4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Rejets Urbains : l0 ans d’observation et de recherche au service de l’action Rejets urbains : risques sanitaires et écologiques Apports de la microbiologie et de l’écotoxicologie : approches prospectives Benoit COURNOYER, UCBL Lyon 1/EVL/CNRS Yves PERRODIN, ENTPE / L.S.E. Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Partie I : Risques sanitaires liés aux agents infectieux des RUTP Benoit Cournoyer, CNRS GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U &RQWH[WH GHV ULYLªUHV LPSDFW«HV SDU GHV UHMHWV XUEDLQV – – – – – Quels agents pathogènes dans les rejets? À quelles concentrations? Dose infectante atteinte? Persistance des agents pathogènes dans le milieu? Effet sur l’état écologique? gq Rôle dans l’évolution des clones épidémiques? GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Principaux dangers – infections d’origine hydrique –q quels agents g infectieux? ¾ virus (environ 7%) Ͳ Une dizaine d’espèces p Pathologies: gastro entérite gastro-entérite - astrovirus, calicivirus/ norovirus, entérovirus, R Rotavirus, i adenovirus d i (rhinite) ( hi it ) Hépatite A et E - Inflammation du foie GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Principaux dangers – infections d’origine hydrique –q quels agents g infectieux? ¾ protozoaires (environ 40%) Ͳ Une dizaine d’espèces p Pathologies: gastro-entérite éi - Cryptosporidium, Giardia duodenalis, Entamoeba histolytica méningo-encéphalite é i é h li amibienne (rare) - Naegleria fowleri toxoplasmose l - Toxoplasma gondii (développement fœtal perturbé) GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Principaux dangers – infections d’origine hydrique –q quels agents g infectieux? ¾ bactéries (environ 40% mais 70% des hospitalisations) Ͳ Une q quinzaine d’espèces p Pathologies: gastro-entérite éi - Shigella, Salmonella Aeromonas hydrophila, y p E. coli 0157:H7 otite, i pneumopathies hi - P. aeruginosa, - B. cepacia, p S. maltophilia p - S. aureus infections cutanées - P. aeruginosa g - Aeromonas sp. GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Principaux dangers – infections d’origine hydrique –q quels agents g infectieux? ¾ bactéries (environ 40%) Ͳ Pathologies plus rares: Leptospirose - Leptospira interrogans (insuffisance rénale aiguë, atteinte neurologique l i et hémorragies) hé i ) Légionellose - Legionella pneumophila GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Principaux dangers – infections d’origine hydrique – les sources: RUTP RAMBAUD – Mémoire de l’Ecole Nationale de la Santé Publique – 2004 4 GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Principaux dangers – infections d’origine hydrique – les principales sources sur l’OTHU ¾ ponctuelles et chroniques: • contaminations fécales, urines, vomissements • expectorations, p mucus e. g. 1: déversoir d’orage, effluents de STEP, effluents de lagunes, effluents de bassin de rétention, baigneurs, animaux i e. g. 2: eaux de ruissellement de voiries, site agricole ¾ diffuses et chroniques • rejets agricoles, biocénose – plantes, invertébrés, etc… 4 GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Principaux dangers – infections d’origine hydrique –q quelques q chiffres importants: p -10 à 35% des individus sont émetteurs d’agents pathogènes Organismes quantité dans période dose les selles de rejet infectante _________________________________________________________________________________ virus i = 1010 particules ti l par gramme 4 GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Principaux dangers – infections d’origine hydrique – types yp d’exposition p - contact / blessures - ingestion - inhalation / particules en suspension – populations à risque - résidents à proximité des cours d’eau - agriculteurs - utilisateurs des cours d’eau à des fins récréatives - enfants - individus fragiles: CF, immuno-déprimés, etc 4 GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U %LO 5K¶QH$OSHV %LODQ 5K¶ $O 3U«YDOHQFH GH /HSWRVSLUD LQWHUURJDQV FKH] OHV URQJHXUV 3U«YDOHQFH GH 7R[RSODVPD JRQGLL FKH] OHV FKDWV HW GDQV OHV VROV 3U«YDOHQFH GH /HJLRQHOOD SQHXPRSKLOD GDQV OHV 7$5 VRXUFHV WKHUPDOHV 3U«YDOHQFH GH 1DHJOHULD IRZOHUL ದ FRXUV GಬHDX VRXPLV DX[ UHMHWV GH FHQWUDOH QXFO«DLUH 3U«YDOHQFH Gಬ( FROL GDQV OHV VROV DJULFROHV SHX RX SDV GH GRQQ«HV VXU OHV EDVVLQVYHUVDQWV HQ PLOLHX XUEDLQS«ULXUEDLQ TXHOTXHV ELODQV SRXU OHV VLWHV GH EDLJQDGHV ( FROL HW HQW«URFRTXHV LQWHVWLQDX[ ELRLQGLFDWHXUV 3HX RX SDV GH GRQQ«HV VXU OHV DJHQWV SDWKRJªQHV" GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U ( (DX[ G EDLJQDGH GH E L G http://baignades.sante.gouv.fr/editorial/fr/accueil.html 100 ml +4% GE Deux études utilisée pour estimer les risques de gastro-entérite (GE): - Kay et al al. 1994 1994. milieux marins (Royaume-Uni) (Royaume Uni) - Wiedenman et al., 2006. eaux douces (Allemagne) >100 E. E coli ou > 25 entérocoques intestinaux / 100 ml = augmentation de l’incidence des GE Mais, pas de données sur les agents étiologiques et autres pathologies GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U 2EMHFWLIV RSéUDWLRQQHOV GX SURMHW – Estimer les dangers d d'infection infection selon le type de rejet et les quantités i é déversées dé é – Identifier les compartiments contaminés ou colonisés – Définir des règles permettant de limiter les expositions – Proposer des indicateurs GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U 2EMHFWLIVVFLHQWLILTXHVGXSURMHW M T S M – Étudier l’écologie des agents infectieux dynamiques y q spatioͲtemporelles p p . paramètres physicoͲchimique, variations saisonnières y q . flux hydriques . géoͲmorphologie interactions avec les autres espèces (effet sur l’état écologique) – Étudier l’adaptation aux contraintes environnementales acclimatation et multiplication: notion de population adaptée et clones dominants sélection él ti d de variants i t génétiques é éti / nouveaux dangers d GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Projet ANR INVASION LQWHU LQWHU«TXLSHV «TXLSHV 27+8 (2009-2013) aval /(0 ++ &(0$*5() /6$ 8 /\RQ /6((173( (96 8 /\RQ %0*HR 0RGªOHV Gಬ«WXGH DO – Rivière Chaudanne (Grézieu (GrézieuͲlaͲ la Varenne) – Bactéries é pathogènes h è Pseudomonas aeruginosa, EC et EI Burkholderia du complexe cepacia Aeromonas hydrophila, A. caviae Shigella spp., Salmonella, Listeria spp., spp Campylobacter jejuni amont crue Fev-2009 GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 J O U R N É E E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Analyses y exploratoires p du site aval 6 groupes d’échantillons pour chaque matrice (benthique, 0Ͳ10 cm, et hyporhéique, Ͳ30 cm) DO à 115 m 115 m Pool F Pool E Pool C Pool D Pool B Pool A GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U A l Analyses exploratoires l t i 47 échantillons – site DO: eaux usées (15), eaux DO (2), écouvillons DO (30) • • 151 échantillons é h till – site it avall : Ͳ 41 sédiments benthiques 33 sédiments hyporhéiques Ͳ 41 eaux benthiques 33 eaux hyporhéiques Ͳ 3 eaux de surface 9 Méthodes d’isolement et dénombrement = milieux gélosés yp q ou ADN 9 Méthodes d’identification = tests pphénotypiques 9 Méthodes de typage = PFGE et MLST (ADN) GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Escherichia coli DO – rejets > 103 UFC / 100 mll Aval DO Milieu Rose RoseͲGal Gal BCIG F E D seuil impératif Seuil (100 UFC/100ml) UFC/100mL d’eau ou UFC/g de sédiment C Conclusions: C l i - valeurs seuils dépassées pour les eaux (hors période de rejets) - populations élevées dans les sédiments / persistance probable GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Entérocoques intestinaux DO À ffaire i Aval DO Milieu Slanetz + TTC, puis enterosel F E D Seuil (100 UFC/100ml) UFC/100mL d’eau ou UFC/g de sédiment B A Conclusions: - populations élevées dans les sédiments / persistance probable - 100 à 10² 0 CFU/100mL C U/ 00 d’eau d eau de su surface ace (bo (bonnee qua qualité?) té?) GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Pseudomonas aeruginosa DO et eaux usées -détection dé i de d populations l i significatives i ifi i (140 isolats) Aval DO Milieu PABͲCN C F E D Seuil (10 UFC/100 ml) UFC/100 L d’eau UFC/100mL d’ ou UFC/g UFC/ de d sédiment édi t Conclusions: - populations élévées pour quelques sédiments / persistance probable GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Pseudomonas aeruginosa DO SpeI Eaux usées Matrice 0/1 DO Eaux usées Ch Chromosome bbactérien té i -Profil identique = clone DO PFGE - moins de 7 bandes de différence = complexe clonal (souche fortement reliée) sédiment DO Conclusions: - Clones des eaux usées déversés dans la Chaudanne - 18 clones / 2 complexes clonaux GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Shigella et Salmonella DO – eaux usées - Détection Dét ti de d salmonelles l ll (après enrichissement) - Absence de Shigelles Milieu Hektoen Aval DO - 700 isolats obtenus mais aucun validés shigelles ou salmonelles Conclusions: - populations faibles mais méthodes disponibles peu approprié pour l’analyse des eaux - l’enrichissement est essentiel GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Burkholderia du cepacia complexe DO – eaux usées - absence b d de B Bcc - site it Ch Chaudanne d - mais, détection - site Montracol (01) ? Milieu TBͲT Aval DO DO F E D B A Conclusions: - source non-identifiée; non identifiée; possibilités = végétation - plus fortes abondances dans les sédiments GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Aeromonas spp. spp DO – eaux usées - détection dét ti dans d lles eaux usées é Milieu ampicilline Dextrine agar (colonies jaunes) Aval DO Eaux de surface = 10 UFC/ml q = 100 UFC/ml Sédiments benthiques Eaux hyporhéiques = 20 UFC/ml Sédiments hyporhéiques = en cours d’analyse Espèces pathogènes détectées = A. hydrophila, A. caviae (50%) A. v. sobria Conclusions: - populations significatives - répartition homogène GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Conclusions Bilan 6 mois volet « pathogènes » – ANR INVASION - DO déverse des agents pathogènes - hors période de déversement: détection des indicateurs de contamination fécale détection de plusieurs agents pathogènes - démonstration d’un transfert d’agent pathogène depuis les eaux usées vers la rivière - méthodologie à améliorer pour le dénombrement des shigelles, Campylobacter, Listeria GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U Perspectives Bilan 6 mois volet « pathogènes » – ANR INVASION - analyse de la zone amont du DO - poursuite du bilan « pathogènes » des eaux usées et RUTP - juxtaposition des jeux de données flux hydriques géo géo-morphologie morphologie chimie des eaux éco-toxicologie GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009 4 E J O U R N É E T E C H N I Q U E D E L ’ O T H U REMERCIEMENTS Lyon Stéphanie PETIT Manuelle NETO Laurence VILLARD Evelyne BORGES Françoise MAURIN Laurence LOISEAU Claire MONNEZ Simon GIBERT Sylvie NAZARET Sabine FAVRE FAVREͲBONTE BONTE Elisabeth BROTHIER Véronica RODRIGUEZͲNAVA Bertrand MOULIN Guillaume FANTINO Laurent SCHMITT Yves PERRODIN Pascal BREIL (HH) Philippe NAMOUR Nicole JAFFREZIC Sylvie y BARRAUD Laetitia BACOT Autres financeurs GRAIE – GRAND LYON - Hôtel de la communauté urbaine de Lyon – Mardi 20 octobre 2009