Plateforme pour l’eau, le gaz et la chaleur
Les substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles (PFAS) constituent un vaste groupe de produits chimiques synthétiques utilisés dans de nombreuses applications industrielles et produits de consommation en raison de leurs propriétés hydrofuges, dégraissantes et antisalissantes [1-4]. Leur structure est similaire à celle des tensioactifs, avec un groupe de tête hydrophile et une chaîne carbonée fluorée très hydrophobe, ce qui confère aux PFAS une persistance et une mobilité élevées [5, 6]. Par conséquent, ils peuvent - selon la substance - se répandre largement dans l'eau et l'air et s'accumuler dans l'environnement [1, 7, 8]. En outre, de nombreux PFAS sont bioaccumulables et présentent des propriétés toxiques [2, 9]. Les émissions dans l'environnement peuvent se produire à toutes les étapes de la production et de l'utilisation, de la fabrication au traitement des déchets en passant par l'utilisation industrielle et commerciale et l'utilisation de produits de consommation [8, 10].
Le grand nombre de substances PFAS ainsi que la diversité de leurs comportements constituent un défi considérable pour la quantification des flux de PFAS dans les systèmes aquatiques. Leur pertinence environnementale à des concentrations déjà très faibles et le potentiel élevé de précurseurs renforcent cette problématique, notamment pour les analyses en laboratoire (voir infobox ci-dessous). En outre, l'élimination des PFAS de l'eau est techniquement très exigeante. En l'état actuel des connaissances, les procédés utilisant du charbon actif ou des échangeurs d'ions sont par exemple adaptés [11]. De nouveaux procédés spécifiques sont développés en permanence.
Pour évaluer la situation de la pollution par les PFAS, le canton de Zurich a lancé en 2024 et 2025 de vastes campagnes de mesure dans le domaine de l'environnement et des denrées alimentaires. L'Office des déchets, de l'eau, de l'énergie et de l'air (AWEL) a ainsi analysé les cours d'eau, les stations d'épuration des eaux usées, les lixiviats des décharges, les eaux usées industrielles, les eaux usées domestiques, les eaux pluviales des zones d'habitation ainsi que les sédiments lacustres. Le présent article se penche sur le flux de substances jusque dans les cours d'eau zurichois et sur le calcul de la somme des charges des neuf substances PFAS recommandées par l'Office fédéral de l'environnement (OFEV). Il permet ainsi une première évaluation de la situation de pollution et lance une discussion sur les principales voies d'apport.
Entre les années 2021 et 2025, les principaux cours d'eau du canton de Zurich, les flux entrants et sortants de 60 stations d'épuration communales (STEP), des échantillons d'eaux usées domestiques provenant de trois zones d'habitation ainsi que les lixiviats de 16 décharges en cours d'exploitation et de post-exploitation ont été analysés.
Les six bassins versants (BV) des rivières Limmat, Glatt, Töss, Reppisch, Furtbach et Jonen drainent une grande partie de la surface du canton. Ils constituent le périmètre d'étude dans le canton de Zurich pour la détermination de l'apport, du transport et de l'exportation des charges en PFAS (Fig. 1). Les lacs de Zurich, Greifensee et Pfäffiker sont couverts par ce périmètre, ainsi que le BV du Obersee et du canal de la Linth. Les six BV sont chacun définis par une place de mesure pour laquelle des échantillons mixtes ont été prélevés et des mesures de débit représentatives sont possibles. Les données de mesure pour les cours d'eau ont été collectées à l'aide de 2 échantillons et de 6à 9 échantillons composites par place de mesure, répartis sur les années 2024 et 2025. Toutes les valeurs ont été pondérées de la même manière, moyennées et calculées avec le débit moyen. La somme de ces six BV donne la charge totale des PFAS mesurés pour le périmètre étudié.
Les 60 STEP communales zurichoises (> 1000 équivalents habitants) ont été échantillonnées en 2024 et 2025. 7 échantillons de collecte de 24 heures proportionnels au débit ont été prélevés à l'entrée et à la sortie et mélangés proportionnellement au débit pour former un échantillon composite de 7 jours. Les 2 campagnes de mesure zurichoises ont été complétées par des mesures effectuées en 2022 et 2023 par 8 STEP extracantonales qui se déversent dans le bassin versant du canal de la Linth et du lac supérieur. Pour déterminer la charge respective, la concentration moyenne de PFAS dans l'effluent de chaque STEP a été multipliée par le débit moyen correspondant.
Le canton de Zurich compte 16 décharges. Parmi elles, 5 déversent leurs lixiviats directement dans les eaux, tandis que 11 sont raccordées aux égouts. Les décharges ont été échantillonnées à intervalles irréguliers depuis 2021. Le flux calculé se base sur la moyenne de toutes les mesures de concentration disponibles ainsi que sur le débit moyen des lixiviats par décharge.
Les eaux usées domestiques ont été échantillonnées au moyen d'une campagne de mesure dans 3 zones résidentielles différentes, qui sont drainées par un système de séparation. Pour ce faire, un système d'échantillonnage automatisé a été installé dans les canalisations d'eaux usées de chacune d'entre elles et a recueilli des échantillons d'eaux usées toutes les heures, exclusivement par temps sec. 3 échantillons mixtes hebdomadaires ont été prélevés sur chaque site, puis analysés. Ce relevé a permis de déterminer les concentrations de PFAS provenant exclusivement des eaux usées domestiques de 14'300 personnes physiques au total. Pour calculer la charge, la valeur moyenne suisse de la consommation d'eau domestique de 142 litres par personne et par jour a été utilisée pour le volume des eaux usées [12].
La chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) a été utilisée pour analyser les concentrations de PFAS. Les limites de quantification étaient de l'ordre de quelques nanogrammes par litre pour les échantillons d'eau. L'assurance qualité a été garantie par des échantillons à blanc, des doubles déterminations et l'utilisation de matériaux de référence certifiés. L'évaluation a été effectuée selon la recommandation du réseau de compétence des laboratoires cantonaux de protection des eaux et de l'environnement Lab'Eaux [13].
Pour le calcul des charges en PFAS, la somme de neuf substances individuelles PFAS a été utilisée, comme le recommande l'OFEV dans le domaine des sites contaminés: PFBA, PFPeA, PFHxA, PFHpA, PFOA, PFNA, PFBS, PFHxS et PFOS (OFEV-9).
Pour cette palette de substances, des mesures sont effectuées dans le canton de Zurich depuis 2021. On dispose ainsi de séries de données sur plusieurs années, ce qui permet un calcul robuste des flux de substances. Les émissions actuelles de précurseurs (precursors) n'y sont toutefois pas prises en compte (voir Infobox).
Pour une attribution quantitative cohérente des voies d'apport et des sources dans le canton de Zurich, le calcul des flux de substances prend principalement en compte les données mesurées à l'intérieur du périmètre défini (Fig. 2). Au total, 14 STEP et 6 décharges ne sont pas prises en compte (Fig. 3), car elles rejettent dans les cours d'eau en aval de la dernière place de mesure.
Le regroupement des flux de PFAS dans une représentation simplifiée des flux de substances permet la comparaison quantitative et la discussion de deux observations sommaires. D'abord pour l'échelle de référence des six BV des cours d'eau du périmètre, puis exclusivement pour les différents apports dans les 55 arrivées de STEP.
Les 6 BV du périmètre (Fig. 1) transportent ensemble une charge journalière en PFAS (OFEV-9) de 90,8 g et constituent la grandeur de référence 100% (Tab. 1). Les charges indiquées pour chaque BV montrent des différences très nettes dans les apports de PFAS. Il convient de noter que le lac de Zurich, dont l'influence sur le flux de substances n'est pas encore claire à l'heure actuelle, se trouve dans le BV de la Limmat. L'importance des sédiments en tant que puits pour les PFAS et l'importance de la stratification thermique du lac sur les concentrations dans l'écoulement lacustre n'ont pas encore été suffisamment clarifiées. La comparaison des sommes de charge dans les cours d'eau et des débits des STEP à l'intérieur du périmètre donne une charge de 31,8 g/jour pour les 55 STEP, ce qui correspond à une part d'environ 35% de la charge totale. La concentration moyenne de PFAS (OFEV-9) dans les effluents de toutes les STEP zurichoises est de 0,039 µg/l, mais présente une grande variabilité (Fig. 3).
| Site de mesure | Charge CE | STEP | Charge dans les effluents des STEP | Efluents des STEP par rapport à CE | LDE | Charge LDE dans CE | LDE par rapport à CE | Différence de charges dans CE | Proportion de la différence par rapport à CE |
| g/jour | Nombre | g/jour | % | Nombre | g/jour | % | g/jour | % | |
| Glatt en amont du Rhin | 21.5 | 16 | 8.2 | 38.1 | 1 | 0.06 | 0.3 | 13.3 | 61.9 |
| Limmat près deDietikon | 54.7 | 25 | 19.3 | 35.3 | 0 | 0 | 0 | 35.4 | 64.7 |
| Töss près deFreienstein | 10.1 | 8 | 2.5 | 24.8 | 1 | 0.03 | 0.3 | 7.6 | 75.2 |
| Reppisch près de Dietikon | 2.5 | 1 | 0.6 | 25.6 | 0 | 0 | 0 | 1.86 | 74.4 |
| Furtbach près d'Otelfingen | 1.3 | 3 | 0.8 | 59.1 | 0 | 0 | 0 | 0.52 | 40.9 |
| Jonen près deZwillikon | 0.68 | 2 | 0.4 | 54.1 | 0 | 0 | 0 | 0.31 | 45.6 |
| Total périmètre | 90.8 | 55 | 31.8 | 35 | 2 | 0.1 | 0.1 | 59 | 65 |
Dans le canton de Zurich, 5 décharges déversent leurs lixiviats directement dans les eaux. Cependant, seules 2 d'entre elles se trouvent à l'intérieur du périmètre considéré. Avec une charge commune de PFAS d'environ 0,1 g/jour, leur contribution à la charge totale est comparativement faible.
En cas de fortes précipitations, les PFAS passent directement des égouts aux cours d'eau par le biais de déversements d'eaux mixtes, comme cela est déjà connu pour d'autres composés traces. Indépendamment du niveau d'équipement des STEP en étapes d'épuration des composés traces organiques, l'efficacité d'élimination est négligeable pour les substances OFEV-9. Dans 48 des 69 STEP, les concentrations (OFEV-9) sont même légèrement plus élevées à la sortie que dans les flux entrants (fig. 2) en raison des processus de dissolution ou de transformation [14]. Les PFAS ne peuvent donc pas être éliminés efficacement des eaux usées par l'ozone ou le charbon actif. La mise à niveau des STEP avec des étapes d'épuration supplémentaires, telles que l'osmose inverse, est disproportionnée, car de tels procédés nécessitent, en l'état actuel de la technique, des moyens techniques et financiers très élevés. La différence de charge (OFEV-9) du périmètres résultant des processus d'épuration des STEP s'élève à 2,8 g/jour, ce qui correspond à 3% de la charge totale dans les cours d'eau et décrit la différence entre les entrées et les sorties des STEP.
Différents apports de PFAS arrivent dans les STEP et peuvent être comparés entre eux. La charge (OFEV-9) de tous les affluents de la STEP à l'intérieur du périmètre est de 29 g/jour et est référencée comme 100% dans le tableau 2.
Sur un total de 10 décharges raccordées aux égouts, 8 se trouvent à l'intérieur du périmètre considéré (fig. 1). Ensemble, ces décharges génèrent une charge en PFAS d'environ 1 g/jour et contribuent ainsi à environ 3% de la charge totale en PFAS dans les arrivées de STEP du périmètre (Tab. 2). A l'échelle du périmètre, cette contribution est relativement faible, mais pour les STEP et le cours d'eau concernés localement, elle représente une source ponctuelle pertinente de PFAS. A l'échelle du canton, 3 des 5 plus grandes décharges sont situées en dehors du périmètre, mais présentent des apports élevés en PFAS. Dans les affluents des STEP locales respectivement concernées, ces apports représentent environ 30% à plus de 90% de la charge en PFAS (OFEV-9). Ces sources ponctuelles sont donc particulièrement pertinentes pour l'évaluation des conditions de rejet locales et peuvent être identifiées de manière ciblée, contrairement aux sources diffuses.
| Site de mesure |
Charge dans les entrées de la STEP |
Nombre de LDC |
Charge LDC dans les entrées de la STEP |
LDC par rapport à STEP |
habitants raccordés |
EU-D |
EU-D |
Différence des charges dans les entrées de la STEP | Proportion de la différence par rapport aux entrées de la STEP |
| g/jour | Nombre | g/jour | % | Nombre | g/jour | % | g/jour | % | |
| Glatt vor Rhein | 7.7 | 3 | 0.4 | 1.9 | 374'096 | 2.1 | 9.6 | 5.2 | 68.1 |
| Limmat près de Dietikon | 17.4 | 1 | 0.02 | 0 | 842'207 | 4.6 | 8.5 | 12.7 | 73.3 |
| Töss près de Freienstein | 2.1 | 2 | 0.42 | 4.2 | 211'495 | 1.2 | 11.5 | 0.5 | 24.6 |
| Reppisch près de Dietikon | 0.66 | 2 | 0.06 | 2.4 | 28'966 | 0.2 | 6.4 | 0.4 | 66.8 |
| Furtbach près d'Otelfingen | 0.70 | 0 | 0 | 0 | 36'842 | 0.2 | 16 | 0.5 | 71.1 |
| Jonen près de Zwillikon | 0.39 | 0 | 0 | 0 | 22'979 | 0.1 | 18.6 | 0.3 | 67.6 |
| Total périmètre | 29 | 8 | 1 | 1 | 1'516'585 | 8.3 | 28.8 | 19.7 | 68.1 |
Les données mesurées pour les eaux usées domestiques présentent une image globalement uniforme en ce qui concerne la concentration et la composition des PFAS (fig. 4). Dans la zone d'habitation la plus peuplée, zone résidentielle 1 (tab. 3), une valeur de 0,052 µg/l a été mesurée dans un échantillon composite hebdomadaire. Tous les autres échantillons se situaient en moyenne à 0,037 µg/l (± 0,006 µg/l). Hormis le 6:2-FTAB (Capstone B) et le PFDA en faibles concentrations, aucune autre substance individuelle de PFAS n'a été analysée dans le cadre du vaste programme de mesures.
| Site de mesure | Habitants raccordés | Charge moyenne | Charge moyenne par personne |
| Nombre | mg/jour | µg/jour | |
| Zone résidentielle 1 | 12'000 | 75.57 | 6.29 |
| Zone résidentielle 2 | 1300 | 6.06 | 4.66 |
| Zone résidentielle 3 | 1000 | 5.58 | 5.58 |
| Moyenne | 5.51 |
La charge en PFAS des eaux usées domestiques peut donc être évaluée de manière réaliste à l'aide des substances OFEV-9. La charge quotidienne moyenne de PFAS (OFEV-9) par personne est de 5,5 µg/jour. Extrapolé au total des 1,516 million de personnes raccordées aux STEP (Eang) à l'intérieur du périmètre considéré, on obtient une somme de charge de 8,3 g/jour, ce qui correspond à près de 29% de la charge totale dans les arrivées des STEP (Tab. 2). Une approche d'estimation alternative basée sur huit arrivées de STEP sans industrie ou rejets de décharges donne une charge comparable de PFAS d'environ 7 µg par personne et par jour (OFEV-9).
En tenant compte des parts d'eaux usées domestiques et de lixiviats de décharges rejetés, il reste une différence de charge de 19,7 g/jour dans les arrivées de STEP, ce qui correspond à environ 68% de la charge totale des arrivées de STEP dans le périmètre. Cette différence est probablement imputable en majeure partie aux eaux usées industrielles et artisanales [15]. En outre, d'autres sources de PFAS dans les zones d'habitation entrent en ligne de compte [16]. Les premiers indices concrets issus de mesures effectuées dans les eaux usées industrielles indiquent que certaines exploitations émettent des charges importantes. Mais les données disponibles sont insuffisantes pour dresser un bilan de ces apports.
Pour les apports diffus de PFAS dans les cours d'eau, on obtient mathématiquement une différence de charge de 59 g/jour, ce qui correspond à environ 65% de la charge totale du périmètre (Tab. 1). Les premières mesures ponctuelles d'eaux pluviales provenant de zones urbaines montrent des concentrations de 0,02 à 0,08 µg/l. On peut donc supposer que les eaux pluviales constituent une voie d'apport importante. Il n'est cependant pas possible d'établir une échelle quantitative à partir de ces données de mesure. Dans la littérature, les pollutions par les PFAS dans les eaux pluviales sont néanmoins souvent mises en relation avec les zones d'habitation [17]. Les rejets diffus dans les cours d'eau peuvent provenir d'une multitude de sources potentielles.
La Figure 5 représente schématiquement les sites pollués, les sols pollués et les eaux pluviales comme principales voies d'apport.
La comparaison de la charge en PFAS (OFEV-9) provenant des sources et des voies d'apport dans les cours d'eau (Fig. 5), on peut tirer 5 conclusions principales pour le périmètre considéré du canton de Zurich:
A l'heure actuelle, aucune mesure technique n'est disponible pour éliminer efficacement les PFAS du cycle de l'eau. Il est donc crucial de prendre rapidement des mesures à la source pour endiguer ou empêcher de nouveaux apports [5, 18]. L'élaboration du plan d'action de la Confédération sur les PFAS doit être entamée au plus vite afin que des mesures rentables puissent être examinées et mises en œuvre dans toute la Suisse. En outre, il convient de faire avancer activement le dialogue social et politique sur le thème des PFAS [6]. Les scientifiques et les autorités devraient insister davantage sur le fait qu'une solution efficace et durable à long terme ne peut être atteinte que par une réduction substantielle de la consommation de PFAS.
[1] Rudin, E. et al. (2025): PFAS: Vorkommen, Risiken und Handlungsansätze, Swiss Academies Factsheets 20 (4).
[2] ECHA (2023): Candidate List of substances of very high concern for Authorisation.
[3] ECHA (2022a): European Chemical Agency. Annex XV Restriction Report. Proposal for Restriction: Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs), 22.03.2023.
[4] ECHA (2022b): European Chemical Agency. Annex XV Restriction Report. Proposal for Restriction: Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs), Anhang B, 22.03.2023.
[5] Cousins, I.T. et al. (2019b): Why is high persistence alone a major cause of concern? Environmental science. Processes & impacts 21(5), 781–792.
[6] Cousins, I. T. et al. (2022): Outside the Safe Operating Space of a New Planetary Boundary for Per and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS), Environmental Science & Technology, 56(16), 11172–11179.
[7] Brunn, H. et al. (2023): PFAS: forever chemicals—persistent, bioaccumulative and mobile. Reviewing the status and the need for their phase out and remediation of contaminated sites. Environ Sci Eur 35(20).
[8] Figuière, R. et al. (2025): An Overview of Potential Alternatives for the Multiple Uses of Per- and Polyfluoroalkyl Substances. Environ. Sci. Technol. 59, 2031–2042.
[9] Lee, J. W. et al. 2020): Adverse effects of perfluoroalkyl acids on fish and other aquatic organisms: A review. Science of the Total Environment, 707, 135334.
[10] Li L. et al. (2021): Filling in the Blanks: A New Tool to Predict Chemical Pathways from Production to Exposure. Environmental Health Perspectives 129(12).
[11] Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute (VSA) (2025): Stand der Technik bei der Entfernung von PFAS aus gefasstem Deponiesickerwasser und gepumptem verunreinigtem Grundwasser von belasteten Standorten. Leitfaden zum Stand der Technik.
[12] SVGW (2024): Website: Wasserversorgung, Nutzung.
[13] Lab’Eaux (2025): Empfehlung zur Bestimmung von PFAS in Fliessgewässern mittels Mischproben in automatischen Probenehmern
[14] Lenka, S. P. et al. (2021): A review of the occurrence, transformation, and removal of poly- and perfluoroalkyl substances (PFAS) in wastewater treatment plants, Water Res., 199, 117187.
[15] Randl, F. (2026): Per- und polyfluorierte Alkylsub-stanzen (PFAS) in der aquatischen Umwelt, Österreichischer Wasser- und Abfallwirtschaftsverband
[16] Krlovic, N. et al. (2024): Exploring the variability of PFAS in urban sewage: a comparison of emissions in commercial versus municipal urban areas, Environ. Sci.: Processes Impacts, 26, 1868-1878.
[17] Kali, S. E. et al. (2025): Stormwater discharges affect PFAS occurrence, concentrations, and spatial distribution in water and bottom sediment of urban streams. Water Research, 271, 122973.
[18] Kroll, A. et al. (2025): Mit Grenzwerten lassen sich PFAS nicht eindämmen. SCNAT Netzwerk.
Le calcul et l'évaluation de la charge totale en PFAS sont exigeants en raison du grand nombre de substances aux propriétés chimiques différentes. On peut supposer que certains des PFAS actuellement utilisés et émis dans l'environnement ne sont pas connus et ne sont pas détectés par les méthodes analytiques actuellement disponibles. Cependant, les progrès en matière d'analyse fournissent constamment de nouvelles informations.
La somme des PFAS recommandée par l'OFEV dans le domaine des sites contaminés comprenait jusqu'à l'été 2025 les neuf substances individuelles que l'on trouve largement dans l'eau et qui sont aujourd'hui pour la plupart interdites - ce que l'on appelle les "PFAS hérités". Au cours de l'été 2025, sept autres substances importantes pour l'environnement ont été ajoutées à ces neuf substances. L'analyse de nos données de mesure étendues montre que des substances telles que le 6:2-FTS et le 6:2-FTAB (Capstone B) contribuent considérablement à l'augmentation des flux de PFAS. La figure 3 montre que la somme des concentrations de PFAS augmente nettement si l'on tient compte de ces deux substances dans les effluents de STEP.
Fig. 3 Comparaison de la somme moyenne des concentrations de l'OFEV-9 avec la somme de onze substances (OFEV-9, Capstone B et 6:2-FTS) à l'exutoire de 60 STEP zurichoises.
La méthode de mesure TOP-Assay (Total Oxidisable Precursors) permet d'identifier les composés précurseurs. Pour ce faire, tous les PFAS sont transformés en composés connus à l'aide d'un oxydant puissant. La différence avant et après l'oxydation sert de mesure pour la concentration des composés précurseurs inconnus. Nous ne disposons toutefois que de données isolées.
Un grand merci à l'équipe du laboratoire de protection des eaux pour le prélèvement et l'analyse du grand nombre d'échantillons ainsi qu'à Jürg Sinniger et Katharina Weber pour leur relecture critique. Un merci particulier à Roland Ryser (zeichenfabrik) pour la superbe réalisation graphique du flux de substances PFAS. Merci pour les discussions animées et les apports techniques de tous les participants à l'AWEL au cours de l'année écoulée dans le cadre de l'étude complexe du flux des substances PFAS dans les eaux et les eaux usées.
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