Soutenance de thèse de BEFENZI Hasna
Titre de thèse
Dégradation des antibiotiques dans les effluents d'eaux usées
Degradation of antibiotics in wastewater effluent
Résumé de la thèse
Cette thèse examine des stratégies innovantes pour pallier l'inefficacité des stations d'épuration classiques face à la pollution par les antibiotiques, en comparant la rigueur des procédés chimiques à la durabilité des solutions biologiques.
1. Étude bibliographique et Procédés Fenton. Le premier volet analyse l'inefficacité des traitements conventionnels face à la hausse de la consommation d'antibiotiques. Il met en avant les procédés Fenton (homogènes et hétérogènes) comme solution prometteuse. L'étude détaille l'influence des paramètres physico-chimiques (pH, température, concentration en H2O2 et ions ferreux) et les mécanismes de dégradation via des catalyseurs naturels ou synthétiques.
2. Traitement chimique. L'expérimentation sur les eaux usées de Marrakech a testé deux catalyseurs ferreux pour dégrader la lévofloxacine, la ciprofloxacine et l'enrofloxacine. Les résultats démontrent une performance supérieure du traitement chimique : une dégradation quasi complète des trois molécules a été obtenue en seulement 10 minutes.
3. Approche biologique. L'étude explore l'utilisation du champignon Bjerkandera adusta. Si la lévofloxacine est totalement éliminée, la ciprofloxacine et l'enrofloxacine s'avèrent plus persistantes (résidus après 9 jours). Une analyse protéomique a confirmé que ce processus repose sur les enzymes extracellulaires oxydatives produites par le champignon.
4. Approche enzymatique ciblée. L'utilisation d'enzymes commerciales (HRP et CPO) a révélé une sélectivité marquée. L'efficacité varie selon l'antibiotique et l'enzyme utilisés, soulignant la complexité des mécanismes de transformation biologique par rapport aux méthodes chimiques radicales.
Si le traitement chimique excelle par sa rapidité, les méthodes biologiques offrent une alternative plus durable. La recherche suggère de développer des stratégies combinées (chimie + biologie) pour optimiser l'épuration des eaux. Ces travaux ont donné lieu à trois articles publiés et plusieurs communications internationales, apportant une contribution scientifique majeure à la gestion des risques environnementaux au Maroc.
Thesis resume
This thesis examines innovative strategies to address the ineffectiveness of conventional wastewater treatment plants in dealing with antibiotic pollution, by comparing the effectiveness of chemical processes with the sustainability of biological solutions.
1. Literature review and Fenton processes. The first section analyses the ineffectiveness of conventional treatments in the face of rising antibiotic consumption. It highlights Fenton processes (homogeneous and heterogeneous) as a promising solution. The study details the influence of physicochemical parameters (pH, temperature, H₂O₂ concentration and ferrous ions) and the degradation mechanisms via natural or synthetic catalysts.
2. Chemical treatment. Experiments on wastewater from Marrakech tested two ferrous catalysts to degrade levofloxacin, ciprofloxacin and enrofloxacin. The results demonstrate the superior performance of chemical treatment: almost complete degradation of the three molecules was achieved in just 10 minutes.
3. Biological approach. The study explores the use of the fungus Bjerkandera adusta. Whilst levofloxacin is completely eliminated, ciprofloxacin and enrofloxacin prove to be more persistent (residues remaining after 9 days). A proteomic analysis confirmed that this process relies on the oxidative extracellular enzymes produced by the fungus.
4. Targeted enzymatic approach. The use of commercial enzymes (HRP and CPO) has demonstrated marked selectivity. Efficacy varies depending on the antibiotic and enzyme used, highlighting the complexity of biological transformation mechanisms compared to radical chemical methods.
Whilst chemical treatment excels in terms of speed, biological methods offer a more sustainable alternative. The research suggests developing combined strategies (chemistry + biology) to optimise water treatment. This work has resulted in three published articles and several international presentations, making a major scientific contribution to environmental risk management in Morocco.