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La Nam Khan au Laos, une des rivière testée. C'est un affluent majeur du fleuve Mékong, auquel il se joint à Luang Prabang une ville du nord © John Wilkinson

Depuis plus de deux décennies déjà, on sait que les produits pharmaceutiques s’infiltrent dans les environnements aquatiques et affectent la biologie des organismes vivants. Mais jusqu’à présent, les données obtenues concernaient essentiellement quelques zones sous surveillance en Amérique du Nord, en Europe occidentale et en Chine. Or une nouvelle étude d’envergure montre que les rivières du monde entier et leurs écosystèmes sont beaucoup plus touchés que ce que l’on pensait. Elle révèle des concentrations de produits pharmaceutiques à des niveaux potentiellement toxiques dans plus d’un quart d’entre elles.

Menée dans le cadre du Global monitoring of pharmaceuticals project (projet de surveillance mondiale des produits pharmaceutiques) dirigé par l’Université de York (Royaume-Uni), c’est la première enquête à échelle mondiale sur la contamination de l’environnement par les produits pharmaceutiques. 258 rivières, dont de grands fleuves comme la Tamise, le Mississippi, le Mékong et l’Amazone (Brésil), sur les sept continents, ont été passées au crible, représentant ainsi l’empreinte pharmaceutique de 471,4 millions de personnes.

Les ingrédients pharmaceutiques actifs (IPA) sont rejetés dans l’environnement lors de leur fabrication, de leur utilisation et de leur élimination. Or, pour bien comprendre l’impact cette pollution délétère sur les écosystèmes et les humains, il est essentiel de connaître les concentrations de ces résidus dans les environnements fluviaux. Jusqu’à présent, il était difficile de quantifier l’ampleur du problème au niveau mondial. En effet, de nombreuses études mesuraient des résidus hétérogènes tout en laissant de côté les rivières de nombreux autres pays. Pour couronner le tout, la comparaison des données existantes était particulièrement complexe en raison de grandes différences entre les méthodes d’analyses employées.

Or, dans cette étude, la méthode d’échantillonnage et d’analyse – validée au niveau international – a permis une véritable comparaison des données d’exposition pharmaceutique à l’échelle mondiale. Ainsi, 61 ingrédients pharmaceutiques actifs (IPA), substances médicamenteuses couramment utilisées en médecine ou liées au mode de vie : antibiotiques, anti-inflammatoires, antihistaminiques, analgésiques (paracétamol), antidiabétiques, antidépresseurs, stimulants (caféine) ont été recherchés dans les eaux.

Des échantillons d’eau de surface ont été collectés sur 1 052 sites au cours de 137 campagnes d’échantillonnage, couvrant 104 pays sur tous les continents. 36 des pays concernés n’avaient jamais été testés auparavant. Ces échantillons, prélevés selon un protocole rigoureux, concernent toutes sortes de sites, allant d’un village Yanomami (peuple autochtone de la région amazonienne) au Venezuela où l’on n’utilise pas de médicaments « modernes » à certaines villes parmi les plus peuplés de la planète comme Delhi, Londres, New York, Lagos (Nigeria), Séoul et Guangzhou (Chine). Des zones politiquement instables telles que Bagdad (Irak), Naplouse (Cisjordanie palestinienne) et Yaoundé au Cameroun ont même pu être incluses à l’étude. Les principales zones climatiques ont aussi été prises en compte de la toundra alpine de haute altitude (> 4000 mètres) du Colorado (États-Unis), aux régions polaires de l’Antarctique en passant par les déserts (Tunisie).

Des campagnes d’échantillonnage ont aussi été réalisées dans tous les États membres de l’Union européenne à l’exception de Malte, (qui a peu de rivières). Au total, 67 bassins hydrographiques ont été surveillés dans l’ensemble de l’Union européenne. Mais le pays le plus étudié dans ce travail reste les États-Unis. 81 sites d’échantillonnage ont été surveillés le long de 29 rivières dans 8 États (Colorado, Floride, Hawaï, Iowa, Missouri, Nevada, New York et Texas).

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Les points représentent les sites où ont été effectués les prélèvements (5-15 échantillons). Cela touche 104 pays, 7 continents, 1052 échantillons d'eau, 258 rivières.

Les prélèvements congelés ont donc été analysés par chromatographie liquide à haute pression dans un seul laboratoire, le Centre en spectrométrie de masse de l’Université de York (Royaume-Uni). Résultat : 25,7 % des sites contiennent au moins un des contaminants tels que des antibiotiques, comme la sulfaméthoxazole et la ciprofloxacine, le propranolol (un bêtabloquant pour les problèmes cardiaques tel que l’hypertension artérielle), et la loratadine (un antihistaminique pour les allergies) à des concentrations potentiellement nocives pour l’environnement et la santé humaine. La metformine (utilisée pour traiter le diabète de type 2), la carbamazépine, la molécule la plus fréquente (pour traiter l’épilepsie et les douleurs nerveuses) ont été détectées dans plus de la moitié des sites étudiés dans le monde. La caféine a été retrouvée sur les 7 continents.

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La carbamazépine (pour traiter l’épilepsie et les douleurs nerveuses) est le produit pharmaceutique le plus fréquemment détecté. Le médicament a été trouvé dans l’eau de 62 % des sites d’échantillonnage, soit 652 sites sur tous les continents sauf l’Antarctique © Wikimedia Commons

Si la pollution pharmaceutique contamine l’eau des rivières de tous les continents, il existe néanmoins de fortes corrélations entre les conditions socio-économiques d’un pays et une pollution plus élevée par les produits pharmaceutiques dans ses rivières. Sans grande surprise, les pays les moins riches sont les plus pollués. En outre, les pays et les régions les plus atteintes sont ceux qui ont été le moins étudiés à savoir l’Afrique subsaharienne, l’Amérique du Sud et certaines parties de l’Asie du Sud.

À cet égard, les concentrations d’IPA les plus élevées ont été observées sur les sites de fabrication pharmaceutique comme à Barisal (Bangladesh) et Lagos (Nigéria) – la rivière la plus polluée est le Rio Seke (La Paz, Bolivie) avec des concentrations de 227 µg/L de paracétamol –, les sites recevant des rejets d’eaux usées non traitées comme Tunis et Naplouse (Palestine), les lieux situés sous des climats particulièrement arides comme Madrid ou recevant des émissions de camions d’évacuation des eaux usées et des décharges de déchets par exemple à Nairobi (Kenya) et Accra (Ghana). Ceux avec les concentrations les plus faibles, le plus souvent, possédaient une influence anthropique limitée (par exemple, les régions alpines des montagnes Rocheuses et de la rivière Ellidaár en Islande) – l’Islande est le seul pays où aucun des 61 produits pharmaceutiques surveillés n’a été détecté –, une utilisation limitée de la médecine moderne comme le village isolé Yanomami (Venezuela), ou bien une infrastructure sophistiquée de traitement des eaux usées comme à Bâle en Suisse.

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Le site d’échantillonnage le plus pollué au monde est situé dans le Rio Seke (La Paz, Bolivie) et présente une concentration pharmaceutique cumulée de 297 µg/L. À titre de comparaison, c’est une concentration 115 fois plus élevée que dans l’East River de la ville de New York © Google Map

Cependant, « avec 127 collaborateurs répartis dans 86 institutions dans le monde, le projet de surveillance mondiale des produits pharmaceutiques est un excellent exemple de la manière dont la communauté scientifique mondiale peut se rassembler pour lutter contre problèmes environnementaux à grande échelle », déclare avec optimisme le co-responsable du projet, John Wilkinson, du département de l’environnement et de la géographie de l’université d’York. Grâce à ce projet et l’étude qui en a résulté, la connaissance de la distribution mondiale des résidus pharmaceutiques dans le milieu aquatique s’est considérablement améliorée.

À l’avenir, cette approche, suggèrent les chercheurs, pourrait être étendue et enrichie. Concentrée seulement sur 61 substances, cette étude pourrait être appliquée à d’autres tels que les produits de soins personnels, les perturbateurs endocriniens, les pesticides et les métaux. Une méthode d’analyse moins ciblée pourrait également permettre l’identification de polluants inconnus. D’autres milieux environnementaux comme les sédiments, les sols et le biote (les organismes vivants) pourraient également être explorés permettant de collecter un ensemble de données encore plus fin sur cette pollution, à l’échelle mondiale.