Abhatoo - Centre Nationale de Documentation

Un consensus existe aujourd’hui concernant les effets négatifs potentiels ou établis des contaminants organiques en traces sur les organismes aquatiques et les humains, tels que la perturbation du système endocrinien ou du système reproducteur et les effets mutagènes. Les contaminants organiques en traces comprennent une grande variété de composés chimiques dont les polluants organiques persistants (ex. : pesticides), les contaminants émergents tels que les produits pharmaceutiques ou les produits de soins personnels et les additifs industriels.
Par ailleurs, une situation de crise énergétique caractérise le contexte mondial actuel. De plus, en raison des effets des changements climatiques, cette situation incite à la protection et à la restauration de l’environnement. Par conséquent, les technologies appliquées pour l’enlèvement des contaminants organiques en traces doivent démontrer leur efficacité énergétique et économique ainsi que leur innocuité pour l’environnement. Les traitements par catalyse enzymatique se distinguent par certaines caractéristiques telles que les pH et les températures modérés, la biodégradabilité des enzymes ou l’innocuité des produits générés. De par ces éléments, ces traitements pourraient constituer une alternative ou un complément de taille aux traitements biologiques et chimiques pour l’enlèvement de ces contaminants dans les eaux usées.
Dans cette étude, le potentiel d’élimination par catalyse enzymatique de 22 composés à 10 μg/l chacun a été examiné avec un effluent fabriqué en laboratoire. Comme catalyseurs, une laccase fongique de Trametes hirsuta, un mélange d’hydrolases (amylase, lipase, cellulase et protéase) et un catalyseur immobilisé sous forme d’agrégats réticulés de ces 5 enzymes ont été testés. L’impact des conditions opératoires telles que le pH, la température et le temps de contact a été également déterminé. Le catalyseur immobilisé a été formé à partir d’un mélange 1:1 (v/v) de préparations de laccase et du mélange d’hydrolases, avec 60 % (m/v) de sulfate d’ammonium (NH4)2SO4 comme agent précipitant et 40 mM de glutaraldéhyde (GLA) comme agent de réticulation. La lipase a affiché une hyperactivation de 663,3 % alors que pour les autres enzymes, les rendements d'immobilisation variaient de 25,5 % à 49,2 % en utilisant les substrats spécifiques.
Après un traitement de 24 h à 22 °C et au pH 7, la sulfaméthazine et l’acétaminophène ont montré des rendements d’élimination respectifs de 100 % et 99 % en présence de la laccase, alors que la venlafaxine (99 %), le triméthoprime (97 %) et l’acétaminophène (96 %) étaient quasiment éliminés au contact du mélange d’hydrolases. Avec le catalyseur immobilisé, l’acétaminophène a été dégradé à 89 %, suivi du diazinon (61 %) et de la lincomycine (60 %), après 24 h de traitement à 22 °C et au pH 7. L’étude de l’impact du pH sur l’élimination des contaminants, déterminé sur la plage de pH 6 à 8, n’a pas montré une disparité claire. En ce qui concerne l’impact de la température, globalement, les taux d’élimination les plus élevés ont été atteints à 22 °C, avec les enzymes libres et le catalyseur immobilisé. Finalement, pour l’impact du temps de contact, après 4 h de traitement, les rendements d’élimination observés sont inférieurs à ceux obtenus en 24 h de traitement.
Cette étude a montré que la laccase, le mélange d’amylase, de lipase, de cellulase et de protéase ainsi que le catalyseur insolubilisé préparé par réticulation des agrégats de ces cinq enzymes, ont un réel potentiel pour le traitement des eaux usées, notamment pour l’enlèvement des contaminants organiques en traces. De plus, en optimisant les conditions de production du catalyseur insolubilisé, il pourrait concentrer une bonne partie de la capacité catalytique des enzymes libres de départ et constituer un catalyseur stable à large spectre d’action.