Abnormal levels of caffeine in water indicate human contamination
Newswise — MONTREAL, November 22, 2011 – Researchers led by Prof. Sébastien Sauvé of the University of Montreal’s Department of Chemistry have discovered that traces of caffeine are a useful indicator of the contamination of our water by sewers. “E coli bacteria is commonly used to evaluate and regulate the levels of fecal pollution of our water from storm water discharge, but because storm sewers systems collect surface runoff, non-human sources can contribute significantly to the levels that are observed,” Sauvé explained. “Our study has determined that there is a strong correlation between the levels of caffeine in water and the level of bacteria, and that chemists can therefore use caffeine levels as an indicator of pollution due to sewerage systems.”
The researchers took water samples from streams, brooks and storm sewer outfall pipes that collect storm waters across the Island of Montreal, and analyzed them for caffeine, fecal coliforms, and a third suspected indicator, carbamazepine. Shockingly, all the samples contained various concentrations of these contaminants, which would suggest that contamination is widespread in urban environments. Carbamazepine is an anti-seizure drug which is also increasingly used for various psychiatric treatments, and the researchers thought it might be a useful indicator because it degrades very slowly. However, unlike with caffeine, no correlation was found.
Caffeine degrades within a few weeks to 2-3 months in the environment and is very widely consumed. The presence of caffeine is also a sure indicator of human sewage contamination, as agriculture and industry do not tend to release caffeine into the environment. The team also noted that the data suggest that Montreal’s storm water collection system is widely contaminated by domestic sewers. On the other hand, the researchers observed high levels of fecal coliforms but little or no caffeine in some of the samples, which they attribute to urban wildlife. “This data reveals that any water sample containing more than the equivalent of ten cups of coffee diluted in an Olympic-size swimming pool is definitely contaminated with fecal coliforms,” Sauvé said. “A caffeine sampling program would be relatively easy to implement and might provide a useful tool to identify sanitary contamination sources and help reduce surface water contamination within an urban watershed.”
About this study:“Fecal coliforms, caffeine and carbamazepine in stormwater collection systems in a large urban area” was published online in Chemosphere on November 8, 2011.
Des niveaux anormaux de caféine dans l’eau indiquent une contamination par l’être humainPour publication immédiateMONTRÉAL, le 22 novembre 2011 – Des chercheurs dirigés par le professeur Sébastien Sauvé du Département de chimie de l’Université de Montréal ont découvert que les traces de caféine sont un indicateur utile de la contamination de nos cours d’eau par les égouts. « L’analyse de coliformes fécaux est couramment utilisée pour évaluer et réguler les niveaux de pollution de nos cours d’eau par les matières fécales contenues dans les rejets d’eaux pluviales. Toutefois, parce que les réseaux de collecteurs pluviaux recueillent les eaux de ruissellement, des sources non humaines peuvent contribuer de manière significative aux niveaux observés », a expliqué Sébastien Sauvé. « Notre étude a permis de conclure qu’il existe une forte corrélation entre les niveaux de caféine que l’on trouve dans les cours d’eau et le niveau de bactéries, et que les chimistes peuvent par conséquent utiliser les niveaux de caféine comme un indicateur de pollution provenant des systèmes d’égouts. »Les chercheurs ont prélevé des échantillons d’eau dans des ruisseaux, des cours d’eau et les conduits de rejets d'égouts pluviaux qui recueillent les eaux de l’île de Montréal. Ils les ont analysés pour découvrir s’ils contenaient de la caféine, des coliformes fécaux et un troisième indicateur suspect, la carmabazépine. De manière surprenante, tous les échantillons contenaient différentes concentrations de ces contaminants, ce qui laisserait entendre que la contamination s’étend partout dans les milieux urbains. La carmabazépine est un anticonvulsiant de plus en plus utilisé dans divers traitements psychiatriques, et les chercheurs pensent qu’elle pourrait être un indicateur utile parce qu’elle se dégrade très lentement. Toutefois, contrairement à la caféine, aucune corrélation n’a été trouvée. Pour se dégrader dans l'environnement, la caféine prend de quelques semaines à deux ou trois mois et sa consommation est très répandue. La présence de caféine est également un indicateur certain de contamination des collecteurs par l‘humain, puisque les activités agricoles et industrielles n’ont pas tendance à libérer de caféine dans l’environnement. L’équipe a également noté que les données indiquent que les égouts domestiques contaminent les collecteurs pluviaux montréalais de façon importante. Par ailleurs, les chercheurs ont observé des niveaux élevés de coliformes fécaux, mais peu ou pas de caféine dans certains des échantillons, un fait qu’ils attribuent aux animaux vivant en milieu urbain. « Ces données indiquent que tout échantillon contenant plus que l’équivalent de dix tasses de café diluées dans une piscine de dimensions olympiques est à coup sûr contaminé par des coliformes fécaux », a déclaré Sébastien Sauvé. « Un programme d’échantillonnage de caféine serait relativement facile à implanter et pourrait devenir un outil utile pour identifier les sources de contamination sanitaire et contribuer à réduire la contamination des eaux de surface d'un bassin hydrographique urbain. »À propos de cette étude L'article intitulé Fecal coliforms, caffeine and carbamazepine in stormwater collection systems in a large urban area (Coliformes fécaux, caféine et carbamazépine dans les collecteurs d'eaux de ruissellement dans une vaste zone urbaine) a été publié en ligne le 8 novembre 2011, dans Chemosphere.Pour plus de renseignements :William Raillant-ClarkAttaché de presse – Recherche scientifiqueUniversité de MontréalTél. : 514 343-7593 | [email protected] | @uMontreal_News
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