En cherchant des sources de bromure dans le bassin versant de la rivière Cape Fear il y a près de cinq ans, L'ingénieur en environnement de l'État de Caroline du Nord, Detlef Knappe, et son équipe de chercheurs ont trouvé plus que ce qu'ils cherchaient :des concentrations élevées d'un certain nombre de produits chimiques industriels inattendus dans l'eau potable, dont un, GenX, qui est entré dans le langage populaire de la Caroline du Nord.

Ces constatations, et l'enquête ultérieure et en cours sur les raisons pour lesquelles des niveaux élevés de produits chimiques industriels ont été trouvés dans l'eau potable de plus de 200 personnes, 000 personnes dans le sud-est de la Caroline du Nord, ont placé Knappe et son équipe à l'avant-garde d'un dilemme critique de santé humaine et environnementale qui semble croître en intrigue et en complexité au fil des semaines.

L'étude de juin-décembre 2013 axée sur le bromure a examiné l'eau à trois endroits :les prises d'eau potable de Pittsboro, Fayetteville et Wilmington, le long des rivières Haw et Cape Fear. Le bassin versant de la rivière Cape Fear est le plus grand de l'État et fournit de l'eau potable à 1,5 million de personnes.

« Nous savions que le bromure, précurseur des sous-produits de désinfection toxiques, était présent car les processus de désinfection dans les usines de traitement de l'eau étudiées produisaient principalement des sous-produits bromés, et les fournisseurs d'eau potable avaient du mal à respecter les normes d'eau potable, " a déclaré Knappe. Le bromure se produit naturellement à de faibles niveaux, mais les rejets d'eaux usées industrielles peuvent élever considérablement les niveaux de bromure. Le bromure est relativement non toxique, mais cela devient un problème lorsqu'il est combiné avec du chlore, un produit chimique utilisé pour désinfecter l'eau.

« C'est un défi de maintenir l'eau dans les normes de salubrité lorsque les niveaux de bromure sont élevés, " a déclaré Knappe. " Le bromure est également difficile à éliminer de l'eau. Des améliorations sont généralement nécessaires dans les usines de traitement d'eau potable pour maintenir les normes d'eau potable lorsque les niveaux de bromure sont élevés. »

Résultats inattendus

Lors de la recherche de bromure, Knappe a été découragé de trouver d'autres produits chimiques tels que 1, 4-dioxane, un cancérogène probable pour l'homme qui est utilisé comme auxiliaire technologique dans le traitement des textiles et la fabrication de pâte à papier et formé comme sous-produit des procédés de fabrication utilisés pour fabriquer certains plastiques et tensioactifs. Knappe et son équipe ont également trouvé des produits chimiques connus sous le nom de substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), qui comprennent l'acide perfluorooctanoïque (PFOA), acide perfluorooctanesulfonique (PFOS), et GenX.

PFAS à longue chaîne, comme le PFOA et le PFOS, sont persistants, bioaccumulable et toxique. Ils ont été utilisés dans la production de polymères, hydrofuges et antitaches, mousses coupe-feu, et les revêtements d'emballages alimentaires. Beaucoup d'entre eux ont été ou sont en cours d'élimination et remplacés par d'autres produits chimiques fluorés, comme GenX.

À Pittsboro, l'étude a trouvé des niveaux assez élevés de l'héritage PFAS. En réalité, sur 57 des 127 jours d'échantillonnage en 2013, les niveaux combinés d'APFO et de SPFO dépassaient le niveau d'avis de santé à vie de l'Environmental Protection Agency des États-Unis de 70 parties par billion, qui a été adopté en mai 2016.

"Sites industriels, aéroports, les stations d'épuration des eaux usées et les zones d'entraînement au feu en amont de la station d'épuration peuvent toutes contribuer à des niveaux de PFAS plus élevés, " a déclaré Knappe. "Nous avons vu des niveaux de PFAS inférieurs à Fayetteville, probablement parce qu'il n'y a pas de sources substantielles de PFAS entre Pittsboro et Fayetteville, et parce que les niveaux de PFAS sont dilués à mesure que des affluents plus propres rejoignent la rivière Cape Fear. »

Les niveaux de SPFO et d'APFO étaient également relativement faibles à Wilmington.

Trouver GenX et d'autres produits chimiques « émergents »

Ce qui n'était pas bas à Wilmington, cependant, étaient des niveaux de GenX et d'autres produits chimiques PFAS « émergents ». GenX et les composés apparentés proviennent d'une usine de fabrication de produits fluorés en amont de Wilmington appartenant à The Chemours Company.

GenX, le nom commercial de la forme ammonium de l'acide perfluoro-2-propoxypropanoïque (PFPrOPrA), est utilisé pour fabriquer des polymères, tels que le revêtement antiadhésif Téflon, revêtements pour emballages alimentaires et autres produits. On sait peu de choses sur la toxicité de GenX; les deux premiers articles sur sa présence dans l'environnement ont été publiés en 2015. En outre, on ne savait rien de ce qui arrive au GenX et aux composés apparentés pendant le traitement de l'eau.

GenX remplace le PFOA et est utilisé depuis environ 2009. Alors que le PFOA et le PFOS ont des demi-vies de quatre à cinq ans chez l'homme, c'est-à-dire il faut quatre à cinq ans pour éliminer la moitié des composés du corps – la demi-vie de GenX chez l'homme n'a pas encore été déterminée.

En novembre 2016, Le groupe de recherche de Knappe et ses collaborateurs à l'Agence de protection de l'environnement des États-Unis ont publié leurs conclusions sur la présence de GenX et de composés apparentés dans le bassin versant de la rivière Cape Fear. L'article, qui a été publié dans Sciences et technologies de l'environnement Des lettres, ont montré que les concentrations de GenX dans la source d'eau potable de Wilmington étaient en moyenne de 631 parties par billion.

Parce que GenX a été si mal étudié, aucune norme d'eau potable n'existait. Knappe et son équipe ont estimé que 631 parties par billion était une concentration élevée par rapport au niveau d'avis sanitaire de 70 parties par billion de l'EPA pour le SPFO et l'APFO.

"Le document montre également que les PFAS et GenX hérités passaient sans être touchés par l'usine de traitement de l'eau de Wilmington et dans l'eau potable finie, " a déclaré Knappe. Cette découverte était particulièrement troublante car l'usine de traitement de l'eau de Wilmington comprend plusieurs processus de traitement de l'eau avancés, suggérant qu'il est très difficile pour les fournisseurs d'eau potable d'éliminer le GenX et les composés apparentés.

"Il semble être plus difficile de supprimer GenX que ses prédécesseurs chimiques hérités, " dit Knappe. " De plus, des substances similaires à GenX - fluoroéthers à chaîne courte - se sont produites à des concentrations beaucoup plus élevées que les produits chimiques traditionnels et GenX, et l'usine de traitement des eaux n'a pas pu les éliminer non plus. Tout le monde semblait vraiment concentré sur GenX - et pour cause - mais les résultats pour les autres composés étaient peut-être encore plus préoccupants.

« Environ 200, 000 personnes ont été exposées à des concentrations élevées de GenX et de composés apparentés. Lorsque l'on considère d'autres contaminants industriels, comme 1, 4-dioxane, bromure et PFAS hérités, quelque 1 million des 1,5 million de Caroliniens du Nord qui tirent de l'eau du bassin hydrographique de la rivière Cape Fear sont touchés par les eaux usées et des niveaux élevés de contaminants. »

Est-ce que quelqu'un écoute ?

Lorsque le document a été accepté en novembre 2016, Knappe a envoyé des e-mails à de nombreux représentants des gouvernements étatiques et locaux partageant les résultats du document et ses propres préoccupations concernant l'eau potable dans le bassin inférieur de la rivière Cape Fear. Après n'avoir reçu aucune réponse, Knappe a également envoyé des avertissements en mars 2017, le même mois que l'article a remporté le prix du meilleur article de Environmental Science &Technology Letters. Ces avertissements, trop, est resté sans réponse.

"C'était frustrant à l'époque, " a déclaré Knappe. " Ne pas se faire entendre n'est pas un bon sentiment. Jusqu'à ce que la connaissance soit là-bas, il est difficile de créer le changement. Mon objectif était et est de réduire considérablement l'apport de GenX et d'autres produits chimiques dans les plans d'eau de Caroline du Nord et de les maintenir hors de l'eau potable. »

Finalement, Le correspondant de Wilmington Star-News, Vaughn Hagerty, a publié un article sur les découvertes de Knappe le 8 juin. L'article a immédiatement suscité un tollé parmi les habitants de la région de Wilmington et les fonctionnaires. Suite à une réunion mi-juin avec des agents publics, le fabricant de produits chimiques fluorés a accepté de cesser de rejeter des eaux usées de procédé contenant du GenX dans la rivière Cape Fear.

Le ministère de la Santé et des Services sociaux de l'État a rapidement fixé un objectif provisoire pour maintenir les niveaux de concentration de GenX en dessous de 140 parties par billion, bien en deçà des 631 parties par billion que l'étude de Knappe avait calculées.

"Le DHHS a utilisé les informations des études de toxicité GenX qui avaient été résumées par l'Institut national néerlandais pour la santé publique et l'environnement pour justifier sa décision, " a déclaré Knappe. " Cela s'est produit assez rapidement sur la base d'informations limitées, mais c'était un pas dans la bonne direction."

Après que les médias ont commencé à faire connaître les concentrations élevées de produits chimiques fluorés, les actions du fabricant de produits chimiques fluorés et du département de la qualité de l'environnement de Caroline du Nord ont conduit à des niveaux considérablement plus bas de ces produits chimiques dans l'eau potable de la région de Wilmington, dit Knappé.

D'autres frustrations

L'absence de divulgation de la part de l'usine chimique était également frustrante, qui appartient actuellement à The Chemours Company et auparavant à DuPont. Suite à la pression du public, Chemours révélés, en juin 2017, que GenX est un sous-produit du processus d'éther vinylique de l'usine, qui fonctionnait depuis des décennies.

"Ce 'contaminant émergent' GenX est en fait dans l'eau depuis 1980, " a déclaré Knappe. " C'est mystifiant pourquoi Chemours, et avant cela DuPont, n'était pas plus prudent dans la capture des produits chimiques dans les flux de déchets. Pour les entreprises Fortune 500, le coût d'un traitement approprié des eaux usées et d'un contrôle de la pollution de l'air ne serait pas un gros fardeau."

Recherche de solutions

Knappe participe à une étude en cours sur l'exposition au GenX chez les résidents du comté de New Hanover. Dirigé par Jane Hoppin de NC State, professeur agrégé de sciences biologiques, la section transversale, étude communautaire des résidents de la région du cours inférieur de la rivière Cape Fear qui sont desservis par les services publics d'eau a recruté 400 volontaires pour donner du sang, échantillons d'urine et d'eau potable et de remplir un questionnaire sur l'historique de leur consommation d'eau. Les échantillons seront analysés pour le GenX et les produits chimiques associés. Des échantillons de sang et d'urine seront également utilisés pour des tests cliniques (profil lipidique, la fonction thyroïdienne, fonction hépatique et analyse d'urine).

Tous les résultats de l'étude du comté de New Hanover seront partagés à la fois avec la communauté dans son ensemble et avec chaque participant individuel. Les résultats préliminaires sont attendus ce printemps.

Le laboratoire de Knappe développe et évalue également des matériaux de filtration qui peuvent éliminer les produits chimiques nocifs de l'eau potable, à la fois à la station d'épuration et à votre domicile. Il dit que les unités d'osmose inverse disponibles dans le commerce qui sont installées sous l'évier sont efficaces pour l'élimination des produits chimiques fluorés et 1, 4-dioxane. Mais il ne recommande pas de filtres pour toute la maison aux résidents de la région de Wilmington.

De nouvelles approches de surveillance et d'autorisation sont nécessaires pour protéger l'eau potable, conclut Knappé. Mais d'abord, des conversations entre l'industrie et les régulateurs sont nécessaires pour que les deux parties parviennent à des cadres de surveillance et d'autorisation convenus.

"À la fin, la gestion des PFAS et autres contaminants industriels nécessite de maîtriser les sources en amont, " a déclaré Knappe. "Nous devons faire un meilleur travail pour garder les produits chimiques hors des sources d'eau potable."