UV filter occurrence in beach water of the Mediterranean coast – A field survey over 2 years in Palavas‐les‐Flots, France

Abstract Objective A 2‐year sampling campaign was realized on French Mediterranean beach (Palavas‐les‐Flots Hérault) in order to measure the concentration of UV filters released from the sunscreen used by bathers. Multiple factors suspected of playing determining roles in the UV filter pattern in water were explored, such as the seasonal and daily time evolutions, or the vertical and horizontal distributions, and they were regarded through the UV filter characteristics. Methods The beach was monitored during periods of high and low tourist attendance, typically before, during and after the summer peak. The beachgoers attendance was counted. Bathing water was sampled distinctly from the bulk column and from the top surface layer, testing different sampling tools. Sediments and mussels were also sampled and analysed as potential UV filter sinks. Three organic UV filters (octocrylene OCR, avobenzone BMDBM and octyl methoxycinnamate OMC) and one mineral (titanium dioxide TiO 2 ) were studied here as representatives of the current cosmetic market. Results Summer peak attendance on the beach was confirmed associated with peak levels of UV filter concentration in the bathing water, even more pronounced during a heat wave period. This relation was also observed at day scale with an afternoon peak, suggesting a rapid evolution of the UV filter pattern in water. Contrasted fates were measured between the four studied UV filters, that could be mainly explained by their respective characteristics, i.e. particulate or dissolved, hydrophilic or lipophilic, lifetime. Generally, this resulted in a concentration ranking TiO 2 > OCR > OMC > BMDBM, ranging from 0.5 to 500 μg/L. The most lipophilic and recalcitrant OCR was found most vertically differentiated and over concentrated in the top surface layer of water. Finally, a large horizontal heterogeneity was also observed in the UV filter concentration pattern, raising the need for sample replicates that cover a significant area. Conclusion This work fulfils some knowledge gaps on the issue of UV filter release in coastal environments, not only by providing original field data and methodological recommendations but also importantly in the comparison made of organic and mineral UV filters, which are often considered separately and rarely evaluated at the same time.Résumé Objectif Une campagne d’échantillonnage de deux ans a eu lieu sur une plage de la Méditerranée en France (Palavas‐les‐Flots dans l’Hérault) afin de mesurer la concentration de filtres UV libérés par la protection solaire utilisé par les baigneurs. Plusieurs facteurs suspectés de jouer des rôles déterminants dans le modèle de filtre UV dans l’eau ont été étudiés, comme les évolutions saisonnières et quotidiennes, ou les distributions verticales et horizontales, et ils ont été examinés à travers les caractéristiques du filtre UV. Méthodes La plage a été surveillée pendant les périodes de fréquentation touristique élevée et faible, généralement avant, pendant et après le pic estival. La présence des baigneurs a été comptabilisée. L’eau de baignade a été prélevée distinctement de la colonne principale et de la couche superficielle supérieure, en testant différents outils de prélèvement d’échantillons. Des sédiments et des moules ont également été prélevés et analysés comme réservoirs de filtre UV potentiels. En l’occurrence, trois filtres UV organiques (octocrylène OCR, avobenzone BMDBM et octyl méthoxycinnamate OMC) et un minéral (dioxyde de titane TiO 2 ) ont été étudiés comme représentants du marché cosmétique actuel. Résultats Les pics estivaux de présence de baigneurs sur la plage ont été confirmés comme étant associés à des pics de concentration du filtre UV dans l’eau de baignade, encore plus prononcés pendant une période de vague de chaleur. Cette relation a également été observée à l’échelle d’une journée, avec un pic l’après‐midi, suggérant une évolution rapide du profil de filtre UV dans l’eau. Les effets de contraste ont été mesurés entre les quatre filtres UV étudiés, ce qui pourrait s’expliquer principalement par leurs caractéristiques respectives, c’est‐à‐dire particulaires ou dissous, hydrophiles ou lipophiles, tout au long de la vie. En général, cela a donné lieu à un classement de la concentration : TiO 2 > OCR > OMC > BMDBM, comprise entre 0,5 et 500 ug/L. Il est apparu que c’est l’OCR le plus lipophile et le plus récalcitrant qui est le plus différencié verticalement et sur‐concentré dans la couche supérieure de l’eau. Enfin, on a observé une grande hétérogénéité horizontale dans le profil de concentration du filtre UV, ce qui a nécessité des réplicats d’échantillons couvrant une zone significative. Conclusion Ce travail comble certaines lacunes en matière de connaissances sur la libération des filtres UV dans les environnements côtiers, non seulement en fournissant des données originales sur le terrain et des recommandations méthodologiques, mais également en comparant des filtres UV organiques et minéraux, qui sont souvent pris en compte séparément et rarement évalués en même temps