La qualité de l'eau publique a reçu beaucoup d'attention ces dernières années, car des découvertes inquiétantes ont été faites concernant les niveaux de plomb dans les villes à travers le pays. Maintenant, une nouvelle étude de l'Université Johns Hopkins identifie d'autres produits chimiques dans l'eau qui méritent une attention particulière - et en fait, certains d'entre eux peuvent être créés, ironiquement, pendant le processus de traitement de l'eau lui-même.

Pour débarrasser l'eau des composés connus pour être toxiques, les usines de traitement de l'eau utilisent maintenant souvent des méthodes pour les oxyder, les transformer en autres, probablement des produits chimiques moins nocifs appelés « produits de transformation ». Bien que des études antérieures aient examiné les sous-produits des processus de traitement de l'eau comme la chloration, on en sait peu sur les produits formés au cours de certains des processus les plus récents, comme l'oxydation avec du peroxyde d'hydrogène et de la lumière UV, qui sont particulièrement pertinents dans la réutilisation de l'eau.

"Typiquement, nous considérons ces produits de transformation comme moins toxiques, mais notre étude montre que ce n'est peut-être pas toujours le cas, " dit l'auteur principal Carsten Prasse, professeur adjoint au Département de santé environnementale et d'ingénierie de la Johns Hopkins Whiting School of Engineering et de la Bloomberg School of Public Health de l'université. "Nos résultats mettent en évidence que ce n'est que la moitié de l'histoire et que les produits de transformation pourraient jouer un rôle très important lorsque nous pensons à la qualité de l'eau traitée."

Prasse, avec des collègues de l'Université de Californie, Berkeley, choisi de regarder les phénols, une classe de produits chimiques organiques qui sont parmi les plus courants dans l'approvisionnement en eau, car ils sont présents dans tout, des colorants aux produits de soins personnels en passant par les produits pharmaceutiques et les pesticides, ainsi que dans les produits chimiques naturellement présents dans l'eau.

Pour déterminer en quels composés les phénols se transforment au cours du traitement, l'équipe, dont les résultats sont publiés dans Actes de l'Académie nationale des sciences , premiers phénols oxydés à l'aide de radicaux peroxydes, un procédé souvent utilisé par les usines de traitement de l'eau. Prochain, ils ont emprunté une méthode intelligente à la biomédecine :ils ont ajouté des acides aminés et des protéines au mélange. Selon les réactions chimiques qui ont eu lieu, Prasse et son équipe pourraient faire des calculs à rebours pour déterminer en quels composés les phénols doivent s'être transformés à l'étape précédente.

Ils ont découvert que les phénols se transformaient en produits comprenant le 2-butène-1, 4 cadrans, un composé connu pour avoir des effets négatifs, y compris les dommages à l'ADN, sur les cellules humaines. De façon intéressante, furane, un composé toxique dans la fumée de cigarette et les gaz d'échappement des voitures, est également converti en 2-butène-1, 4 cadrans dans le corps, et c'est peut-être cette conversion qui est responsable de sa toxicité.

Pour tester les effets spécifiques du 2-butène-1, 4-cadran sur les processus biologiques plus en détail, l'équipe a exposé le composé aux protéines du foie de souris. Ils ont découvert qu'il affectait 37 cibles protéiques différentes, qui sont impliqués dans une gamme de processus biologiques, du métabolisme énergétique à la synthèse des protéines et des stéroïdes.

Une enzyme que le 2-butène-1, Il a été démontré que la liaison à 4 cadrans est essentielle à l'apoptose, ou "suicide cellulaire". L'inhibition de ce composé dans un organisme vivant pourrait conduire à une prolifération cellulaire incontrôlée, ou la croissance du cancer. Et d'autres composés que le 2-butène-1, 4 cadrans interfèrent avec le jeu des rôles clés dans le métabolisme. « Il y a beaucoup de résultats potentiels pour la santé, comme l'obésité et le diabète, " dit Prasse. " Il existe un lien connu entre l'exposition aux pesticides et l'obésité, et des études comme la nôtre peuvent aider à expliquer pourquoi.

Les résultats sont passionnants puisque c'est la première fois que ces méthodes sont appliquées au traitement de l'eau, dit Prasse. À l'heure, ils peuvent être étendus pour rechercher d'autres types de composés que les phénols.

La purification de l'eau est extrêmement difficile, puisque les contaminants proviennent de tellement de sources différentes—bactéries, les plantes, agriculture, eaux usées—et il n'est pas toujours clair ce qui est généré dans le processus. "Nous sommes très bons pour développer des méthodes pour éliminer les produits chimiques", explique Prasse. "Une fois que le produit chimique est parti, le travail - semble-t-il - est fait, mais en fait on ne sait pas toujours ce que signifie l'élimination du produit chimique :se transforme-t-il en autre chose ? ce produit de transformation est-il nocif ?"

Prasse et son équipe soulignent que d'ici 2050, il a été estimé que les deux tiers de la population mondiale vivront dans des zones qui dépendent de l'eau potable contenant les eaux de ruissellement des fermes et les eaux usées des villes et des usines. Des méthodes de purification sûres et efficaces seront donc encore plus critiques dans les années à venir.

"Les prochaines étapes consistent à étudier comment cette méthode peut être appliquée à des échantillons plus complexes et à étudier d'autres contaminants susceptibles d'entraîner la formation de produits de transformation réactifs similaires, " dit Prasse. " Ici, nous avons examiné les phénols. Mais nous utilisons des produits ménagers qui en contiennent environ 80, 000 produits chimiques différents, et beaucoup d'entre eux finissent dans les eaux usées. Nous devons être en mesure de dépister plusieurs produits chimiques à la fois. C'est l'objectif le plus important."