Chronic exposure to drinking water nitrate and trihalomethanes in the French CONSTANCES cohort
[Exposition chronique aux nitrates et aux trihalométhanes dans l’eau potable dans la cohorte française CONSTANCES]
Résumé
Trihalomethanes (THMs) and nitrate are widespread chemicals in drinking water. Chronic exposure has been associated with increased cancer risk despite inconclusive evidence, partly due to the challenges in long-term exposure assessment and potential exposure misclassification. We estimated concentrations of nitrate and THMs in drinking water using a public regulatory monitoring database (SISE-Eaux) for CONSTANCES, a French population-based prospective cohort. We obtained 26,322,366 measurements of drinking water parameters from 2000 to 2020. We excluded missing, implausible and duplicated measurements; we corrected or imputed missing geocodes of sampling locations; we calculated the annual median concentration of nitrate and THMs by surveillance area. To predict missing annual median concentrations, linear mixed models with random intercept using surveillance area as a clustering variable were developed for each region for nitrate and the four THM components (chloroform, chlorodibromomethane, bromodichloromethane and bromoform) separately. Concentrations in the nearest surveillance area from the household were merged per year among 75,462 participants with residential history geocoded for 2000-2020. Estimated concentrations resulting from this approach were compared with measured concentrations in 100 samples collected in Paris, Rennes and Saint-Brieuc in 2021. Median annual concentrations of total THMs and nitrate at study participants’ homes for 2000-2020 were, respectively, 15.7 μg/l (IQR: 15.2) and 15.2 mg/l (IQR: 20.8). Among these, 35% were based on measurements for nitrate (16% for THMs), 44% (46%) were predicted using on linear mixed models, and 21% (38%) were based on distribution unit median values. Conditional R(2) predictive models ranged from 0.71 to 0.91 (median: 0.85) for nitrate, and from 0.48 to 0.80 for THMs (median: 0.68). These concentrations will allow future association analyses with risk of breast and colorectal cancer. Our cleaning process introduced here could be adapted to other large drinking water monitoring data.
Les trihalométhanes (THM) et les nitrates sont des produits chimiques très répandus dans l’eau potable. L’exposition chronique a été associée à un risque accru de cancer malgré des preuves non concluantes, en partie à cause des difficultés rencontrées dans l’évaluation de l’exposition à long terme et de la classification erronée de l’exposition potentielle. Nous avons estimé les concentrations de nitrates et de THM dans l’eau potable à partir d’une base de données publique de veille réglementaire (SISE-Eaux) pour CONSTANCES, une cohorte prospective française basée sur la population. Nous avons obtenu 26 322 366 mesures de paramètres de l’eau potable de 2000 à 2020. Nous avons exclu les mesures manquantes, invraisemblables et dupliquées ; nous avons corrigé ou imputé les géocodes manquants des lieux d’échantillonnage ; nous avons calculé la concentration médiane annuelle de nitrates et de THM par zone de surveillance. Pour prédire les concentrations médianes annuelles manquantes, des modèles mixtes linéaires avec interception aléatoire utilisant la zone de surveillance comme variable de regroupement ont été élaborés pour chaque région pour le nitrate et les quatre composants THM (chloroforme, chlorodibromométhane, bromodichlorométhane et bromoforme) séparément. Les concentrations dans la zone de surveillance la plus proche du ménage ont été fusionnées par an parmi 75 462 participants ayant des antécédents résidentiels géocodés pour la période 2000-2020. Les concentrations estimées résultant de cette approche ont été comparées aux concentrations mesurées dans 100 échantillons prélevés à Paris, Rennes et Saint-Brieuc en 2021. Les concentrations annuelles médianes de THM et de nitrate totaux au domicile des participants à l’étude pour la période 2000-2020 étaient respectivement de 15,7 μg/l (IQR : 15,2) et de 15,2 mg/l (IQR : 20,8). Parmi ceux-ci, 35 % étaient basés sur des mesures pour le nitrate (16 % pour les THM), 44 % (46 %) ont été prédits à l’aide de modèles linéaires mixtes et 21 % (38 %) étaient basés sur des valeurs médianes d’unité de distribution. Les modèles prédictifs conditionnels du R2 variaient de 0,71 à 0,91 (médiane : 0,85) pour le nitrate et de 0,48 à 0,80 pour les THM (médiane : 0,68). Ces concentrations permettront de futures analyses d’association avec le risque de cancer du sein et colorectal. Notre processus de nettoyage présenté ici pourrait être adapté à d’autres données importantes de surveillance de l’eau potable.
Domaines
Santé publique et épidémiologie
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