Microplastiques dans les eaux usées : production de microplastiques de laboratoire et efficacité d'enlèvement dans les procédés de traitement des eaux usées primaires avancés

«Au cours des dernières décennies, les avancées en chimie analytique ont permis de détecter de nombreux contaminants émergents dans les milieux aquatiques, notamment les produits pharmaceutiques, les produits de soins personnels, les surfactants, les PFAS et, plus récemment, les microplastiques (MP) (Jose et al., 2024). Les microplastiques sont définis comme des particules solides synthétiques ou des matrices polymériques, de forme régulière ou irrégulière et de taille comprise entre 1 μm et 5 mm, d’origine primaire (produits directement en petite taille) ou secondaire (issus de la fragmentation d’objets plastiques) (Boucher & Friot, 2017; Frias & Nash, 2019). Les stations d’épuration des eaux usées plus positivement appelées « Station de récupération des ressources de l’eau (StaRRE) » représentent une voie majeure de transfert des MP vers les milieux aquatiques, principalement en raison des volumes importants d’eaux usées traités et de l’absence de procédés spécifiquement conçus pour les enlever ou les traiter complètement. Cette étude vise à évaluer l’efficacité d’enlèvement des MP lors du traitement primaire avancé (physico-chimique), procédé représentant environ 53 % du débit municipal traité au Québec. Deux types de MP couramment observés dans les eaux usées ont été retenus : des fibres de polyester et des particules de caoutchouc à cause de leur abondance dans les océans et les StaRRE. Afin de mieux refléter les conditions environnementales réelles, les MP ont été produits à partir de biens de consommation plutôt que de microplastiques commerciaux. Deux méthodes de quantification ont été comparées : (i) la stéréo microscopie couplée à l’analyse d’images avec ImageJ et (ii) la microscopie numérique (Keyence) avec comptage automatisé des plastiques. La microscopie numérique a permis une visualisation complète des filtres et un comptage plus fiable, et a donc été retenue pour l’ensemble des analyses. Des essais de coagulation/floculation ont été réalisés sur des eaux usées réelles échantillonnées dans les StaRRE partenaires dans lesquelles étaient injectés le polyester (~ 4 mg/L) et le caoutchouc (~40 mg/L). Des abattements élevés (> 90 %) ont été obtenus pour le polyester avec l’utilisation de coagulants seuls, indépendamment du type de coagulant. L’ajout de faibles doses de polyacrylamide (0.1 mg/L) a rendu les tendances d’abattement des MP similaires à celles des matières en suspension (MES), avec des diminutions observées (80-85 %) dans certains cas à des doses moyennes ou élevées. Pour le caoutchouc, un conditionnement préalable s’est révélé nécessaire. Celui-ci consiste à injecter les particules dans les eaux usées, puis à effectuer un mélange à l’aide d’un rotateur de bouteilles pendant une période de 18 à 24 heures. Cette étape a ensuite permis d’atteindre des abattements supérieurs à 95 %. Bien que les StaRRE ne soient pas spécifiquement conçues pour traiter les MP, les résultats de cette étude démontrent que le traitement primaire avancé peut contribuer efficacement à réduire les concentrations de certains types de MP présents dans les eaux usées municipales, contribuant ainsi à diminuer sans toutefois éliminer leur rejet dans l’environnement.»