La grande majorité des micro-organismes nocifs pour la santé

INDICATEURS BACTERIENS DE L’EFFICACITE DES TRAITEMENTS OXYDATIFS
Cryptosporidium est le micro-
organisme le plus résistant aux
traitements de désinfection de
l’eau.
La grande majorité des micro-organismes nocifs pour la santé humaine diffuse dans le
milieu hydrique par l’intermédiaire des souillures fécales humaines et animales. Les
traitements de potabilisation ont pour but d’éliminer et/ou d’inactiver l’ensemble de ces
agents : bactéries, virus et parasites. Parmi ces micro-organismes, les parasites
Cryptosporidium parvum et Giardia duodenalis sont responsables du plus grand nombre
d’infections lors d’épidémies d’origine hydrique survenues ces dernières années dans les
pays développés. Cryptosporidium serait le micro-organisme pathogène (pouvant être
véhiculé dans les eaux) le plus résistant aux traitements de désinfection.
Aucun indicateur ne permet
actuellement d’apprécier
l’efficacité des désinfectants à
l’inactiver.
A l’heure actuelle, le niveau de contamination des ressources et l’efficacité des traitements
physiques à éliminer ces parasites ne peuvent être estimés que de façon relative. De plus,
aucun indicateur biologique permettant d’apprécier, à l’échelle industrielle, le pouvoir des
traitements oxydatifs à les inactiver n’est disponible. L’objectif de cette étude est donc de
chercher un indicateur biologique ayant une résistance aux oxydants similaire à celle des
cryptosporidium et qui par ailleurs puisse être quantifié de manière plus rapide, plus fiable
et plus simple.
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L’indicateur à rechercher doit :
- avoir une résistance aux
désinfectants proche de celle de
cryptosporidium (bactéries
GRAM+ ?)
- être en nombre suffisant après
désinfection pour s’affranchir de
l’incertitude des résultats
d’analyse.
Les bactéries viables indigènes des eaux (GRAM- détectées par la technique CTC) sont 5 à
10 fois plus résistantes aux désinfectants que les souches de laboratoire. Elles pourraient
être considérées comme indicateur de l’efficacité des désinfectants puisque, d’après la
littérature, les CT (concentration en oxydant x temps de contact) nécessaires à leur
inactivation sont proches de ceux préconisés pour les poliovirus et des Giardia. Mais la
technique CTC ne permet pas de détecter certaines bactéries GRAM+, pourtant encore plus
résistantes aux oxydants que les bactéries GRAM- et dont les CT nécessaires à leur
inactivation pourraient par conséquent se rapprocher de ceux permettant l’inactivation des
cryptosporidium. D’autre part, le nombre de bactéries GRAM- est si faible après
désinfection que l’incertitude des résultats d’analyse augmente considérablement. L’étude
cherchera donc à vérifier si l’ensemble des bactéries (GRAM+ et GRAM-) peut constituer
un indicateur plus approprié et plus sensible.
La méthode analytique à retenir
doit prendre en compte la
totalité des bactéries viables,
La méthode analytique de détection des bactéries utilisée pour évaluer l’efficacité de la
désinfection a donc son importance. Les méthodes de culture traditionnelles habituellement
employées sont à proscrire puisqu’elles sous-estiment énormément le nombre de bactéries
encore actives après désinfection : elles ne
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détectent pas les bactéries viables non cultivables (bactéries stressées par des agressions
extérieures physiques ou chimiques, donc momentanément incapables de se développer sur
un milieu de culture). Ainsi, lorsque l’évaluation de l’efficacité bactéricide des oxydants est
réalisée d’après les résultats obtenus en milieu de culture, les doses de chlore ou d’ozone
nécessaires à l’inactivation de toutes les bactéries viables (cultivables ou non) indigènes des
eaux sont 25 à 100 fois sous-estimées.
... telles que les techniques
de dénombrement direct par
microscopie,
Parmi les méthodes analytiques capables de dénombrer l’ensemble des bactéries viables
(cultivables ou non), les techniques de dénombrement direct par microscopie semblent être
les plus intéressantes. Elles se basent sur la dégradation spécifique d’un substrat suite à une
action cellulaire. Le produit résultant est un composé fluorescent qui se dépose à l’intérieur
de la cellule. La bactérie devient alors fluorescente sous l’effet d’une excitation lumineuse
de longueur d’onde définie et peut ainsi être visualisée au microscope d’épifluorescence.
... testées dans cette étude : Les techniques de dénombrement direct par microscopie, testées dans cette étude pour
définir leur intérêt en tant que tests rapides d’évaluation de l’inactivation bactérienne par
désinfection, sont :
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- CTC qui dénombre les
bactéries GRAM-,
-Le CTC (chlorure de cyano-ditolyl-tetrazolium) qui permet de révéler une activité
respiratoire chez les bactéries. Certaines bactéries GRAM+ ne sont cependant pas
marquées en raison d’une mauvaise pénétration du réactif.
- CHEMB qui dénombre les
GRAM- et les GRAM+,
-Le FDA (diacétate de fluoresceine) qui marque avec la même efficacité les bactéries
GRAM+ et GRAM- (nom commercial : Chemchrom ou CHEMB)
- FISH qui dénombre les GRAM+. -L’hybridation in situ avec une sonde à ARN (FISH : fluorescence in-situ hybridization) :
la sonde ARN synthétique, marquée avec des molécules fluorescentes (fluoresceine,
tetraméthyl-rhodamine, etc.), vient se fixer par complémentarité des séquences sur
l’ARN de la bactérie. La sonde choisie ici est une sonde ne marquant que les bactéries
GRAM+.
Les résultats montrent que les
bactéries GRAM+ pourraient être
utilisées comme indicateurs
d’efficacité de traitement,
Les résultats montrent que les CT nécessaires à l’inactivation des bactéries dénombrées par
CTC (GRAM-) sont peu différents des CT inactivant les bactéries marquées par CHEMB
(GRAM- et GRAM+). Les bactéries, dénombrées par la technique FISH GRAM+, ont par
contre un CT 4 à 15 fois plus important que les bactéries totales (CHEMB) : leur résistance
aux désinfectants est très supérieure à celle des kystes de Giardia ou des poliovirus mais
resterait inférieure à celle des oocystes de cryptosporidium relatée dans la littérature de
façon assez contradictoire. Les indicateurs actuellement connus, classés par ordre croissant
de
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résistance à la désinfection par l’ozone, sont donc : bactéries dénombrées par CTC ou
CHEMB < bactéries par FISH GRAM+ < spores de Bacillus dénombrées par culture.
... mais leur faible nombre rend
leur détection imprécise.
Cependant, les bactéries GRAM+ ne représentent qu’environ 1 % de la population
bactérienne totale. Le nombre de bactéries totales après désinfection n’est donc pas plus
élevé que celui des bactéries GRAM- seules. L’utilisation des bactéries totales comme
indicateurs d’efficacité de traitements oxydatifs ne résout par conséquent pas le problème
d’imprécision de mesures effectuées au voisinage de la limite de détection de la méthode
analytique. Une des voies de poursuite de ce travail passerait par l’amélioration de cette
limite de détection.
Etude commandée par Anjou-Recherche et réalisée par Anjou-Recherche
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Référence documentation : B18990