Nitrification en sédiment d'eau douce : incidence de rejets de station d'épuration sur la dynamique de communautés nitrifiantes

Abstract

Nitrification in freshwater sediments: impact of wastewater treatment plant effluents on nitrite-oxidizing bacteria community dynamicDans les milieux aquatiques, la nitrification (oxydation biologique de l'ammonium en nitrate) est localisée essentiellement dans le compartiment sédimentaire ou liée aux particules en suspension. Les rejets de stations d'épuration dans les rivières peuvent perturber la nitrification dans les sédiments par des apports en azote (notamment sous forme NH4+ et azote organique) ou en bactéries nitrifiantes. L'étude de cette perturbation de la nitrification par une approche "multi-échelles" (des communautés globales aux populations) a été abordée par l'utilisation de systèmes simplifiés continus (microcosmes) ou statiques (batches). Dans un premier temps, nous avons tenté de dissocier l'effet "substrat" (apport de NH4+) et l'effet "inoculum" (apport de bactéries nitrifiantes) des effluents sur les communautés nitrifiantes d'un sédiment. Les 2 étapes de la nitrification (nitritation et nitratation) ont été étudiées par MPN (most probable number) et par des mesures d'activités potentielles. En présence d'effluent, les modifications des relations densité de communauté-intensité de l'activité potentielle observées conduisent aux hypothèses de l'implantation dans le sédiment de souches compétitives issues des effluents, avec des modifications dans la structure des communautés et/ou de la variation de l'activité spécifique des souches autochtones. Puis le comportement de 2 souches du genre Nitrobacter (utilisé comme modèle de la nitratation) a été étudié dans différentes conditions environnementales. Celles-ci (la concentration en substrat notamment) induisent un changement de compétitivité des souches, lié à la versatilité de leur métabolisme. Parallèlement, des mises au point ont été réalisées sur une technique de dénombrement en sédiment du genre Nitrobacter, impliquant l'amplification par PCR (polymerase chain reaction) d'une séquence d'ADN spécifique du genre. Le seuil de détection par cette méthode reste élevé pour ces bactéries dont la densité dans les milieux naturels est relativement faible. Le rendement de détection est inférieur à celui des techniques plus classiques de MPN et d'immunofluorescence, qui demeurent informatives dans des contextes adaptés