Analyse non ciblée des contaminants d'intérêt émergent dans les eaux usées et l'eau potable par chromatographie liquide à haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem à haute résolution

La surveillance de la qualité de l’eau est un enjeu majeur de santé publique et environnementale, notamment en raison de la présence de contaminants d’intérêt émergents (CIE) persistants. Cette étude vise à caractériser les CIE dans les eaux usées et l’eau potable de la grande région métropolitaine de Montréal à l’aide d’une approche analytique non ciblée par chromatographie liquide à haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem à haute résolution (HPLC-HRMS/MS ou LC-HRMS/MS). Des échantillons ont été prélevés entre février 2022 et juin 2023, en amont et en aval du traitement d’une station d’épuration, ainsi que dans six usines de production d’eau potable. Une étude comparative de l’extraction en phase solide (SPE) a conduit à la sélection des cartouches C18 et X-AW pour les eaux usées, et de la cartouche C18 pour l’eau potable. L’approche non ciblée appliquée aux eaux usées a permis de reconstituer des voies métaboliques complètes. L’analyse des stéroïdes a conduit à l’identification de 12 stéroïdes non conjugués, dont 10 ont été extraits exclusivement à l’aide de la cartouche C18, ainsi que de 15 stéroïdes conjugués, parmi lesquels 10 ont été détectés uniquement avec la cartouche X-AW. Des contaminants synthétiques tels que le bisphénol A et le bisphénol S, ainsi que des substances inattendues comme la phénacétine et la cocaïne, accompagnées de leurs métabolites, ont également été mis en évidence. Une variabilité saisonnière a été observée pour certains CIE associés aux produits de soins personnels et aux répulsifs. L’efficacité du traitement des eaux usées a été évaluée à l’aide d’une analyse en composantes principales, permettant une discrimination nette entre les affluents et les effluents. Concernant l’eau potable, l’analyse par carte thermique a permis de mettre en évidence des tendances distinctes de distribution des CIE entre les six usines de production. Les herbicides, notamment l’atrazine et ses métabolites ainsi que le métolachlore et ses métabolites ont été détectés dans l’ensemble des usines. Des antioxydants industriels, incluant le BHT et ses produits d’oxydation ont également été observés. En outre, plusieurs produits pharmaceutiques et métabolites ont été identifiés, soulignant la persistance de certains CIE à travers les procédés de traitement de l’eau potable. Dans l’ensemble, cette recherche démontre la pertinence de l’analyse non ciblée par LC-HRMS/MS comme outil de surveillance environnementale des CIE et propose des pistes méthodologiques pour améliorer leur détection et leur caractérisation dans des matrices aquatiques complexes. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : contaminants d’intérêt émergents, analyse non ciblée, eaux usées, eau potable, extraction en phase solide (SPE), chromatographie liquide à haute performance, spectrométrie de masse à haute résolution, variabilité temporelle