Partout où les gens vivent, les médicaments finissent dans les eaux usées. De plus, les eaux usées d'une personne sont souvent mélangées à l'eau potable d'une autre personne. Mais la plupart des pays n'ont pratiquement aucune réglementation limitant les niveaux de médicaments dans les eaux usées - ou dans l'eau potable. Les chercheurs de l'UJ ont développé une méthode pour détecter deux médicaments anti-VIH utilisés en Afrique du Sud dans les eaux usées et l'eau des rivières. C'est tellement simple et économique que les laboratoires peuvent surveiller régulièrement les antirétroviraux. La méthode fonctionne également pour l'eau potable des stations d'épuration. La recherche de l'Université de Johannesburg apparaît sur https://doi.org/10.1016/j.enmpm.2021.100559 Crédit :Therese van Wyk, Université de Johannesburg.
Il y a des années, il fut un temps où les enfants d'un village rural d'Afrique du Sud voulaient encore nager dans les rivières à proximité. Mais lorsqu'ils sortiraient de l'eau, ceux qui avaient la peau sensible auraient la pire éruption cutanée de tous les temps, explique le professeur Philiswa Nomngongo du campus de l'Université de Johannesburg (UJ) dans le CBD. Nomngongo est titulaire de la Chaire DSI/NRF SARChI :Nanotechnologies pour l'eau, au sein du Département des sciences chimiques de l'UJ.
Elle a grandi dans le village de Flagstaff dans la région de la côte sauvage du Cap oriental en Afrique du Sud. "Dans mon village, il y a des ruisseaux et des rivières. Ce qui se passe, c'est que ceux qui n'ont pas d'argent pour acheter une citerne pour récupérer l'eau de pluie, ils dépendent du ruisseau ou de la rivière", dit-elle.
Les personnes qui ont des réservoirs feront leur bain, leur vaisselle et leur lessive avec l'eau de pluie pratique et relativement sûre. Ensuite, ils rejettent leurs eaux usées dans la rivière à proximité. "En aval, quelqu'un d'autre boit l'eau de cette rivière", ajoute-t-elle.
La plupart des rivières d'Afrique du Sud ne mesurent que quelques mètres de diamètre et environ jusqu'à la taille la majeure partie de l'année jusqu'à l'arrivée des crues soudaines. Et ce ne sont pas seulement les gens qui affectent la qualité de l'eau dans un tel village, c'est aussi le bétail. "Lorsque les vaches marchent dans l'eau et qu'elle a l'air sale, les villageois attendent que l'eau redevienne claire, mais la question est de savoir si elle est propre ? Le défi est que nous regardons toujours si l'eau est claire, plutôt que de regarder la qualité de cette eau en particulier », dit-elle.
En amont de la ville
Les habitants des grandes villes peuvent penser que la contamination en amont ne les affecte pas. Après tout, les usines de traitement de l'eau les protègent en éliminant les métaux lourds, les bactéries, les virus et plus encore de leur eau du robinet. Mais l'eau du robinet dans les grandes villes provient souvent des rivières en amont. Et il existe un autre type de contamination qui se glisse dans presque toutes les usines de traitement de l'eau :les médicaments que d'autres personnes utilisent en amont. Ils ne sont pas filtrés par leurs stations d'épuration; les médicaments finissent dans les rivières qui alimentent en eau potable les villes et villages en aval.
Pharma dans nos propres robinets
"Ce que je peux dire à un citadin, c'est que toute eau claire ne signifie pas propre. En tant que chercheurs, nous connaissons les défis posés par les polluants. Les usines de traitement de l'eau ne peuvent pas éliminer les produits pharmaceutiques. Mais nous rejetons nous-mêmes quotidiennement des produits pharmaceutiques dans les eaux usées", déclare Nomngongo. .
Le professeur Nomngongo est l'auteur correspondant d'une étude développant une méthode simple et rentable pour surveiller les rivières et les eaux usées pour deux médicaments contre le VIH utilisés par des millions de personnes en Afrique du Sud :la névirapine (NVT) et la zidovudine (AZT). La recherche de l'Université de Johannesburg apparaît sur https://doi.org/10.1016/j.enmm.2021.100559. Crédit :Therese van Wyk, Université de Johannesburg.
"Dans les villes, nous recevons des médicaments parce que nous avons des aides médicales (assurance maladie). Parfois, nous ne nous en soucions pas et disons :"Je suis guéri maintenant" et jetons nos médicaments. La façon la plus simple de le faire est de le jeter dans les toilettes. Nous ne pensons pas que cela puisse nous revenir par notre propre robinet."
Les stations d'épuration ne font pas grand-chose
"Les technologies des usines de traitement des eaux usées éliminent certains polluants, mais pas tous", explique le Dr Mpingana Akawa. Elle vit près de la rivière Orange en Namibie. Le Dr Akawa a mené le travail expérimental pour la recherche dans le cadre de son doctorat. études à l'université de Johannesburg.
"Les produits pharmaceutiques sont considérés comme des polluants organiques émergents. Nous devons nous rappeler que la plupart des produits pharmaceutiques ne sont pas réglementés. Par conséquent, il n'y a aucune limite à la quantité qui devrait se trouver dans les effluents d'une station d'épuration avant qu'ils ne soient rejetés dans l'environnement. Parce qu'ils sont non réglementés, les gens ne surveillent pas vraiment ces choses avant de rejeter les eaux usées traitées. Je pense que c'est là que réside tout le problème », ajoute Akawa.
Coincé entre besoin et pollution
L'une des raisons pour lesquelles les produits pharmaceutiques dans les eaux usées ne sont pas encore réglementés est qu'un « cocktail » de bon nombre d'entre eux est rejeté quotidiennement dans les rivières. Parfois, cela rend très difficile l'établissement de règles à ce sujet, dit Nomngongo. L'une des raisons pour lesquelles les usines de traitement de l'eau ne sont pas conçues pour éliminer les produits pharmaceutiques est qu'ils sont présents dans l'eau à de très faibles concentrations, ajoute-t-elle.
Il y a aussi la tension entre le traitement médical individuel et la gestion collective de l'eau. "Les mères vivant avec le VIH doivent utiliser la névirapine pour éviter de transmettre le virus à leur bébé. Si vous commenciez à réglementer les ARV, comment réglementeriez-vous la névirapine dans les eaux usées ? Nous sommes coincés entre un besoin et la pollution."
La névirapine est également utilisée dans le cadre d'une thérapie combinée pour les personnes qui suivent des traitements antirétroviraux. "Les eaux usées de nos maisons vont dans une station d'épuration. Là, elles sont traitées en plusieurs étapes. Au final, l'eau traitée est rejetée dans la rivière la plus proche. C'est pourquoi la plupart de ces stations sont construites à proximité d'une rivière ou d'un ruisseau. . Et si cette eau n'est pas bien traitée, cela signifie que la rivière à proximité sera contaminée par certains des polluants de la station d'épuration", ajoute-t-elle.
Partout où les gens vivent, les médicaments finissent dans les eaux usées. De plus, les eaux usées d'une personne sont souvent mélangées à l'eau potable d'une autre personne. Cela se produit particulièrement dans les zones rurales. C'est là que les usines de traitement des eaux usées rejettent l'eau traitée dans les rivières et les ruisseaux les plus proches. Mais la plupart des pays ne réglementent pas les niveaux de produits pharmaceutiques dans les eaux usées. Les chercheurs de l'UJ ont développé une méthode pour détecter deux médicaments anti-VIH dans les eaux usées et l'eau des rivières. C'est tellement simple et rentable que les laboratoires peuvent surveiller régulièrement les antirétroviraux. La méthode fonctionne également pour l'eau potable des stations d'épuration. La recherche de l'Université de Johannesburg apparaît sur https://doi.org/10.1016/j.enmpm.2021.100559 Crédit :Therese van Wyk, Université de Johannesburg.
"Quand vous parlez d'ARV, ils ne seront pas seulement en ville. Ils seront là dans les zones rurales parce que les mères qui prennent les ARV sont là aussi", explique Nomngongo.
Dit Akawa:"Ce n'est pas seulement avec les médicaments de traitement du VIH, mais aussi avec tout autre médicament que les gens prennent, le corps humain n'utilise pas tout le médicament. Seule une partie est absorbée et le reste est excrété par l'urine ou les matières fécales. Tout cela finiront par se retrouver dans les eaux de surface, comme les rivières, que nous buvons."
Surveillance des rivières et des eaux usées
Les recherches de Nomngongo et Akawa permettent une surveillance régulière des rivières et des effluents des stations d'épuration.
Il détecte deux médicaments antirétroviraux largement utilisés, la névirapine (NVT) et la zidovudine (AZT).
La méthode qu'ils ont développée est simple, rapide et rentable. Cela nécessite un équipement que l'on trouve dans la plupart des laboratoires de chimie.
Leur étude est publiée dans Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management .
La méthode de préparation des échantillons a été décrite dans des études antérieures par d'autres chercheurs. En outre, des études antérieures ont également surveillé les médicaments antirétroviraux dans l'eau en utilisant d'autres méthodes, explique Akawa.
Dans cette étude, les échantillons d'eau sont pré-concentrés avant analyse. Les échantillons composites d'eau ont été prélevés dans la rivière, en amont et en aval d'une station d'épuration.
"Les ARV sont présents à de faibles concentrations. Cela signifie qu'il faut augmenter les concentrations des échantillons à analyser avec l'instrument.
Si vous prenez simplement de l'eau de la rivière et que vous passez au HPLC (chromatographe liquide à haute performance), vous ne pourrez rien détecter. L'instrument ne pourra pas capter les ARV à cette très faible concentration », déclare Akawa.
Résultats en une heure
Le procédé comprend la fabrication d'un adsorbant respectueux de l'environnement, ce qui prend environ deux jours. L'un des ingrédients est du charbon actif fabriqué à UJ à partir de pneus usagés. Les ingrédients et l'adsorbant fabriqué peuvent être conservés à température ambiante.
Une fois la méthode calibrée, il faut environ une heure pour analyser trois échantillons composites d'eau d'une bouteille en verre en trois exemplaires, explique Akawa.
"Les données de cette étude peuvent être utilisées comme référence lorsque les gouvernements et les organes législatifs établissent des lignes directrices pour les niveaux maximaux autorisés pour les ARV névirapine et zidovudine, conclut Akawa.
