Activités microbiennes anaérobies et écodynamique des contaminants métalliques et organométalliques (cas de l étain et du mercure)

Abstract

Le tributylétain (TBT) et le mercure (Hg) ainsi que leurs dérivés organiques sont des micropolluants métalliques, ubiquistes et persistants à l état de traces dans les écosystèmes aquatiques. Les processus microbiologiques d alkylation et de déalkylation des formes organiques plus toxiques de l étain et du mercure (méthyl-mercure, tributyl-étain ou méthylétains), en conditions oxiques ou anoxiques, sont peu connus. Ce travail porte dans une première partie sur l étude de la biodégradation du TBT par des communautés bactériennes simplifiées en culture continue. Les potentiels de dégradation du TBT et de méthylation de l étain inorganique, e.g. Sn(IV), des souches isolées de ce réacteur, tout comme ceux de différents microorganismes aérobies et/ou anaérobies, ont été caractérisés grâce à l utilisation de traceurs isotopiques stables et ont permis de définir certaines voies d alkylation et de déalkylation. Le second volet de ce document est consacré à l étude des capacités de microorganismes sulfato-réducteurs (MSR) à méthyler et à déméthyler le Hg et le méthylmercure. L utilisation de traceurs isotopiques stables du Hg a permis d étudier l aspect systématique du phénomène pour des microorganismes isolés de l environnement et sous différentes conditions physiologiques (fermentation, respiration nitrate, sulfato-réduction, limitation en substrat carboné). Finalement, l étude du fractionnement isotopique du Hg lors de sa méthylation par un MSR (Desulfobulbus propionicus, DSM6523) souligne l importance qu il y a à mieux comprendre le fonctionnement de ces deux mécanismes co-occurrents, dans la régulation de la production nette de méthylmercure dans les écosystèmes aquatiques.Tributyltin (TBT) and mercury (Hg) as well as their organic derivatives are ubiquitous and persistent metallic micro-pollutants present at trace level in aquatic ecosystems. The microbiological alkylation and dealkylation processes of the more toxic organic forms of tin and mercury (methylmercury, tributyltin or methyltin) under oxic and anoxic conditions are poorly understood. The first part of this study reports on TBT biotransformations in simplified bacterial communities under continuous culture. The potential for TBT biodegradation and inorganic tin methylation, e.g. Sn(IV), of strains isolated from this reactor as well as various aerobic and anaerobic microorganisms were simultaneously characterized by means of stable isotopic tracers, allowing to define some alkylation and dealkylation pathways. The second section of this document is dedicated to the investigation of the capacities of sulphate-reducing prokaryotes (SRP) for mercury methylation and demethylation. The use of Hg stable isotopic tracers allowed the systematic study of this phenomenon in environmental organisms under different physiological conditions (fermentation, nitrate respiration, sulphate respiration and substrate starvation). In conclusion, the study of isotopic fractionation of Hg during its methylation by a SRM (Desulfobulbus propionicus, DSM6523) highlighted the need to better understand the functioning of the co-occurring mechanisms implied in the regulation of net methylmercury production in aquatic ecosystems.PAU-BU Sciences (644452103) / SudocSudocFranceF