Polluants

Détecter et éliminer les polluants dans les cours d’eau

Pesticides, PFAS, métaux lourds, médicaments, microplastique: une multitude de substances chimiques se retrouvent dans l’environnement et polluent les cours d’eau, les lacs et les eaux souterraines. Un danger pour l'homme et la nature. L’Eawag étudie l'impact des polluants sur les êtres vivants des cours d’eau et développe des méthodes pour mieux recenser et réduire les micropolluants.

Un cocktail toxique pour les poissons et autres.

La majorité des cours d’eau suisses est chargée en micropolluants. Les pesticides et certains médicaments dépassent parfois les seuils écotoxicologiques. On détecte également des substances fabriquées par l’homme dans les eaux souterraines et les lacs. Nombre d’entre elles sont toxiques pour les êtres vivants ou perturbent leur fertilité. L’Eawag étudie l’impact des polluants sur les êtres vivants des cours d’eau et leurs effets sur les écosystèmes aquatiques de Suisse et d’autres régions du monde.

Suivre les polluants à la trace

Tous les micropolluants ne pouvaient être détectés fiablement avec les méthodes de mesure utilisées jusqu’à présent dans la pratique. Il faut pourtant déterminer aussi précisément que possible la concentration et les variations temporelles des polluants afin de pouvoir prendre des mesures concrètes de protection des eaux. C’est pourquoi l’Eawag a développé de nouveaux instruments et méthodes de mesure afin de pouvoir saisir les plus infimes concentrations de polluants, découvrir des substances jusqu’alors inconnues et déterminer les sources de ces polluants.

Réduire les micropolluants dans les eaux usées

Une partie des polluants arrive dans les cours d’eau par l’intermédiaire des eaux usées de l'industrie et des ménages. Bien que les stations d’épuration des eaux usées répondent en Suisse à un standard élevé, elles filtrent néanmoins insuffisamment ou pas du tout de nombreux produits chimiques. L’Eawag travaille au développement de nouvelles technologies qui permettront à l’avenir d’éliminer des cours d’eau ces polluants provenant des eaux usées.

Contexte

Informations approfondies sur le sujet.

Projets de recherche

Ziel dieses Projekts ist die Charakterisierung, Modellierung und Vorhersage von Enzymfamilien, die die Biotransformation von Schadstoffen in Periphyton vorantreiben.
Dans le canton de Bâle-Campagne, l’état actuel de pollution et leurs risques pour les eaux souterraines ont été déterminés dans la zone modèle de Hardwald. La zone modèle est fortement urbanisée et industrialisée.
Abwasser ist mit antibiotikaresistenten Bakterien belastet. Wir untersuchen ihre Ausbreitung in die Umwelt und Gegenmassnahmen.
Projet de recherche interdisciplinaire sur les effets biologiques des micropolluants sur le périphyton
Nachhaltige Transformation der Schweizer Landwirtschaft zur Internalisierung negativer externer Effekte des Pestizideinsatzes.
Entwicklung von tierversuchsfreien Methoden zur Untersuchung von Chemikalien
Reifen- und Straßenabriebpartikel (TRWP) entstehen durch die Erosion von Reifen während des Fahrens und machen einen großen Teil der anthropogenen Partikel aus, die in die Umwelt gelangen.
Chemikalien können das Wachstum von Fischen reduzieren. Wir entschlüsseln mit Fischzellen, wie es dazu kommt.
Die Behandlung mit Pulveraktivkohle (PAK) und Ozonung sind etablierte Methoden für die erweiterte Abwasserbehandlung...
Eine grosse Zahl und Vielfalt von Chemikalien, die in Haushalten, im Gesundheitswesen, in der Industrie oder der Landwirtschaft eingesetzt werden, gelangen mit häuslichem und industriellem Abwasser in unsere Kläranlagen...
Warum blühen giftige Cyanbakterien? ...

Réseau

Nous collaborons avec plusieurs partenaires.

Le Centre d'écotoxicologie appliquée en Suisse a pour objectifs d'identifier et d'évaluer les effets des produits chimiques sur notre environnement et de développer des stratégies pour minimiser les risques.

Centre ecotox

La division Eau de l’OFEV est responsable de la protection des eaux de surface, des eaux souterraines et de l’eau potable.

Office fédéral de l’environnement (OFEV)

La SVGW est l’association professionnelle nationale pour le gaz, l’eau et la chaleur.

Société Suisse de l’Industrie du Gaz et des Eaux (SVGW)

La VSA est l’organisation professionnelle suisse dans le secteur de la gestion intégrale de l’eau.

Association suisse des professionnels de la protection des eaux (VSA)

Expertes et experts

Dr. Michael Berg
  • polluants inorganiques
  • arsenic
  • eléments d'origine géogène
  • eaux souterraines
  • eaux de surface
  • eau potable
Marc Böhler
  • traitement des eaux usées
  • charbon actif
  • micropolluants
  • ozonation
  • elimination des composés traces
Dr. Carmen Casado-Martinez
  • ecotoxicologie aquatique
  • ecotoxicologie
  • sédiments
Prof. Nathalie Dubois
  • chromatographie
  • isotopes
  • eaux de surface
  • sédiments
  • biomarqueurs
Prof. Dr. Kathrin Fenner
  • dégradation biologique
  • spectrométrie de masse
  • micropolluants
  • polluants organiques
Dr. Benoit Ferrari
  • micropolluants
  • ecotoxicologie
Dr. Andreas Frömelt
  • eaux usées
  • traitement des eaux usées
  • science des données
  • apprentissage automatique
  • modélisation
Dr. Ksenia Groh
  • ecotoxicologie moléculaire
  • ecotoxicologie aquatique
  • protéomique
  • micropolluants
  • perturbateurs endoctriniens
  • bioanalytique
Prof. Dr. Thomas Hofstetter
  • isotopes
  • micropolluants
Prof. Dr. Juliane Hollender
  • Méthodes de calcul
  • dégradation biologique
  • bioaccumulation
  • eaux souterraines
  • spectrométrie de masse
Dr. David Janssen
  • polluants inorganiques
  • chimie
  • métaux
  • nutriments
  • biogéochimie
PD Dr. Elisabeth Janssen
  • photochimie
  • polluants organiques
  • algues
  • dégradation biologique
Prof. Dr. Joaquin Jimenez-Martinez
  • eaux souterraines
  • hydrogéologie
  • modélisation
  • matériaux poreux et fissurés
  • transport des contaminants
Dr. Marion Junghans
  • algues
  • ecotoxicologie aquatique
  • micropolluants
  • ecotoxicologie
Dr. Ralf Kägi
  • Méthodes de calcul
  • microscopie électronique
  • nanoparticules
  • microplastiques
Dr. Cornelia Kienle
  • ecotoxicologie aquatique
  • ecologie
  • ecotoxicologie
Dr. Marissa Kosnik
  • méthodes de calcul
  • science des données
  • ecotoxicologie
  • recherches transdisciplinaires
Dr. Alexandra Kroll
  • Évaluation des risques
  • ecotoxicologie aquatique
  • Cytométrie en flux
  • polluants inorganiques
  • régulation des produits chimiques
PD Dr. Judit Lienert
  • analyse décisionnelle
  • acceptabilité sociale
  • gestion durable de l'eau
  • participation des acteurs
  • recherches transdisciplinaires
Dr. Christa McArdell
  • charbon actif
  • traitement des eaux usées
  • flux de masse
  • micropolluants
  • ozonation
Dr. Lena Mutzner
  • modélisation
  • qualité de l'eau
  • micropolluants
  • monitoring
  • gestion durable de l'eau
Dr. Christoph Ort
  • eaux usées
  • épidémiologie basée sur les eaux usées
  • micropolluants
  • modélisation
  • monitoring
Dr. Serina Robinson
  • Mikrobiologie
  • biotransformation
  • Métagénomique
  • produits pharmaceutiques
  • biodégradation
Prof. Dr. Oliver Schilling
  • eaux souterraines
  • modélisation
  • gaz rares
  • agriculture
  • Cytométrie en flux
Prof. Dr. Kristin Schirmer
  • ecotoxicologie aquatique
  • micropolluants
  • ecotoxicologie moléculaire
  • nanoparticules
  • ecotoxicologie
  • ecotoxicologie cellulaire
Dr. Martin Schmid
  • modélisation
  • eaux de surface
  • hydroélectricité
  • changements climatiques
  • Gestion des lacs
Heinz Singer
  • chromatographie
  • spectrométrie de masse
  • polluants organiques
  • eaux de surface
Dr. Christian Stamm
  • eaux usées
  • agriculture
  • qualité de l'eau
Dr. Etienne Vermeirssen
  • ecotoxicologie aquatique
  • ecotoxicologie
  • sédiments
Dr. Andreas Voegelin
  • arsenic
  • géochimie environnementale
  • composés traces
  • ressources en eau
  • sols
Dr. Colette vom Berg
  • poissons
  • ecotoxicologie moléculaire
Dr. Alexandra Anh-Thu Weber
  • évolution
  • génétique
  • ecologie
  • Changement environnemental
  • génomique comparative

Publications académiques

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         ynkova, A.; Løseth, M. E.; Muncke, J.; Wang, Z.; W
         olf, R.; Zimmermann, L.; Wagner, M.
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         astics are often not sufficiently considered in the overall strategy to prev
         ent and mitigate the impacts of plastics on human health, the environment an
         d circular economy. Here we present an inventory of 16,325 known plastic che
         micals with a focus on their properties, presence in plastic and hazards. We
          find that diverse chemical structures serve a small set of functions, inclu
         ding 5,776 additives, 3,498 processing aids, 1,975 starting substances and 1
         ,788 non-intentionally added substances. Using a hazard-based approach, we i
         dentify more than 4,200 chemicals of concern, which are persistent, bioaccum
         ulative, mobile or toxic. We also determine 15 priority groups of chemicals,
          for which more than 40% of their members are of concern. Finally, we examin
         e data gaps regarding the basic properties, hazards, uses and exposure poten
         tial of plastic chemicals. Our work maps the chemical landscape of plastics
         and contributes to setting the baseline for a transition towards safer and m
         ore sustainable materials and products. We propose that removing known chemi
         cals of concern, disclosing the chemical composition and simplifying the for
         mulation of plastics can provide pathways towards this goal.
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         ge; aquatic ecosystems; real exposure scenarios
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         risk to aquatic ecosystems. Previous studies mainly reported event mean conc
         entrations (EMCs) and often focused on a small number of substances. This st
         udy presents realistic exposure scenarios using high-temporal resolution (10
         -minute) data from 24 events at two CSO sites. We analyzed 49 dissolved orga
         nic micropollutants for all events and 198 for four events, including pharma
         ceuticals, pesticides, and road-related compounds, of which we detected 83 s
         ubstances at least once. From these, we assessed the mixed chemical risk by
         applying acute quality criteria and evaluated how the risk assessment outcom
         e changes for two aspects: temporal resolution and selection of substances.
         Our results reveal that total risk quotients (RQ<sub>tot</sub>) can vary gre
         atly within CSO events, with 10-minute data capturing peak concentrations th
         at are missed with EMCs. Using EMCs underestimates the maximum RQ<sub>tot</s
         ub> of an event by a median factor of 4.9, up to a maximum factor of 6.9. Wh
         en comparing a selection of 20 substances from the Swiss Waters Protection O
         rdinance to a broader list of 49 substances commonly detected at CSOs and a
         comprehensive list of 198 substances, the estimated RQ<sub>tot</sub> increas
         es between 1.1 to 2.3-fold. RQ<sub>tot</sub> values exceed the threshold of
         1 in 75 % of the events, requiring further dilution in the receiving water b
         ody. All three pollutant classes (pharma, pesticide, road) drive the total r
         isk, and no specific phase during overflow events consistently poses higher
         risk than other phases, which challenges the design of effective mitigation
         measures. Furthermore, the exposure scenarios presented here offer essential
          input for future ecotoxicological research as they reveal high short-term f
         luctuations in RQ<sub>tot</sub> whose ecological significance is still large
         ly unknown.
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         for food safety
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         mental; hazard; soil contamination
' (110 chars) description => protected'Arsenic (As) is naturally present in trace amounts in most soils and poses a
          public health risk when elevated in topsoil due to potential accumulation i
         n agricultural products. Europe has several regions with natural As enrichme
         nt in soils, but since soil analyses are limited to individual soil samples,
          information on the spatial distribution has been lacking. This study uses e
         xpert-based machine learning to create a high-resolution map of As exceeding
          20 mg/kg in European topsoil based on ∼4100 data points of the Geochemi
         cal Mapping of Agricultural and Grazing Land Soil in Europe (GEMAS) dataset
         and 15 environmental variables. The resulting pan-European probability map d
         elineates areas with high soil arsenic concentrations due to natural process
         es. The study finds that 11.7 % of grassland and 3.9 % of cropland in Eu
         rope have arsenic levels above this threshold, with France, Spain, the Weste
         rn Balkans, and mountain areas most affected. Commonly grown crops in these
         areas include wheat, maize, rapeseed, and fodder crops. Our research links e
         levated arsenic levels to areas with low soil water erosion. SHapley Additiv
         e exPlanations (SHAP) analysis was used to identify key predictors, which ma
         y also be relevant in other regions globally. The high-resolution As map off
         ers valuable insights for agricultural and health professionals and policy-m
         akers.
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Monclús, L.; Arp, H. P. H.; Groh, K. J.; Faltynkova, A.; Løseth, M. E.; Muncke, J.; Wang, Z.; Wolf, R.; Zimmermann, L.; Wagner, M. (2025) Mapping the chemical complexity of plastics, Nature, 643(8071), 349-355, doi:10.1038/s41586-025-09184-8, Institutional Repository
Furrer, V.; Junghans, M.; Singer, H.; Ort, C. (2025) Realistic exposure scenarios in combined sewer overflows: how temporal resolution and selection of micropollutants impact risk assessment, Water Research, 278, 123318 (9 pp.), doi:10.1016/j.watres.2025.123318, Institutional Repository
Li, K.-Y.; Covatti, G.; Podgorski, J.; Berg, M. (2025) Distribution of geogenic arsenic in European topsoil and potential concerns for food safety, Journal of Hazardous Materials, 497, 139523 (11 pp.), doi:10.1016/j.jhazmat.2025.139523, Institutional Repository

Photo de couverture: Le chercheur de l’Eawag Michael Patrick analyse des insecticides pyréthrinoïdes (Photo: Eawag/Alessandro Della Bella).