Etude de bioremédiation de sédiments contaminés par des composés organiques nitrés persistants

Abstract

Pendant plusieurs décennies, des industries chimiques ont traité leurs effluents de synthèse en utilisant des systèmes de lagunage. La plupart du temps, les sédiments de ces lagunes sont constitués de molécules organiques de synthèse diverses et complexes. Compte tenu de la persistance des composés nitrés, ces derniers sont aujourd'hui à l'origine de la contamination potentielle des sols, des nappes phréatiques ainsi que des eaux de surface. Ce travail présente une étude de bioremédiation d'une boue issue d'une lagune ayant reçu des effluents de synthèse d'explosifs et d'herbicides durant plusieurs décennies. Les explosifs appartiennent principalement à la famille des nitramines (RDX et HMX) et des nitro-aromatiques (TNT) tandis que les herbicides appartiennent à la famille des dinitrophénols (Dinosèbe et Dinoterbe). Tout d'abord, une caractérisation physico chimique du sédiment a permis d'évaluer les propriétés de la boue à décontaminer (pH, teneurs en carbone, en azote, …) et d'apporter d'éventuels compléments nutritifs nécessaires à la croissance des microorganismes. Par la suite, une caractérisation microbiologique a permis d'identifier les espèces microbiennes présentes dans le sédiment et orienter ainsi les essais de bioremédiation. Ainsi des espèces répertoriées pour avoir un potentiel de dégradation (Leclercia adecarboxylata, Pseudomonas citronellolis et Pseudomonas putida) ont été identifiées. De plus, plusieurs nouvelles espèces ont été découvertes, dont les séquences ont été déposées sur Genebank. La mise au point d'un protocole d'extraction et d'analyse simultanées des explosifs et des herbicides ont permis d'évaluer leurs concentrations dans le sédiment et d'effectuer un suivi cinétique de ces composés sur différentes méthodes de bioremédiation. Ainsi, un premier essai de fermentation anaérobie a permis la disparition dans le réacteur de deux molécules de la famille des nitrophénols, le Dinosèbe et le Dinoterbe tandis que le RDX et le HMX n'ont pas été dégradés. Par ailleurs, des cultures pures de Leclercia adecarboxylata, Pseudomonas citronellolis et Pseudomonas putida ont révélé leur pouvoir de dégradation du DNTB en 5 jours. Un second procédé de réacteur mixte aéro-anaérobie a été mis au point dans le même objectif. En plus de favoriser l'alternance entre phase aérobie et anaérobie, ce réacteur a permis d'avoir une phase en anaérobie en lit fixé. L'utilisation de ce réacteur a permis de dégrader les nitrophénols et les nitramines après 105 jours de fonctionnement. L'identification des microorganismes dans le sédiment et dans les essais de bioremédiation a permis d'établir des corrélations entre les espèces bactériennes et leur rôle de dégradation de certains produits.