Study and Modeling of the Fate of the Persistent Organic Pollutant, Chlordecone, during Anaerobic Digestion | Étude et modélisation du devenir d'un polluant organique persistant, la chlordécone, par la méthanisation

إنجليزي. Chlordecone (CLD) is a persistent organic pollutant extensively used in banana plantations in the French West Indies (FWI) between 1972 and 1993. This insecticide has contaminated approximately one-third of the islands' agricultural soils and has permeated various environmental compartments. Consequently, CLD has infiltrated the food chains, leading to adverse health effects on the local population. A depuration strategy has recently been proposed to ensure the compliance of livestock animals before slaughter. During the depuration period, animals eliminate CLD primarily through fecal excretion, either in its parent form or as its metabolite, chlordecol (CLDOH). The proper management of the resulting contaminated animal effluents becomes paramount. Anaerobic digestion (AD) was explored as a potential bioremediation strategy to treat these contaminated effluents. Several approaches were tested, starting with batch conditions, where CLD concentrations were monitored in artificially contaminated organic wastes after incubation under mesophilic (37.5 ºC) and thermophilic (55 ºC) conditions. The concentrations of CLD significantly decreased, while simultaneously, various transformation products (TPs) emerged, indicating efficient degradation of CLD under methanogenic conditions. The degradability of CLDOH, the metabolite found in animal waste, and the fate of the formed TPs were investigated for the first time. The findings revealed an important decrease in the levels of these compounds and an increase in the concentrations of their derivatives. To validate the feasibility of the proposed remediation strategy, animal dejections supplemented with CLD were continuously fed into a lab-scale digester. A substantial decrease in CLD was observed, suggesting that CLD can also be degraded in conditions similar to the ones that can potentially be implemented in the FWI. In conclusion, this work affirms that AD, particularly under thermophilic conditions, is a promising technique for treating animal effluents contaminated with CLD and CLDOH. Toxicological studies on the formed transformation products appear necessary to validate the use of this technique in the field.

فرنسي. La chlordécone (CLD) est un polluant organique persistant qui a été largement utilisé dans les bananeraies des Antilles françaises entre 1972 et 1993. Cet insecticide a contaminé un tiers des sols agricoles et a diffusé vers les autres compartiments environnementaux. Par conséquent, la CLD a pénétré dans les chaînes alimentaires, entraînant des effets néfastes sur la santé de la population locale. Une stratégie de décontamination a récemment été proposée pour garantir la conformité des animaux d'élevage avant l'abattage. Pendant la période de décontamination, les animaux éliminent la CLD et son métabolite, le chlordécol (CLDOH), principalement par excrétion fécale. La gestion adéquate des effluents contaminés résultants devient primordiale. La méthanisation a été étudiée comme stratégie de bioremédiation pour traiter les effluents d'élevage contaminés. Plusieurs approches ont été testées. La première, utilisée comme preuve de concept, met en œuvre un dispositif discontinu (batch), où les concentrations en CLD dans des déchets organiques artificiellement contaminés ont été suivies après incubation dans des conditions mésophiles (37,5 ºC) et thermophiles (55 ºC). Les concentrations en CLD ont diminué d'une manière significative et divers produits de transformation (TP) ont été quantifiés, indiquant une dégradation efficace de la CLD dans des conditions méthanogènes. Dans un deuxièmement temps, pour comprendre la dynamique d'apparition des PT et l'évolution du CLDOH, ces composés ont été ajoutés dans un dispositif en batch et leur devenir a été suivi. Les résultats ont révélé une diminution importante de ces composés et une augmentation de leurs dérivés. Pour valider la faisabilité opérationnelle de la stratégie de remédiation proposée, des déjections animales supplémentées en CLD ont été introduites sur une longue période dans un digesteur en continu. Une diminution significative de la CLD a été observée ce qui suggère que la CLD peut également être dégradée dans des conditions similaires à celles qui peuvent être mises en œuvre aux Antilles. En conclusion, ce travail confirme que la méthanisation thermophile est une technologie efficace pour traiter les effluents d'élevage contaminés par la CLD et le CLDOH. Des études sur l'innocuité des produits de transformation formés apparaissent comme nécessaires pour valider l'usage de cette technique sur le terrain.