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Intérêt du dosage de quatre éléments minéraux dans les eaux usées pour le suivi des activités médicales

Four mineral elements as biomarkers of medical activities in wastewaters

Jean-Pierre Goullé^1,2⋆, Christian Lacroix¹, Élodie Saussereau¹, Loïc Mahieu¹, Daniel Bouige¹, Joël Spiroux³ et Michel Guerbet²

¹ Laboratoire de pharmacocinétique et de toxicologie cliniques, Groupe Hospitalier du Havre, BP 24, 76083 Le Havre Cedex, France
² Laboratoire de toxicologie, UFR de Médecine et de Pharmacie, ADEN EA 4311, 22 boulevard Gambetta, 76183 Rouen Cedex, France
³ Union Régionale des Médecins Libéraux, rue Stendhal, Île Lacroix, 76000 Rouen, France

^⋆ Correspondance : Jean-Pierre Goullé, jean-pierre.goulle@ch-havre.fr

Reçu : 1 Février 2011
Accepté : 11 Mai 2011

Résumé

Objectif : La contamination environnementale par les rejets de médicaments est un sujet d’actualité. Plutôt qu’un suivi métrologique des molécules médicamenteuses dans les eaux usées difficile à mettre en œuvre d’un point de vue analytique, nous avons cherché à valider l’intérêt d’un dosage de différents éléments métalliques marqueurs d’activités médicales. Méthode : Les eaux usées issues du Centre Hospitalier Universitaire de Rouen et celles prélevées en trois points de la station d’épuration de cette agglomération (entrée, milieu, sortie), ont été analysées quotidiennement pendant 29 jours. Quatre éléments minéraux utilisés en médecine et pouvant être considérés comme des marqueurs d’activités médicales ont été retenus : l’argent (Ag), l’iode (I), le platine (Pt) et le gadolinium (Gd). Les dosages ont été réalisés par la technique du plasma à couplage inductif équipé d’un détecteur de masse (ICP-MS). Résultats : Les limites de quantification pour ces quatre éléments sont les suivantes : ¹⁰⁷Ag  =  0,58 μg/L – ¹²⁷I  =  0,2 μg/L – ¹⁵⁷Gd  =  0,004 μg/L – ¹⁹⁵Pt  =  0,01 μg/L. En sortie d’hôpital, les concentrations médianes mesurées pour ces 4 métaux sont respectivement 3, 13, 13, et 27 fois plus importantes que celles relevées dans les eaux usées de l’agglomération dans lesquelles les eaux usées hospitalières sont rejetées. Dans les eaux usées hospitalières, les concentrations mesurées pour ces métaux les jours ouvrés et les jours non ouvrés (fin de semaine et jours fériés), correspondant à des périodes respectivement de forte et de faible activité médicale, montrent des différences significatives quant à l’élimination moyenne de ces éléments (1,0 × 10^-5 < p < 2,0 × 10^-4). Conclusion : L’argent, l’iode, le gadolinium et le platine sont des marqueurs pertinents d’activités médicales hospitalières. Ce sont des éléments du diagnostic radiologique pour l’argent nécessaire au développement des mammographies et pour le gadolinium produit de contraste injecté dans les IRM. L’iode est largement utilisé dans le domaine médical et le platine est prescrit en thérapeutique anticancéreuse.

Abstract

Objective: Environmental pollution by various substances such as pharmaceuticals or metals is a topic of major interest. We measured metals as biomarkers of medical activities in different wastewaters. Method: Wastewater was collected from Rouen University hospital and at three stages of the Rouen treatment plant process (inlet, middle and outlet). Silver (Ag), iodine (I), platinum (Pt) and gadolinium (Gd), four metals that are used in various medical activities, were quantified by inductively coupled plasma-mass detector (ICP-MS) each day, for 29 days. Results: The limits of quantification for these elements were: ¹⁰⁷Ag  =  0.58 μg/L – ¹²⁷I  =  0.2 μg/L – ¹⁵⁷Gd  =  0.004 μg/L – ¹⁹⁵Pt  =  0.01 μg/L. On working days, median hospital wastewater metal concentrations for these elements were, respectively, 3, 13, 13 and 27 times higher than the urban ones. For these elements, median hospital wastewater concentrations were significantly higher on working days compared with non-working days (weekend and holidays) (1.0 × 10^-5 < p < 2.0 × 10^-4). Conclusion: Silver, iodine, gadolinium and platinum are excellent indicators of medical activities. Silver for silver development in radiology, gadolinium as IRM gadolinium-based contrast agents, iodine in various medical treatments, and platinum as prescribed during antineoplastic therapy.