Impact de l'agglomération Parisienne sur la communauté nitrifiante et la dynamique du nitrite de la Seine.

DOI
https://doi.org/10.26047/PIREN.rapp.ann.2013.vol15

Le cycle de l’azote est l’un des cycles biogéochimiques majeurs dans l’environnement, et il est dominé par l’activité microbienne. Malgré les traitements subis par les eaux usées en station d’épuration (STEP) avant leurs rejets dans le milieu naturel, le cycle de l’azote des eaux de surface est perturbé par les pollutions domestiques. Ces pollutions sont surtout observées dans les cours d’eau dont les bassins versant concentrent une population importante. La nitrification est une des réactions du cycle de l’azote qui transforme l’ammonium (NH4 + ) en nitrate (NO3 - ). Un intermédiaire de la nitrification est le nitrite (NO2 - ), une forme toxique de l’azote, qui est produit par des communautés microbiennes différentes de celle qui le consomment. Sa toxicité fait qu'il est l’objet d’une surveillance dans le cadre de la “Directive Cadre de l’Eau” (DCE). L’ajout de traitements de nitrification dans les STEP de l’agglomération parisienne a conduit à une augmentation des teneurs en nitrite dans la Seine en aval immédiat des rejets. Les concentrations en nitrite dépassent le critère de bon état écologique de l’eau (>1µM ou 0,09 mg N/L) sur plusieurs dizaines de km en aval. Le fait que le nitrite soit un élément très réactif, et donc supposé disparaitre rapidement, pose question quant à sa persistance. Pour comprendre les causes de cette lente disparition, les communautés microbiennes impliquées dans la dynamique du nitrite dans la colonne d’eau ont été analysées à deux saisons aux abords de Paris. Ce milieu étant oxygéné, les groupes concernés sont les microorganismes nitrifiants, plus précisément les bactéries et archées oxydant l’ammonium (AOB et AOA) et les bactéries oxydant le nitrite (NOB). La diversité de ces groupes ainsi que leur abondance dans la Seine et les STEPs ont été déterminées au moyen de deux techniques, l’électrophorèse sur gel avec gradient de dénaturant (DGGE) et la PCR quantitative (qPCR). La communauté archéenne oxydant l’ammonium dans la STEP de Seine Aval (SAV) à Achères (SAV) a une structure différente des communautés environnementales, mais son introduction par les effluents modifie peu la structure des communautés naturelles. Cette différence de structure entre les effluents et l’environnement est plus faible concernant les communautés bactériennes oxydant l’ammonium. Cependant des espèces présentes dans SAV apparaissent dans l’environnement après le point de rejet. En comparant ces résultats de diversité avec ceux obtenus avant modification des traitements en STEP, on constate que SAV constitue toujours une source de microorganismes, malgré l’ajout de traitements de nitrification et dénitrification. Les archées oxydant l’ammonium dominent les bactéries oxydant l’ammonium en abondance dans l’environnement. Les bactéries oxydant le nitrite subissent plus fortement l'effet de SAV que les microorganismes oxydant l'ammonium. Cependant cet effet est variable sur Nitrobacter alors qu’une augmentation est toujours observée pour Nitrospira. L’effet de SAV sur l’environnement varie avec les saisons : l’influence est plus forte sur la diversité en hiver et sur l’abondance en été. Les communautés microbiennes ayant un rôle majeur dans la dynamique du nitrite, les perturbations de ces communautés en aval de SAV modifieront ses transformations. L’étude des communautés microbiennes nitrifiantes apportent un élément de réponse sur la dynamique des nitrites dans la Seine, et l’influence des saisons sur sa lente diminution dans la colonne d’eau en aval des rejets.