Effect of Exposure to UV-C Irradiation and Monochloramine on Adenovirus Serotype 2 Early Protein Expression and DNA Replication▿

The mechanisms of adenovirus serotype 2 inactivation with either UV light (with a narrow emission spectrum centered at 254 nm) or monochloramine were investigated by assessing the potential inhibition of two key steps of the adenovirus life cycle, namely, E1A protein synthesis and viral genomic replication. E1A early protein synthesis was assayed by using immunoblotting, while the replication of viral DNA was analyzed by using slot blotting. Disinfection experiments were performed in phosphate buffer solutions at pH 8 and room temperature (UV) or 20°C (monochloramine). Experimental results revealed that normalized E1A levels at 12 h postinfection (p.i.) were statistically the same as the corresponding decrease in survival ratio for both UV and monochloramine disinfection. Normalized DNA levels at 24 h p.i. were also found to be statistically the same as the corresponding decrease in survival ratio for monochloramine disinfection. In contrast, for UV disinfection, genomic DNA levels were much lower than E1A or survival ratios, possibly as a result of a delay in DNA replication for UV-treated virions compared to that for controls. Future efforts will determine the pre-E1A synthesis step in the adenovirus life cycle affected by exposure to UV and monochloramine, with the goal of identifying the viral molecular target of these two disinfectants

Mechanistic Aspects of Adenovirus Serotype 2 Inactivation with Free Chlorine ▿ †

Free chlorine is an effective disinfectant for controlling adenoviruses in drinking water, but little is known about the underlying inactivation mechanisms. The objective of this study was to elucidate the molecular components of adenovirus type 2 (Ad2) targeted by free chlorine during the inactivation process. The effects of free chlorine treatment on several Ad2 molecular components and associated life cycle events were compared to its effect on the ability of adenovirus to complete its life cycle, i.e., viability. Free chlorine treatment of Ad2 virions did not impair their ability to interact with monoclonal antibodies specific for hexon and fiber proteins of the Ad2 capsid, as measured by enzyme-linked immunosorbent assays, nor did it impair their interaction with recombinant, purified Coxsackie-adenovirus receptor (CAR) proteins in vitro. Free chlorine-treated Ad2 virions also retained their ability to bind to CAR receptors on A549 cell monolayers, despite being unable to form plaques, suggesting that free chlorine inactivates Ad2 by inhibiting a postbinding event of the Ad2 life cycle. DNA isolated from Ad2 virions that had been inactivated by free chlorine was able to be amplified by PCR, indicating that genome damage was not the cause of inactivation. However, inactivated Ad2 virions were unable to express E1A viral proteins during infection of A549 host cells, as measured by using immunoblotting. Collectively, these results indicate that free chlorine inactivates adenovirus by damaging proteins that govern life cycle processes occurring after host cell attachment, such as endocytosis, endosomal lysis, or nuclear delivery

Formation and toxicity of emerging nitrogenous disinfection byproducts in reclaimed wastewater effluents

International audienceThe aim of this study was to investigate the formation mechanisms and toxicity of emerging nitrogenous DBPs (e.g., haloacetamides) during disinfection of wastewater effluents. Cytotoxicity and genotoxicity of wastewater effluents were compared before and after monochloramine disinfection. The conditions of formation of target DBPs (haloacetamides) were studied. We also focused on the identification of unknown nitrogenous, brominated and iodinated DBPs using analytical tools such as GC-MS-MS and GC-ICP-MS

Formation et toxicité de sous-produits azotés émergents lors de la désinfection d’effluents urbains traités par voie biologique en vue de leur réutilisation

International audienceLa désinfection des effluents urbains en vue de leur réutilisation peut conduire à la formation de concentrations importantes en sous-produits organoazotés (N-SPDs). La monochloramine (NH2Cl) est utilisée comme désinfectant en amont des unités d’osmose inverse dans les usines de retraitement des effluents urbains afin d’éviter la formation de biofilm. La monochloramine peut cependant être une source supplémentaire d’azote et produire des N-SPDs tels que la NDMA, les haloacétamides (HAMs) ou les haloacétonitriles (HANs). Ces N-SPDs possèdent en général des niveaux de toxicité plus élevés que les autres sous-produits de désinfection (i.e., Trihalomethanes-THMs, Acides haloacétiques-HAAs). Une grande partie de l’eau utilisée dans les régions arides est produite par dessalement d’eaux de mer ou d’eaux saumâtres qui contiennent des quantités importantes en ions bromure et iodure. Des niveaux élevés en composés azotés, associés à des teneurs importantes en ions bromure et iodure sont susceptibles de produire des SPDs bromés et iodés, plus toxiques que leurs analogues chlorés (Plewa et al., 2008).Le but de cette étude est de déterminer les mécanismes de formation et la toxicité de SPDs lors de la désinfection d’effluents urbains secondaires prélevés au niveau de la station d’épuration de Jeddah (Arabie Saoudite). Les SPDs ciblés sont les N-SPDs (en particulier les HAMs), bromo-SPDs et iodo-SPDs, identifiés par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem (GC-MS-MS) et la spectrométrie de masse par torche à plasma (GC-ICP-MS). Les THMs, HAAs, HANs, HAMs et haloacétaldéhydes ont été quantifiés par analyse en GC-ECD et GC-MS après extraction liquide-liquide au MTBE ou à l’acétate d’éthyle (méthodes EPA 551 et 552).Des résines macroporeuses XAD8 et XAD4 en tandem ont été utilisées pour extraire la matière organique de ces effluents (EfOM) avant et après chloramination (DOC = 4.68 mg C/L, 14.2 mg Cl2/L pendant 72h). Après élution à l’acétonitrile et lyophilisation, les extraits solides d’EfOM sont soumis aux tests de cytotoxicité chronique et de génotoxicité aigue sur cellules CHO (ovaires de hamster chinois) (Plewa et Wagner, 2009). L’EfOM extraite sur résine XAD8 est plus cytotoxique et génotoxiques que la fraction extraite sur résine XAD4. Après chloramination, les extraits sont 3,5 fois plus cytotoxiques et 4,7 fois plus génotoxiques (fraction XAD8) que ceux issus d’un effluent non chloraminé.De nombreux SPDs ont été identifiés par GC-MS dans les extraits d’EfOM chloraminés (resolubilisés dans l’acétate d’éthyle), en particulier les espèces bromées des haloacétaldehydes et haloacétamides. Certains SPDs non identifiés contiennent des atomes de brome et d’iode (détectés par GC-ICP-MS). Des expériences réalisées en présence de monochloramine marquée (15NH2Cl) montrent que l’azote incorporé dans les HANs et les HAMs provient à la fois de NH2Cl (60%) et de l’azote organique (40%).Des expériences de chloramination ont également été réalisées avec les fractions d’EfOM isolées des effluents non chloraminés afin d’étudier les conditions de formation des SPDs (i.e., cinétique de formation, influence du pH et de la concentration en ions bromure). Les cinétiques de formation déterminées pour la dichloroacétamide (DCAcAm) montrent des différences notables avec celles observées avec des matières organiques naturelles extraites d’eau de surface (i.e., Rivière Suwannee NOM), résultats suggérant la présence de précurseurs azotés spécifiques dans l’EfOM

Formation et toxicité de sous-produits azotés émergents lors de la désinfection d’effluents urbains traités par voie biologique en vue de leur réutilisation

International audienceLa désinfection des effluents urbains en vue de leur réutilisation peut conduire à la formation de concentrations importantes en sous-produits organoazotés (N-SPDs). La monochloramine (NH2Cl) est utilisée comme désinfectant en amont des unités d’osmose inverse dans les usines de retraitement des effluents urbains afin d’éviter la formation de biofilm. La monochloramine peut cependant être une source supplémentaire d’azote et produire des N-SPDs tels que la NDMA, les haloacétamides (HAMs) ou les haloacétonitriles (HANs). Ces N-SPDs possèdent en général des niveaux de toxicité plus élevés que les autres sous-produits de désinfection (i.e., Trihalomethanes-THMs, Acides haloacétiques-HAAs). Une grande partie de l’eau utilisée dans les régions arides est produite par dessalement d’eaux de mer ou d’eaux saumâtres qui contiennent des quantités importantes en ions bromure et iodure. Des niveaux élevés en composés azotés, associés à des teneurs importantes en ions bromure et iodure sont susceptibles de produire des SPDs bromés et iodés, plus toxiques que leurs analogues chlorés (Plewa et al., 2008).Le but de cette étude est de déterminer les mécanismes de formation et la toxicité de SPDs lors de la désinfection d’effluents urbains secondaires prélevés au niveau de la station d’épuration de Jeddah (Arabie Saoudite). Les SPDs ciblés sont les N-SPDs (en particulier les HAMs), bromo-SPDs et iodo-SPDs, identifiés par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem (GC-MS-MS) et la spectrométrie de masse par torche à plasma (GC-ICP-MS). Les THMs, HAAs, HANs, HAMs et haloacétaldéhydes ont été quantifiés par analyse en GC-ECD et GC-MS après extraction liquide-liquide au MTBE ou à l’acétate d’éthyle (méthodes EPA 551 et 552).Des résines macroporeuses XAD8 et XAD4 en tandem ont été utilisées pour extraire la matière organique de ces effluents (EfOM) avant et après chloramination (DOC = 4.68 mg C/L, 14.2 mg Cl2/L pendant 72h). Après élution à l’acétonitrile et lyophilisation, les extraits solides d’EfOM sont soumis aux tests de cytotoxicité chronique et de génotoxicité aigue sur cellules CHO (ovaires de hamster chinois) (Plewa et Wagner, 2009). L’EfOM extraite sur résine XAD8 est plus cytotoxique et génotoxiques que la fraction extraite sur résine XAD4. Après chloramination, les extraits sont 3,5 fois plus cytotoxiques et 4,7 fois plus génotoxiques (fraction XAD8) que ceux issus d’un effluent non chloraminé.De nombreux SPDs ont été identifiés par GC-MS dans les extraits d’EfOM chloraminés (resolubilisés dans l’acétate d’éthyle), en particulier les espèces bromées des haloacétaldehydes et haloacétamides. Certains SPDs non identifiés contiennent des atomes de brome et d’iode (détectés par GC-ICP-MS). Des expériences réalisées en présence de monochloramine marquée (15NH2Cl) montrent que l’azote incorporé dans les HANs et les HAMs provient à la fois de NH2Cl (60%) et de l’azote organique (40%).Des expériences de chloramination ont également été réalisées avec les fractions d’EfOM isolées des effluents non chloraminés afin d’étudier les conditions de formation des SPDs (i.e., cinétique de formation, influence du pH et de la concentration en ions bromure). Les cinétiques de formation déterminées pour la dichloroacétamide (DCAcAm) montrent des différences notables avec celles observées avec des matières organiques naturelles extraites d’eau de surface (i.e., Rivière Suwannee NOM), résultats suggérant la présence de précurseurs azotés spécifiques dans l’EfOM

Formation et toxicité de sous-produits azotés émergents lors de la désinfection d’effluents urbains traités par voie biologique en vue de leur réutilisation

International audienceLa désinfection des effluents urbains en vue de leur réutilisation peut conduire à la formation de concentrations importantes en sous-produits organoazotés (N-SPDs). La monochloramine (NH2Cl) est utilisée comme désinfectant en amont des unités d’osmose inverse dans les usines de retraitement des effluents urbains afin d’éviter la formation de biofilm. La monochloramine peut cependant être une source supplémentaire d’azote et produire des N-SPDs tels que la NDMA, les haloacétamides (HAMs) ou les haloacétonitriles (HANs). Ces N-SPDs possèdent en général des niveaux de toxicité plus élevés que les autres sous-produits de désinfection (i.e., Trihalomethanes-THMs, Acides haloacétiques-HAAs). Une grande partie de l’eau utilisée dans les régions arides est produite par dessalement d’eaux de mer ou d’eaux saumâtres qui contiennent des quantités importantes en ions bromure et iodure. Des niveaux élevés en composés azotés, associés à des teneurs importantes en ions bromure et iodure sont susceptibles de produire des SPDs bromés et iodés, plus toxiques que leurs analogues chlorés (Plewa et al., 2008).Le but de cette étude est de déterminer les mécanismes de formation et la toxicité de SPDs lors de la désinfection d’effluents urbains secondaires prélevés au niveau de la station d’épuration de Jeddah (Arabie Saoudite). Les SPDs ciblés sont les N-SPDs (en particulier les HAMs), bromo-SPDs et iodo-SPDs, identifiés par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem (GC-MS-MS) et la spectrométrie de masse par torche à plasma (GC-ICP-MS). Les THMs, HAAs, HANs, HAMs et haloacétaldéhydes ont été quantifiés par analyse en GC-ECD et GC-MS après extraction liquide-liquide au MTBE ou à l’acétate d’éthyle (méthodes EPA 551 et 552).Des résines macroporeuses XAD8 et XAD4 en tandem ont été utilisées pour extraire la matière organique de ces effluents (EfOM) avant et après chloramination (DOC = 4.68 mg C/L, 14.2 mg Cl2/L pendant 72h). Après élution à l’acétonitrile et lyophilisation, les extraits solides d’EfOM sont soumis aux tests de cytotoxicité chronique et de génotoxicité aigue sur cellules CHO (ovaires de hamster chinois) (Plewa et Wagner, 2009). L’EfOM extraite sur résine XAD8 est plus cytotoxique et génotoxiques que la fraction extraite sur résine XAD4. Après chloramination, les extraits sont 3,5 fois plus cytotoxiques et 4,7 fois plus génotoxiques (fraction XAD8) que ceux issus d’un effluent non chloraminé.De nombreux SPDs ont été identifiés par GC-MS dans les extraits d’EfOM chloraminés (resolubilisés dans l’acétate d’éthyle), en particulier les espèces bromées des haloacétaldehydes et haloacétamides. Certains SPDs non identifiés contiennent des atomes de brome et d’iode (détectés par GC-ICP-MS). Des expériences réalisées en présence de monochloramine marquée (15NH2Cl) montrent que l’azote incorporé dans les HANs et les HAMs provient à la fois de NH2Cl (60%) et de l’azote organique (40%).Des expériences de chloramination ont également été réalisées avec les fractions d’EfOM isolées des effluents non chloraminés afin d’étudier les conditions de formation des SPDs (i.e., cinétique de formation, influence du pH et de la concentration en ions bromure). Les cinétiques de formation déterminées pour la dichloroacétamide (DCAcAm) montrent des différences notables avec celles observées avec des matières organiques naturelles extraites d’eau de surface (i.e., Rivière Suwannee NOM), résultats suggérant la présence de précurseurs azotés spécifiques dans l’EfOM