ongles). Ces approches ont été complétées par l’administration d’un questionnaire de santé et l’analyse de quelques aliments produits localement. Le sélénium total a été quantifié par la technique ICP-MS, sous contrôle-qualité. Les résultats ont montré que les sujets n’étaient pas exposés à des doses toxiques de sélénium : les apports quotidiens et les concentrations des coupures d’ongles en sélénium étaient inférieurs aux valeurs observées dans des zones de toxicité due au sélénium. Enfin, il n’a pas été retrouvé de différences significatives concernant l’état de santé général des groupes exposés et non exposés, ni entre la concentration en sélénium des aliments produits localement et ceux produits en France<br>Selenium is a trace element which is naturally present in the environment. In France, several municipalities in the Vienne department have selenium contents in drinking water over the standard (set at 10 µg. L-1). The objective of this work was to evaluate selenium exposure of the adult population living in these municipalities. Several methods were used to estimate intakes of selenium (by the use of questionnaires and by duplicate diet method), to compare selenium status (toenail selenium concentration) and health aspects with an unexposed group, and, to determine selenium concentration of locally produced foods. Total selenium was quantified by ICP-MS. Results showed that subjects were not exposed to toxic quantities of selenium: intakes of selenium and selenium toenail concentrations were below observed values in toxic seleniferous area. Finally, no significant difference was observed concerning health of exposed and unexposed group and concerning selenium concentration of locally produced foods and national ones

La chloration est la principale méthode utilisée pour désinfecter l’eau destinée à la consommation humaine. Malheureusement, ce processus engendre la formation de sous-produits de chloration (SPCs) par la réaction entre le chlore et la matière organique présente naturellement dans les eaux. Afin de d’identifier et de quantifier les SPCs, susceptibles de coexister dans une eau chlorée, à l’état de traces ou d’ultra-traces, nous avons mis au point des méthodes analytiques de pointe. L’approche développée dans ce travail est une démarche spécifiquement dédiés à l’étude, et à la modélisation intégrant des paramètres fondamentaux (effet du pH, de la température, de la teneur en matière organique, de la dose de chlore initiale rajoutée,…), intervenant dans la formation des plusieurs SPCs. Afin d’évaluer l’influence de ces paramètres, des suivis cinétiques sont réalisés sur différentes eaux dans le cadre d’un plan d’expériences comportant une série d’essais et couvrant différents facteurs cités précédemment. Pour ce faire, nous avons mis au point une méthodologie expérimentale permettant de procéder à la réalisation de l’analyse d’un maximum de SPCs formés simultanément dans une même eau et lors d’une même manipulation. Par ailleurs, des études cinétiques, des modèles de prédiction de formation simultanée de molécules d’intérêt ont été établis. Par la suite, une modélisation de la formation couplée de ces sous-produits parallèlement à la consommation en chlore dans l’eau a été réalisée. La méthodologie proposée dans cette étude a été donc testée et validée suite à une étude expérimentale de chloration réalisée sur différents types d’eaux naturelles<br>Chlorination is the primary method used to disinfect water for human consumption. Unfortunately, this process leads to the formation of chlorination by-products of (CBPs) due to the reaction between chlorine and the organic matter naturally present in the water. To identify and quantify the CBPs, which may coexist in chlorinated water, at trace or ultra-trace levels, we have developed advanced analytical methods. The methodology developed in this work is an approach specifically dedicated to the study and modeling, which incorporates the basic parameters (effect of pH, temperature, organic matter content, the initial chlorine dose,…) involved in the formation of several CBPs. To assess the influence of these parameters, kinetic-performed evaluations on different waters under an experimental design with a series of tests, which covered the various factors mentioned above. To do this, we have developed an experimental methodology to proceed with the completion of the analysis of CBPs formed simultaneously in the same water in the same operation. Furthermore, kinetic studies, predictive models of simultaneous formation of target molecules, were established. Subsequently, a model of the formation of such coupled byproducts, along with the consumption of chlorine in the water, was carried out. Thus, the methodology proposed in this study was tested and validated following an experimental study of chlorination performed on various types of natural waters

L'arsenic est un métalloïde se rencontrant naturellement sous forme de trace dans de nombreux sols. Les activités anthropiques<br />(agriculture, extraction et exploitation de minerais principalement) ont conduit à son accumulation dans l'environnement.<br />L'abaissement à 10 µg/L de la limite de qualité pour l'arsenic dans l'eau de consommation pose la question de l'efficacité des<br />traitements existants. De nouvelles techniques plus performantes d'élimination de l'arsenic sont donc de plus en plus<br />nécessaires. L'objectif de ce travail est de développer de nouvelles méthodes d'analyses de l'arsenic, fiables et utilisables sur le<br />terrain, ainsi que des méthodes simples d'élimination de l'arsenic, de mise en œuvre facile et applicables à de petites unités de<br />traitement comme celles rencontrées en zones à habitat dispersé (débit < 10 m3/h).<br />L'adsorption de As(III) et As(V), méthode répondant aux critères précédemment définis, a été étudiée. Tout d'abord des<br />supports classiques ont été considérés : des (oxy)hydroxydes de fer; puis des supports innovants : des argiles pontées dérivées<br />d'une montmorillonite. Celle-ci a été modifiée par différents polycations (fer, titane et aluminium) de façon à créer des sites<br />favorables à l'adsorption. L'adsorption a été réalisée selon différentes conditions, et dans des milieux plus ou moins complexes.<br />Il s'avère que les (oxy)hydroxydes de fer fixent plus d'arsenic que les argiles pontées, tant sous la forme As(III) que As(V).<br />Néanmoins, l'étude de la désorption a montré que l'argile pontée au fer était le seul support régénérable quasiment à 100%.<br />Connaissant les différences de comportement selon la nature des espèces de l'arsenic inorganique As(III) et As(V), l'oxydation<br />de As(III) par différents oxydants usuels a été l'objet d'une partie de l'étude. Les oxydants testés sont H2O2, NaOCl, FeCl3,<br />KMnO4 et MnO2(s), couramment employés dans les traitements. De façon à quantifier la capacité oxydante de ces réactifs, une<br />méthode colorimétrique a été développée. Celle-ci, facilement transposable sur le terrain, peut être appliquée aux eaux peu<br />chargées en phosphate avec une limite de quantification de 20 µg As/L. Il s'avère que les oxydants les plus facilement<br />utilisables dans une unité de potabilisation sont KMnO4 et FeCl3. A la suite de cette étude, un support à base d'une résine de<br />polystyrène recouverte d'oxyde de manganèse a été synthétisé. Ce solide combine des propriétés d'oxydation et d'adsorption<br />simultanées. Les capacités d'adsorption de ce solide vis-à-vis de As(V) et de As(III) sont remarquables et supérieures à une<br />majorité des adsorbants étudiés récemment.<br />La dernière partie a consisté en l'étude de la faisabilité des procédés mis au point sur un milieu plus proche des conditions<br />naturelles. Pour cela, une eau artificielle représentative des eaux de type granitique, habituellement concernées par la pollution<br />arséniée, a été préparée à partir de la compilation des compositions d'eaux souterraines destinées à la production d'eau potable.<br />Ainsi, les concentrations en ions majeurs communes à ces eaux ont pu être déterminées. Cette eau artificielle a ensuite été<br />utilisée après dopage en As(III) et As(V) dans diverses expériences d'oxydation et d'adsorption de façon à appréhender les<br />mécanismes mis en jeu dans le milieu naturel. Il apparaît que les ions majeurs ont peu d'influence sur ces procédés, démontrant<br />leur applicabilité au sein d'une filière de traitement.

Etude sur eau synthetique (annees de base fournies pour une etude hydrologique de la gasconne) de la cinetique de la coagulation et de la floculation. Deux modeles sont ensuite proposes pour prevoir la dose optimale de coagulant pour une qualite d'eau brute donnee: le premier, a quatre variables, s'applique aux eaux peu turbides et le second, a cinq variables, s'adapte au cas des periodes de crues

Objectifs : Le but de l’étude était d’estimer l’influence des saisons de l’année sur la concentration de plomb dans l’eau de robinet et sur la plombémie (PbS) des enfants de 1 à 5 ans (1), de déterminer l’association entre l’exposition cumulée au plomb de l’eau et la PbS (2), et d’évaluer si l’âge, le sexe, la race de l’enfant, la consommation de fer, de calcium, modifient l’association entre l’exposition cumulée au plomb de l’eau et la PbS. Méthodes : Une revue systématique des études prospectives a permis d’estimer l’amplitude des variations saisonnières de la PbS. Une étude à devis transversal, avec une composante longitudinale a été conduite à Montréal, incluant les enfants âgés de 1 à 5 ans. Les données sociodémographiques et les habitudes alimentaires ont été recueillies à l’aide d’un questionnaire. Les modèles linéaires ont permis d’estimer l’influence des saisons de l’année sur les concentrations de plomb dans l’eau de robinet, de déterminer l’association entre la PbE et la PbS, et d’évaluer l’effet modifiant des facteurs sociodémographiques et nutritionnels. Le modèle d’exposition et d’absorption biocinétique intégré (IEUBK) a permis d’évaluer l’impact prédit des variations saisonnières des concentrations de plomb dans l’eau de robinet sur la PbS. Résultats : De la revue systématique de la littérature, il semble ressortir que l’augmentation de la PbS durant les mois chauds semble être inversement associée à la PbS observée durant les mois froids. Dans la région de Montréal (Canada), la concentration de plomb dans l’eau de robinet varie significativement avec les saisons. L’augmentation observée de l’hiver à l’été est d’environ 6 µg/L, voire 10 µg/L dans l’eau ayant stagné au moins 30 minutes dans les conduits. La proportion d’enfants censés excéder le seuil de PbS 5 µg/dL suite à une telle augmentation est d’au moins 12%. Par ailleurs, après 150 jours d’exposition à une concentration de plomb dans l’eau de robinet de 0,20 µg/L et plus, la PbS augmente d’au moins 19%. L’association entre la concentration de plomb dans l’eau de robinet et la PbS est plus forte chez les enfants ayant une ingestion inadéquate en fer, le sexe masculin et moins de 3 ans. Conclusion : L’association entre la concentration de plomb dans l’eau de robinet et la PbS est positive et statistiquement significative. Le fait de laisser couler l’eau 5 minutes avant consommation permettrait de réduire d’environ 40% la proportion des enfants censés avoir une PbS ≥ 5 µg/L pendant les mois chauds. L’effet conjoint de PbE et d’une consommation inadéquate de fer (idem pour le sexe masculin et le fait d’avoir moins de 3 ans) est plus fort que ce qui serait attendu sous l’hypothèse d’additivité.<br>Objectives: This study aimed to estimate the influence of seasonality on water lead levels (WLL) and blood lead concentrations (PbS) in children aged 1 to 5 years (1), to assess the relationship between cumulative water lead exposure and PbS (2) and to assess whether children’s age, gender, and race, iron and calcium intake modify the association between cumulative exposure to water lead and PbS (3). Methods: A systematic review of prospective studies was made in order to estimate the magnitude of the seasonal changes in PbS. A cross-sectional study including a follow-up component was conducted in the Montreal area. Sociodemographic data and eating habits were collected using a questionnaire. We used linear models to determine the magnitude of seasonal changes in water lead concentrations, to estimate the association between cumulative water lead exposure and children’s PbS, and to evaluate the modifying effect of sociodemographic and nutritional factors. The integrated exposure uptake biokinetic model (IEUBK) was used to assess the impact of seasonal changes in WLL on PBS. Results: From the systematic literature review, the increase in children’s PbS during the warmer months tends to be inversely associated with PbS during the cold months. In the Montreal area (Canada), WLLs showed marked seasonal variations. We observed a colder-to-warmer increase of about 6 µg/L and 10 µg/L in flushed water and after a stagnation of 30 minutes, respectively. The proportion of children exceeding the PbS of 5 µg/dL due to this increase is at least of 12%. Furthermore, after 150 days of exposure at 0.20 µg of Pb/L and above, the PbS is expected to increase by at least 19%. Separate analyses showed a positive synergism between water lead exposure and three factors (being aged below 3 years, being a boys and having inadequate daily intake of iron). Conclusion: The association between WLL and PbS is positive and statistically significant. During warmer months, flushing the water for at least 5 minutes before consumption would reduce the proportion of children with PbS ≥ 5 µg/dL by about 40%. The joint effect of WLL and inadequate iron intake (same for being a boy and being aged below 3 years) is stronger than what would be expected in case of additivity.

La Directive Cadre sur l’Eau (2000) fait état de la dégradation du bon état chimique des eaux superficielles et des eaux souterraines. Parmi les polluants émergents mis en cause figurent les résidus de médicaments qui représentent une menace diffuse et potentiellement persistante dans les hydro-systèmes. A ce jour, peu d’études se sont intéressées spécifiquement aux résidus médicamenteux vétérinaires (RMV). En France, la Bretagne est une région d'élevage intensif. 75% des eaux destinées à la consommation humaine (EDCH) sont issues d’eau de surface particulièrement vulnérables. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse sont de (i) sélectionner les sites à risque et les RMV d’intérêt, (ii) développer une méthode d’analyse pour la liste de composés retenus, (iii) acquérir des premières données d’occurrence par les RMV dans les EDCH en Bretagne et (iv) identifier les sources des RMV à l’aide de l’étude de la contamination fécale associée dans les eaux brutes. Cette thèse est constituée de trois chapitres : une synthèse bibliographique des connaissances relatives aux RMV dans les eaux brutes et les eaux traitées, ainsi qu’une synthèse sur les outils existant pour étudier la contamination fécale ; les matériels et méthodes incluant la stratégie d’échantillonnage, le choix des RMV d’intérêt et les méthodes d’analyse développées sur cette base; les données d’occurrence des RMV dans les EDCH bretonnes. Ces travaux se concluent sur un contexte plus large avec des perspectives pour mieux comprendre les facteurs impactant ces occurrences et pour évaluer l’exposition de la population<br>The Water Framework Directive (2000) refers to the deterioration of freshwater quality. The emergent pollutants of concern include pharmaceutical residues that represent a diffuse and potentially persistent threat in hydrosystems. To date, few studies have focused specifically on veterinary pharmaceutical residues (VPRs). Brittany is an intensive husbandry in France. 75% of tap water is produced from surface waters, which are particularly vulnerable. In this context, the objectives of this PhD thesis are to (i) select high-risk sites and RMVs of interest, (ii) develop analytical methods for the list of selected compounds, (iii) acquire data on the occurrence of VPRs in water resources and tap water in Brittany and (iv) identify the sources of VPRs through the investigation of associated fecal contamination in water resources. This thesis consists of three chapters: a review of the literature on VPRs occurrence and fate in raw waters and tap waters, as well as a review of existing tools for addressing faecal contamination; the materials and methods including sampling strategy, selection of VPRs of interest and description of the methods of analysis developed according to this list; the results of VPRs occurrences in water resources and tap water in Brittany. This work concludes on a broader context by providing perspectives to gain a better understanding of the factors influencing VPRs occurrences and to assess population exposure

For water suppliers, using chlorine is necessary to ensure water bacteriological quality from the treatment plant to the consumers' tap. However, chlorine flavour is one of the most common reasons advocated for choosing tap water alternatives as drinking water. As a consequence, the putative link between chlorine flavour perception and tap water consumption is an issue in drinking water habits studies. Since the sensory mechanisms involved in chlorine flavour perception remained largely unknown, the main objective of this thesis work was to first highlight those mechanisms and then to identify potential lever chlorine flavour sensory neutralisation.In a first step, we demonstrated that hypochlorous acid associated, which is likelyresponsible of chlorine flavour in tap water, could activate the olfactory system at low concentrations and the trigeminal system for concentrations up to 4 mg/L Cl2. Additionally, our results suggested that tap water consumption does not seem to be related to sensitivity to chlorine flavour but rather to consumers' tap water representation.In a second stage, we explored the impact of water mineral matrix on chlorine flavour perception. We demonstrated first that water molarity and cationic content variations modulate drinking water taste. We also evidenced that chlorine flavour intensity is modulated according to water composition. Nevertheless, our data suggest that physico-chemical, in- mouth physiological and sensory mechanisms are likely involved in such modulation.In the last part of the Thesis work, we investigate the putative influence of aroma perceptionon chlorine flavour. Our results showed that beyond chemical reactions between hypochlorous acid and odorants, aromas at peri-threshold concentration enhance chlorine flavour and decrease tap water acceptability

En 1984, le Ministère de l'environnement du Québec a mis sur pied un programme d'échantillonnage de l'eau potable dont l'objectif était la détection et la quantification des micropolluants organiques. Les résultats obtenus révélèrent la présence de plusieurs produits de sous-chloration dont les principaux étaient les trihalométhanes (THMs). Un suivi de la concentration des THMs dans diverses municipalités fut ensuite effectué, afin de dresser un tableau plus global de la situation des THMs au Québec. La Division des Écosystèmes Urbains (D.E.U.) assure maintenant le suivi des campagnes d'échantillonnage. La présente recherche fait partie intégrante de ce programme, puisque dans un premier temps, elle traite les résultats de la campagne d'un échantillonnage bi-mensuel effectué par le D.E.U. pour la période s'échelonnant de mai 1989 à avril 1990. Elle traite ensuite les résultats des campagnes d'échantillonnage effectuées à l'été 1993 et l'hiver 1994. A cette fin, un bilan de la production des sous-produits de la chloration a été établi en insistant particulièrement sur le taux de THMs dont les principaux composés sont: le chloroforme, le bromodichlorométhane, le dibromochlorométhane et le bromoforme. Les concentrations en THMs observées dans l'eau potable des réseaux sélectionnés sont, à une exception près, inférieures à la concentration maximale permise selon le Règlement sur l'eau potable, soit 350 ug/L. Afin de mieux comprendre ce qui influence la production des THMs, une évaluation des principaux facteurs, tels la quantité de matières organiques, la température, le pH et la concentration du chlore résiduel, a été réalisée. Divers moyens pour mieux contrôler la production des THMs ont également été proposés. Cependant, chaque type d'eau possède des caractéristiques qui lui sont propres. Il est donc difficile d'établir des mesures générales qui pourraient s'appliquer à l'ensemble des sources d'eau. Un modèle mathématique de prédiction a été créé afin d'estimer la production de THMs dans l'eau potable. Une étude statistique des résultats de la campagne de l'échantillonnage bi-mensuel a d'abord été réalisée. Des corrélations entre le carbone organique dissous (C.O.D.), la concentration de chlore résiduel libre et la température versus la production de THMs ont été effectuées. Une régression multiple a permis la formulation d'une équation de prédiction. La fiabilité de cette équation a été testée en effectuant des calculs prédictifs des concentrations des THMs, à partir des données des paramètres mesurés pour les campagnes été 1993 et hiver 1994. Des intervalles de confiance ont ensuite été déterminés. L'analyse statistique des résultats a permis d'expliquer 72% de la variation des THMs par les variations des trois descripteurs sélectionnés par la régression multiple soit, le C.O.D., la température et la concentration du chlore résiduel.

La désinfection de l’eau de consommation et des piscines induit la formation de sous-produits (SPD) potentiellement nocifs pour la santé, parmi lesquels les trihalométhanes (THM), les acides haloacétiques (HAA) et les chloramines (CAM). La difficulté d’estimer l’exposition humaine à ces SPD empêche de cerner précisément les risques sanitaires possiblement associés (i.e., cancérigènes, reprotoxiques, irritatifs). Nos travaux s’articulent autour d’une méthodologie consistant à intégrer des données d’occurrence environnementales à des modèles toxicocinétiques à base physiologique (TCBP) pour améliorer les mesures de l’exposition aux SPD. Cette approche multidisciplinaire veut prendre en compte de manière aussi appropriée que possible les deux composantes majeures des variations de cette exposition : les variations spatio-temporelles des niveaux de contamination environnementale et l’impact des différences inter- et intra-individuelles sur les niveaux biologiques. Cette thèse, organisée en deux volets qui explorent chacun successivement des aspects environnemental et biologique de la problématique, vise à contribuer au développement de cette stratégie innovante d’estimation de l’exposition et, plus généralement, à des meilleures pratiques en la matière. Le premier volet de la thèse s’intéresse à l’exposition en milieu domestique (i.e., résultant de l’utilisation de l’eau potable au domicile) et est consacré au cas complexe des THM, les plus abondants et volatils des SPD, absorbables par ingestion mais aussi par inhalation et voie percutanée. Les articles I et II, constitutifs de ce volet, documentent spécifiquement la question des variations inter- et intra- journalières de présence des SPD en réseau et de leurs impacts sur les estimateurs de l’exposition biologique. Ils décrivent l’amplitude et la diversité des variations à court terme des niveaux environnementaux, présentent les difficultés à proposer une façon systématique et « épidémiologiquement » pratique de les modéliser et proposent, de manière originale, une évaluation des mésestimations, somme toute modestes, des mesures biologiques de l’exposition résultant de leurs non-prise en compte. Le deuxième volet de la thèse se penche sur l’exposition aux SPD en piscine, d’un intérêt grandissant au niveau international, et se restreint au cas jugé prioritaire des piscines publiques intérieures. Ce volet envisage, pour quantifier l’exposition dans ce contexte particulier, l’extension de l’approche méthodologique préconisée, élaborée originellement pour application dans un contexte domestique : d’abord, à travers une analyse approfondie des variations des niveaux de contamination (eau, air) des SPD en piscine en vue de les modéliser (article III); puis en examinant, dans le cas particulier du chloroforme, le THM le plus abondant, la possibilité d’utiliser la modélisation TCBP pour simuler des expositions en piscine (article IV). Les résultats mettent notamment en évidence la difficulté d’appréhender précisément la contamination environnementale autrement que par un échantillonnage in situ tandis que la modélisation TCBP apparait, sur le plan toxicologique, comme l’outil le plus pertinent à ce jour, notamment au regard des autres approches existantes, mais qu’il convient d’améliorer pour mieux prédire les niveaux d’exposition biologique. Finalement, ces travaux illustrent la pertinence et la nécessité d’une approche multidisciplinaire et intégratrice et suggère, sur cette base, les pistes à explorer en priorité pour mieux évaluer l’exposition aux SPD et, in fine, cerner véritablement les risques sanitaires qui en résultent.<br>Disinfection of drinking and swimming pool waters disinfection is unavoidable but induces the formation of by-products (DBPs), such as trihalomethanes (THMs), haloacetic acids (HAAs) and chloramines (CAMs), that could be harmful to human health. The still challenging DBP exposure assessment prevent their suspected adverse effects (i.e., cancers, adverse pregnancy outcomes, irritations) to be clearly established. A methodology has been conceptualized which consists of integrating environmental occurrence data with physiologically based toxicokinetic (PBTK) modeling to improve DBP exposure assessment. It was designed to allow both spatial and temporal variations of the environmental contamination and the biological impacts of between- and within- individual differences to be accounted for. This thesis comprised of two parts. Each one investigates successively both environmental and biological aspects. The objective is to contribute to the development of an innovative integrated strategy and to the definition of best practices for DBP exposure assessment. The first part of the thesis, comprising papers I and II, focuses on household exposure (i.e., resulting from drinking water use at home) and on THMs, the most abundant and volatile DBPs that can be absorbed not only by ingestion but also by inhalation and dermal absorption. These two papers investigate particularly the short-term (day-to-day and within-day) variations of THM levels in the drinking water and then their impact on the internal exposure indicators. They described the amplitudes and the diversity of the environmental variations, failed to model them in a systematic and practical way for epidemiological purposes but assessed, for the first time, their impacts on the predicted biological levels which appeared quite low. The second part concerns the exposure to DBPs in swimming pool which is of a growing international interest. Only the allegedly worrying case of public indoor swimming pool was regarded. This section focuses on the feasibility of using the previously mentioned approach, which was first designed for dealing with household exposure, for DBP exposure assessment in swimming pools. First, Paper III investigated the occurrence and spatial and temporal variations of DBPs in both water and air of swimming pools to model them. Focusing on chloroform, the most abundant THM, Paper IV examined the ability and reliability of PBTK modeling to simulate various swimming pool exposure events and predict the resulting biological levels in individuals. The results show, among other things, the difficulty of explaining precisely the environmental contamination and point out the necessity to carry out a minimal in situ sampling to monitor the environmental levels of DBPs. Compared to other approaches, PBTK modeling is a powerful but still to be improved tool for predicting swimming pool exposure. Eventually, these works underline the relevance and the necessity of a multidisciplinary and integrating approach for better estimating exposure to DBPs and therefore health risks. Further issues that should be addressed are recommended.