ETUDES ET PROPOSIIIOlIS
f,evue frangaise des SCIEilGES Dt L'EAU,2 (19831 321-329
PRESEIT STAIE AiD RESEANGH IONGS
Micr0biologie des eaux souterraines :
son intdr6t dans la protection des ressources en eau
G r o u n d w a t e r m i c r o b i o l o g y :
R o l e i n th e p r o t e c t i o n o f g r o u n d w a t e r r e s o u r c e s
c . B I T T O N * e t C . P . G E R B A * *
R 6 s u m 6
L e s e a u x s o u t e r n a i n e s c o n s t i t u e n t u n e r e s s o u r c e i m o o r t a n t e d o n t L a q u a I i t 6 d o i t € t r e p 1 6 s e r v 6 e . C e t t e 6 t u d e 1 6 s u m e L e s a s p e c t s m i c r o b i o l o g i q u e s d e L a c o n t a m i n a t i o n d e s e a u x s o u t e r - r a i n e s . N o u s a v o n s a n a L y s 6 L e s o r t d e s p o t t u a n t s b i o L o g i q u e s e t c h i m i q u e s e t n o u s a v o n s s i g n a t 6 L e s p r o b L d m e s q u e I e m i c n o - b i o t o g i s t e d o i t a f f r o n t e n -
N o u s a v o n s a u s s i i n d i q u e q u e t q u e s t h d m e s d e n e c h e r c h e e n m i c r o b i o L o g i e d e s e a u x s o u t e r r a i n e s -
S u m m a r y
G r o u n d w a t e r c o n s t i t u t e s a n i m o o r t a n t r e s o u r c e / t h e q u a L i t y o f w h i c h m u s t b e p r e s e r v e d - T h i s r e v i e w s u m m a r i z e s t h e m i c r ^ o b i o -
L o g i c a I a s p e c t s o f g r o u n d w a t e r c o n t a m i n a t i o n , l , J e h a v e a n a L y z e d t h e f a t e o f b i o L o q i c a L a n d c h e m i c a L p o l L u a n t s a n d h a v e i n d j c a - t e d t h e p r o b L e m s t h e m i c r o b i o L o g i s t m u s t f a c e -
S o m e r e s e a r c h t h e m e s p e r t a i n i n g t o g r o u n d w a t e r p o L L u t i o n m i c n o - b i o L o g y a r e a t s o i n d i c a t e d -
* P r o f e s s e u r , L a b . o f E n v i r o n m e n t a l l Y i c r o b i o l o g y , r o n r e n t r l f n g i n e e r L n g S c i e n c e s - l l n i v e r s i t y o f F L O R I D A .
x * P r o f e s s e u r A s s o c i 6 , D 6 p a r t m e n t o f l u l i c r o b i o l o g y A r i z o n a , T u s c o n , A Z - U , S . A .
D e p a r t m e n t o f E n v i - F l o r i d a , G a i n e s v i l l e - U n i v e r s i t y o f
3 2 2
S c i e n c e s d e L t e a u 2 - o ?I NTRODUCT I ON
L ' 6 t u d e d . e s e a u x s o u t e r r a i n e s a 6 t 6 n 6 g 1 i g 6 e p e n d a n t d e n o m b r e u s e s a n n 6 e s . C e t t e p r 6 c i e u s e r e s s o u r c e , 6 t a n t a I , a b r i d u r e g a r d , n ' a p u s u s c i t e r a u t a n t d t i n t 6 r e t q u e c e l l e s t 6 m o i q n 6 e s d 1 ' 6 g a r d d e s e a u x d e s u r f a c e p a r l e g r a n d p u b l i c e n g 6 n 6 r a f e t p a r l e s s c i e n t i f i q u e s e n p d r - t i c u f i e r . P o u r t a n t c e t t e r e s s o u r c e e s t e s s e n t i e l l e a u x b e s o i - n s e n e a u p o t a b l e d e I a p o p u l a t i o n d a n s d e n o m b r e u s e s c o n t r 6 e s d t r a v e r s 1 e g 1 o - b e . A u x U . S . A . , l e s e a u x s o u t e r r a i n e s p o u r v o i e n t 1 O O m i l l i o n s d ' a m 5 r i - c a r n s e n e a u p o t a b l e . C e t t e d 6 p e n d a n c e v i s - A - v i s d e s e a u x s o u t e r r a i n e s e s t d a v a n t a g e r e s s e n t i e p a r I e s p o p u l a t i o n s r u r a l e s ( t a b l e a u 1 ) . E n F l o r i d e , p l u s d e 9 2 Z d . e I a p o p u l a t i o n c o n s o n m e I ' e a u p r o v e n a n t d e s 1 6 - s e r v e s d ' e a u s o u t e r r a i n e e t e n v i r o n 2 0 e a d e 1 a p o p u l a t i o n d e c e t E t a t c o n s o n m e d e s e a u x s o u t e r r a i n e s q u i n ' o n t s u b i a u c u n t r a i t e m e n t . I l f a u t a j o u t e r q u e 1 ' 6 c o n o m i e d e I a F l o r i d e e s t b a s 6 e s u r I ' e a u , u n e r e s s o u r c e q u i a s s u r e l e s besoins de 10 milfions d ' h a b i t a n t s a i n s i q u e c e u x d e 4 0 n i l l i o n s d e t o u r i s t e s p a r a n ( E n v i r o n . R e s . C e n t e r , 1 9 8 2 ) . C e t t e d 6 - p e n d a r , c e a c c r u e d 1'6gard d e s e a u x s o u t e r r a i n e s n o u s c o n t r a i n t d n o u s p e n c h e r s u r I e s p r o b l d m e s p o t e n t i e l s t o u c h a n t I a s a n t 6 p u b l i q u e e t r 6 s u l t a n t d e l a c o n s o r n m a t i o n d'eau contarnin6e. L e s s o u r c e s d e c o n t a m i n a - L i o n s o n t n o m b r e u s e s , p a r t i c u l i d r e m e n t d a n s I e s p a y s i n d u s t r i a l i s 6 s , C e s s o u r c e s c o m p r e n n e n t I ' 6 p a n d a g e d e s b o u e s e t e a u x u s 6 e s s u r 1 e s s o l s
( B I T T O N , 1982) , les effluents d e f o s s e s s e p t i q u e s , I e s e a u x d e r u i s s e l - l - e m e n t d a n s f e s a g g l o m 6 r a t i o n s u r b a i n e s a i n s i q u e I e s s o u r c e s d'origine a g r . i c o l e , i n d u s t r i e l l e e t m i n i d r e . E n v i r o n 3 0 % d e l a p o p u l a t i o n a m 6 r i - c a i n e u t i l i s e d e s f o s s e s s e p t i q u e s . C e s d e r n i d r e s s o n t p a r f o i s m a f i n s - t a r l 6 e s e t n e f o n c t i o n n e n t p a s t o u j o u r s c o n v e n a b r e r n e n t ( s c A L F et DUNr,Ap, 1 9 1 1 ) - L e s d 6 c h e t s d'origine i n d u s t r i e l r e s o n t a c c u m u f 6 s d a n s d e s s i t e s d d 6 c h a r g e c o n t , r 6 l 6 e q u e I ' o n c o m p t e p a r m i l l i e r s a u x U . S . A . M i l l e d d e u x m i l l e d e c e s s i t e s m e n a c e n t I a s a n t 6 d r r p u b l i c d ' u n e f a g o n s i g n i f i - c a t i v e ( K E S W I C K T 1 9 8 4 ) . L ' a g r i c u l t u r e c o n t r i b u e a u s s i d l a p o l l u t i o n d e s e a u x s o u t e r r a i n e s q u a n d . o n c o n s i d d r e I ' 6 o a n d a g e d e m i l l i o n s d e t o n n e s d ' e n g r a i s e t d e p e s t i c i d e s s u r l e s s o f s a g r i c o l e s . I I s e r n b l e r a i t q u e l e s p o p u f a t i o n s r u r a l e s s o n t d a v a n t a g e e x p o s 6 e s a u x e a u x s o u t e r r a i n e s c o n t a - m i n 6 e s p a r l e s d 6 c h a r g e s d'origine c h i m i q u e e t m i c r o b i o l o g i q u e . A u x U . S . A . , u n e e n q u 6 t e r d c e n t e a m o n t r 6 q u e l e s 2 / 3 d , e s m 6 n a g e s d a n s l e s r E g i o n s r u r a l e s c o n s o m n e n t d e f ' e a u q u i a 6 t 6 j u g 6 e i n a c c e p t a b l e d u p o i n t d e v u e c h i m i q u e e t b a c t 6 r i o f o g i q u e ( T R O I S E et MUNGER, 1982).
Q u e I e s t a l o r s l e r 6 1 e d u r n i c r o b i o l o g i s t e d a n s c e d o m a i n e d e r e c h e r - c h e ? D e u x c a t 6 g o r i e s d e m i c r o b i o l o g i s t e s p e u v e n t 6 t r e i n t 6 r e s s 6 s p a r l ' 6 t u d e d e l a c o n t a m i n a t i o n d e s e a u x s o u t e r r a i n e s :
L e m i c r o b i o l o j i s t e - h y g i 6 n i s t e l u a n t s d ' o r i g i n e m i c r o b i o l o g i q u e m i n a t i o n d e s g e r m e s p a t h o g d n e s a e a u x .
c h e r c h e r a d c o m p r e n d r e l e s o r t d e s p o l - d a n s I e s e a u x s o u t e r r a i n e s e t I a d i s s 6 - l a s u i t e d e l a c o n t a m i n a t i o n d e c e s
L e m i c r o b i o l o g i s t e - 6 c o l o g i s t e c h e r c h e r a p a r c o n t r e d 6 t u d i e r l e s o r t d e I a d 6 c o m p o s i t i o n d e s p o l l u a n t s c h i m i q u e s d a n s l - e s m i l i e u x 6 d a p h i q u e s e t s o u t e r r a l n s . S i g n a l o n s t o u t e f o i s q u e f q u e l q u e s o i t s o n i n t 6 r e t , f e m i c r o b i o l o g i s t e d o i t a v o i r q u e l q u e s c o n n a i s s a n c e s d e s c o n c e p t s d e b a s e c o n c e r n a n t 1 a p 6 d o l o g i e e t I ' h y d r o g 6 o l o g i e - I l s e r a i t a u s s i u t i l e q u r i f c o m p r e n n e I e s m i c a n i s m e s de mouvement vertical e t l a t d r a l d e I ' e a u d t r a v e r s l e s s o l s . D e s m a n u e l s d ' h y d r o g S o l o g i e d e v r a i e n t 6 t r e c o n s u l t 6 s a f i n d ' a c q u 6 r i r c e s c o n n a i s s a n c e s d e b a s e ( B O U W E R , 7 9 7 8 ; FREEZE et C H E R R Y , 1 9 7 9 ) .
MicrobioLoqie des eaun soutert'aine:: 3 2 3
Q,telques donndes
Tableau 1
utlles sur Les eaut souterv,ainesu
ouoLque's panand,tne't
Age
T 6 h h 5 r : + r r r o
Conductivit6
Pn Lncipa,Les AoLttLce,A dz contanLna,tion daa zaux 6out?,\,Lainea (USA)
Mage du eaux 'soulznnaines
( usA)
Eaux .toute,'LnaLne,t en tant que LoaLce d'zau PcttabLz
(usA)
PnobLdmu touchant d- !-a tantd pubUcque
Q u e l q u e s h e u r e s i d e s m i l l i e r s d ' a n n 6 e s Auqmente avec Profondeur
( e n v i r o n 3 ' C / 1 0 0 m )
p r 6 s e n c e d ' i o n s t e l q u e N a + , c a 2 + , M g 2 + ' C I - , S o a 2 - , N o s . . .
( C o n c e n t r a t i o n : q u e l q u e s c e n t r a i n e s d e n s / L )
Eaux u'sde,5 d'onigLne domz.tticlue :
3 m i l l i a r d s m 3 / a n
Sounczt industnLzl-Lzt :
1 0 0 . 0 0 0 s i t e s i n d u s t r i e l s a b a n d o n n 6 s 7 5 . 0 0 0 s i t e s a d 6 c h a r g e c o n t r 6 l 6 e f o n c t i o n n a n t a l a n s l e PaYs
' ! ? ? n n o 6 t a n d s d e t r a i t e m e n t d t e a u x u s 6 e s
Sou.LcaA agnicoLe,s :
P e s t i c i d e s e t e n g r a l s I r r i g a t i o n z 6 9 z I n d u s t r i e : 1 4 %
C o n s o r n m a t i o n h u m a i n e ( u r b a i n e e t r u r a l e ) I J e a
P o u r v o i e a u x b e s o i n s d e 5 0 % d e I a p o p u - l a t i o n ( 9 5 % d a n s 1 e s r 6 g j . o r i s r u r a l e s )
M a l a d i e s d ' o r i g i n e h Y d r i q u e
Compos6s chimiques pouvant 6tre toxiques '
m u t a g a n e s , c a n c 6 r i q d n e s o u t 6 r a t o g e n e s
u S o r . " " : B I T T 0 N e t G E R G A ( 1 S 8 4 )
N o u s p r o p o s o n s d e r 6 s u m e r I ' 6 t a t d e s c o n n a i s s a n c e s c o n c e r n a n t l e d e v e - n i r d e s p o l l u a n t s b i o l o g i q u e s e t c h i m i q u e s d . a n s I e r n i l i e u s o u t e r r a i n , e t d e s i g n a l e r q u e l q u e s t h e m e s d e r e c h e r c h e c o n c e r n a n t l a m i c r o b i o l o g i e d e s e a u x s o u t e r r a r n e s .
S o n r r r s P o L L U A N T S B I o L o G I o U E S
L ' u s a g e d . ' e a u s o u t e r r a i n e n o n - t r a i t 6 e o u i n s u f f i s a m m e n t t r a i t 6 e p e u t
€ t r e r e s p o n s a b l e d ' u n b o n n o m b r e d e m a l a d i e s d ' o r i g i n e h y d r i q u e ( C R A U N ' 1 9 ' 7 g ) . C e s m a l a d i e s c o m p r e n n e n t I e s g a s t r o - e n t 6 r i t e s , s a l m o n e l l o s e s , c h o l 6 r a , h 6 p a t i t e v i r a l e e t g i a r d i a s e . L e s a g e n t s m i c r o b i e n s r e s p o n s a - b l e s d e c e s m a l a d i e s s o n t d e s b a c t 6 r i e s , d e s v i r u s o u d e s p r o t o z o a r r e s
( G E L D R E I C H , I g T 2 ) . L e s g a s t l o - e n t 6 r i t e s d ' o r i g i n e h y d r i q u e p e u v e n t 6 t r e c a u s 6 e s p a r d e s a g e n t s d ' o r i g i n e v i r a l e ( v i r u s d u t y p e N o r w a L k ) o u b a c - t 6 r i e n n e ( e . g . , c e r t a i n e s s o u c h e s d e E . c o L i , c o n p g L o b a c t e y ' fetus s s p . j e j u n i . . . ) .
3 2 4
S c ' t e n c e s d e L t e a u 2L e s € I 6 m e n t s p a t h o g d n e s p r 6 s e n t s d a n s l e s r e j e t s d ' o r i g i n e f 6 c a l e d o i v e n t c e p e n d a n t t r a v e r s e r 1 e m i l i e u 6 d a p h i q u e p o u r a t t e i n d r e l e s n a p p e s d ' e a u s o u t e r r a i n e s . L e s o f c o n s t i t u e d o n c u n e b a r r i d r e d o n t l e r 6 f e e s t d ' 6 1 i n i n e r o u t o u t a u m o i n s d e r 6 d u i r e l e s c o n c e n t r a t i o n s d e v i r u s e t d e b a c t 6 r i e s p a t h o g d n e s . I l e s t d o n c i m p o r t a n t d e c o n n a i t r e l e s f : n + a r r r c - \ \ i ^ ^ - f - A l e n t f a s u r v i e e t I e r n o u v e m e n t d e c e s 6 f 6 m e n f s n a t - h o -J y q u r r v
g d n e s d t r a v e r s l e s s o l s ( B r r T o N , 1 9 8 0 ; D U B o r s E e t a L . , 7 9 7 9 ; G E R B A e t a L . , 7 9 ' 1 5 ) . C e s f a c t e u r s s o n t I a c o n d u c t i v i t 6 d e s e a u x p r d s e n t e s d a n s 1 e s o l , f e p H , l a c o n c e n t r a t i o n e n s u b s t a n c e s o r g a n i q u e s , I a v i t e s s e d e m o u v e m e n t d e l ' e a u , f e t y p e d e s o l , l e t y p e d e f a c t e u r p a t h o g d n e e t 1 e d e g r 6 d e s a t u r a t i o n e n e a u d u s o f . I l e s t c l a i r q u e c o n p t e t e n u d e l_eur t a i l f e 1 e s b a c t d r i e s s o n t r e t e n u e s d l a f o i s p a r e f f e t t a m i s e t p a r a d - s o r p t i o n t a n d i s q u e l e s v i r u s s o n t r e t e n u s p r i n c . i p a l e m e n t p a r a d s o r p t i o n s u r 1 a s u r f a c e d u s o l . L a s u r v i e d e c e s g e r m e s p a t h o g e n e s d a n s l e s o l s e s t f o n c t i o n d e s f a c t e u r s c l i m a t i q u e s e t 6 d a p h i g u e s a i n s i q u e d u t y p e d e m i c r o - o r g a n i s r n e . L a t e m p 6 r a t u r e e t I e c o n t e n u e n e a u d u s o l s o n t m a i n t e - n a n t r e c o n n u s c o n n e 1 e s deux principaux f a c t e u r s q u i c o n d i t i o n n e n t I a s u r v j - e d e s g e r r n e s p a t h o g 6 n e s ( B I T T O N et GERBA, 1984) .
M a l 9 1 6 I a p r 6 s e n c e d e c e t t e b a r r i d r e , l e s g e r m e s p a t h o g d n e s p a r v r e n - n e n t d a n s c e r t a i n s c a s a a t t e i n d r e l e s e a u x s o u t e r r a i n e s , m e t t a n t a i n s i e n d a n g e r f a s a n t 6 d u p u b l i c ( K n S W I C K et GERBA, 1980). Leur survie d a n s c e m i l i e u p a r t i c u l i e r d o i t 6 t r e 6 t u d i 6 e d a v a n t a g e . U n n o m b r e l i m i t 6 d e c h e r c h e u r s a 6 t u d i 6 l a s u r v i e d e s b a c t 6 r i e s e t v i r u s d a n s l e s e a u x s o u - t e r r a i n e s ( K E S W T C K e t a L . , 7 9 8 2 ; t 4 c F E T E R S e t a L . , 1 9 ' 1 4 ; I V A R T T N e t N O O N A N , 1 9 ' 7 1 ; SINToN, 1980). A fa suite d e c e s r e c h e r c h e s o n a r e c o n n u q u e l e u r s u r v i e e s t p r o l o n g 6 e d a n s l e m i l i e u s o u t e r r a i n e t g u e l e s v i r u s r 6 s i s t e n t d a v a n t a g e q u e l e s b a c t 6 r i e s . N o u s a v o n s a u s s i o b s e r v 6 q u e S . t y p h i m w , i u n , E . c o L i , S . faecaLis e t p o l i o v i r u s t y p e 1 6 r a i e n t r e l a t i - v e m e n t t r d s s t a b l e s d a n s d e l ' e a u s o u t e r r a i n e t i r 6 e d ' u n p u i t s d e 1 5 0 m d e p r o f o n d e u r ( B r T T o N e t a L . , 1 9 8 3 ) .
P u i s q u ' i l n ' y a a p p a r e n r n e n t p a s d e c o r r 6 l a t i o n e n t r e l e s i n d i c a t e u r s b a c t 6 r i e n s e t f e s v i r u s d a n s l e s e a u x s o u t e r r a i n e s ( M A R Z O U K e t o . L . ,
1 9 8 0 ) i I f a u t a f o r s f a i r e d a v a n t a g e d ' e f f o r t s p o u r t r o u v e r u n i n d i c a t e u r a d 6 q u a t q u i p u i s s e a i d e r d d 6 m o n t r e r c o n v e n a b l e m e n t l a p r 6 s e n c e o u I ' a b s e n c e d u v i r u s d a n s l e s e a u x s o u t e r r a r n e s .
L e s t r a c e u r s c h i m i q u e s ( c o l o r a n t s f l u o r e s c e n t s , c h l o r u r e , s u b s t a n c e s r a d i o a c t i v e s . . . ) s o n t t r a d i t i o n n e l l e m e n t u t i l - i s 6 s p o u r 6 t u d i e r l e m o u - v e m e n t ( d i r e c t i o n , v i t e s s e ) d e 1 ' e a u d a n s l e m i l i - e u s o u t e r r a i n . C e s t r a c e u r s a i d e n t a u s s i A d 6 t e r m i n e r d ' a u t r e s p a r a m d t r e s h y d r o g 6 o l o g i q u e s t e 1 q u e l a p o r o s i t d o u l a c o n d u c t i v i t 6 h y d : : a u l i q u e d u s o l . L e s m l c r o - o r g a n i s m e s ( I e v u r e s , b a c t d r i e s , b a c t 6 r i o p h a g e s ) p e u v e n t a u s s i 6 t r e d i r e c - t e m e n t i n j e c t 6 s d a n s 1 e s n a p p e s d ' e a u s o u t e r r a i n e s . L e c h o i x d , u n t r a - c e u r b i o l o g i q u e d o i t 6 t r e b a s 6 s u r l - e d e g r 6 d e r 6 t e n t i o n d u m i c r o b e p a r I e s o l a i n s i q u e s u r s o n p o u v o i r d e s u r v i e d a n s c e m i l i e u p a r t i c u l i e r . P a r m i I e s t r a c e u r s d ' o r i g i n e b a c t 6 r i e n n e , o n u t i l j s e d e s b a c t 6 r i e s p i g - m e n t 6 e s ( e . g . , S e r r a t i a m a r c e s c e n s ) e t d e s b a c t 6 r i e s ( e . g . , E . c o l i ) r 6 s i s t a n t e s d c e r t a i n s a n t i b i o t i q u e s ( H A G E D O R N e t a L . , 1 9 1 8 ) . L , u s a g e d e b a c t 6 r i e s r 6 s i s t a n t e s a u x a n t i b i o t i q u e s e s t l i m i t 6 p a r c e r t a i n s i n c o n v 6 - n i e n t s t e l q u e L a p e r t e o u I e t r a n s f e r t d e I a r 6 s i s t a n c e ; d e p l u s , l e s b a c t 6 r i e s e n g 6 n 6 r a l n e p e u v e n t s i m u l e r c o r n p l d t e m e n t 1 e c o m p o r t e m e n t d e s v r r u s p a r s u i t e d e I e u r p l u s g r a n d e t a j l l e e t d e f e u r s u r v i e r 6 d u i t e p a r r a p p o r t a u x v i r u s . L e s b a c t 6 r i o p h a g e s s e m b l e r a i e n t o f f r i r u n p l u s g r a n d n o m b r e d ' a v a n t a g e s q u e l e s b a c t 6 r i e s m a i s c e c i d o i t 6 t r e d 6 f i n i t i v e r n e n t d 6 m o n t r 6 a u l a b o r a t o i r e e t s u r l e t e r r a i n . I l s e r a i t a u s s i u t i - I e d e m o n - t r e r q u ' i I e x i s t e u n e r e l a t i o n p r 6 c i s e e n t r e l e c o m p o r t e m e n t d e s p h a g e s e t c e l u i d e s v . i r u s d r o r i q i n e h u m a i n e .
l(zcrobioLoqie des eau.r soutet:t'aines 3 2 5
S o n r o r s P o L L U A N T S c H I M I o U E S
I I e s t m a i n t e n a n t b i e n r e c o n n u q u e c e r t a i n e s s u b s t a n c e s c h i m i q u e s i n o r g a n i q u e s ( e . g . , n i t r a t e , f l u o r u r e , s o d i u m , a r s e n i c , s e l e n i u m . - . ) p e u v e n t m e t t r e e n d a n g e r I a s a n t 6 d u p u b l i c . C e s u j e t e s t a m p l e m e n t t r a i t 6 d a n s d e n o m b r e u s e s p u b l i c a t i o n s ( F R I B E R G e t a L . ' 7 9 ' 7 9 ; N a t . R e s . c o u n c i l , 1 9 ' 7 8 ; N a t . R e s . C o u n c i l , 1 9 8 0 ) . A c e d a n g e r v i e n t s ' a j o u - t e r c e l u i c a u s 6 p a r l e s m i c r o o o l f u a n t s o r g a n j q u e s . c e r t a i n s d e c e s c o m - p o s 6 s o r g a n i q u e s s o n t s o i t d ' o r i g i n e n a t u r e l l e ( e . g . , a c i d e s h u m i q u e s e t f u l v i q u e s ) o u d ' o r i g i n e s y n t h 6 t i q u e . C e r t a i n s d e c e s m i c r o p o l l u a n t s s y n - t h 6 t i q u e s s o n t t r 6 s r 6 s i s t a n t s i f ' a c t i o n d e l a f l o r e m i c r o b i e n n e d u s o l e t p e u v e n t c o n t a m j , n e r I e s r 6 s e r v e s d ' e a u s o u t e r r a i n e d e s t i n 6 e s i I a c o n s o m r n a t i o n h u m a i n e . S i g n a l o n s q u e c e r t a i n s d e c e s c o m p o s E s s o n t c o n n u s p o u r l e u r s e f f e t s t o x i q u e s , m u t a g d n e s , c a n c 6 r i g d n e s o u t 6 r a t o g d n e s . C e r t a i n e s s u b s t a n c e s c a n c 6 r i g d n e S t e l I e S q u e l e c h l o r o f o r r n e , I e t 6 t r a - c h l o r u r e d e c a r b o n e o u I e t r i c h l o r o 6 t h y l a n e , o n t 6 t 6 d 6 t e c t d s d a n s l e s e a u x s o u t e r r a i n e s d e p l u s i e u r s r 6 g i o n s d e s U . S - A . ( C R A U N ' 1 9 8 4 ) - A S a n G a b r i e l , C a l i f o r n i e , o n a d o f e r m e r l e s 3 9 p u i t s q u i s e r v a i e n t d e s o u r c e d ' e a u p o t a b l e d 4 0 o . 0 o o h a b i t a n t s . L ' e a u s o u t e r r a i n e c o n t e n a i t e n e f f e t j u s q u ' a 6 0 O U q / l d e t r i c h l o r o 6 t h y l d n e ( C o u n c i I E n v . Q u a l i t y , 1 9 8 0 ) . M a l - 9 1 6 c e s d a n g , e r s , n o u s n ' a v o n s m a l h e u r e u s e m e n t p a s a s s e z d e d o n n 6 e s 6 p i d 6 - r n i o l o g i q u e s p o u r n o u s r e n d r e c o m p t e d e I ' a m p l e u r d e c e p r o b l d m e -
L e d e v e n i r d e c e s m i c r o p o l l u a n t s o r g a n i q u e s d a n s I e s o l e t l e s n a p p e s d ' e a u s o u t e r r a i n e c o n s t i t u e u n t h E m e d e r e c h e r c h e d ' u n g r a n d i n t < ! r 6 t p o u r l e m i c r o b i o t o g i s t e . o n s a i t q u e l e s o r t d e c e s c o n p o s 6 s o r g a n i q u e s d 6 p e n d d e f a c t e u r s p h y s i q u e s ( s o l u b i 1 i t 5 , v o l a t i I i t 6 , a d s o r p t i o n s u r l e s s u r f a - c e s . . . ) , c h i r n i q u e s e t b i o l o g i q u e s . L e s c o m p o s 6 s n o n v o l a t i l s , s o l u b l e s e t r 6 s i s t a n t s i I ' a c t i o n m i c r o b i e n n e s o n t c e u x q u i n o u s c o n c e r n e n t l e p l u s . c e s m i c r o p o l l u a n t s , p r 6 s e n t s i d e t r d s f a i b l - e s c o n c e n t r a t i o n s d a n s 1 e m i l i e u s o u t e r r a i n , S o n t f r 6 o , u e m n e n t a d s o r b 6 s s u r I e s s u r f a c e s m i n 6 r a - I e s e t o r g a n i q u e s . L a c i n 6 t i q u e d e l e u r d 6 c o m p o s i t i o n p e u t e t r e e x p l i q u 6 e p a r c e l l e d e s b i o f i f m s ( M c CARTY et aL., 1 9 8 I ; R I T T T { A N N e t a L . , 1 9 8 0 ) ' I 1 f a . u t a j o u t e r q u ' d d e t r 6 s f a i b l e s c o n c e n t r a t i o n s , c e s s u b s t a n c e s s o n t r r t i l i q 5 o e a n f ^ n f d r r . e s u b s t r a t s s e c o n d a i r e s ( p h 6 n o m d n e de co-m6tabolisme) p a r I e s m i c r o - o r g a n i s m e s ( A L E X A N D E R , 1 9 8 1 ) . D ' a u t r e s f a c t e u r s , t e l s q u e f a s t r u c t u r e c h i m i q u e , I e d e g r 6 d ' h a l o g 6 n a t i o n , p e u v e n t a u s s i e x p l i q u e r l a r 6 s i s t a n c e d e c e s s u b s t a n c e s .
L ' 6 c o l o g i e d e s m i c r o - o r g a n i s m e s d a n s l e r n i l i e u s o u t e r r a i n e s t r e l a t i - v e m e n t m a l c o n n u e . c e d o m a . i n e a 6 t 6 n 6 g l i g 6 p e n d a n t l o n g t e r n p s p a r f e s m i c r o b i o l o g i s t e s d e . I ' e n v i r o n n e m e n t . S i g n a l o n s t o u t e f o i s q u e l e s m i c r o - o r g a n i s m e s p e u v e n t t r o u v e r d a n s l e s e a u x S o u t e r r a i n e s I a p l u p a r t d e s s u b s t a n c e s d o n t i l s o n t b e s o i n p o u r l e u r c r o i s s a n c e e t l a p r o d u c t . i o n d r 6 n e r n i c c c q t r e s o i n s c o m D r e n n e n t I e s s o u r c e s d e c a r b o n e d ' o r i g i n e o r g a n i q u e o u i n o r g a n i q u e , a z o t e , p h o s p h o r e , s o u f r e , c a l c i u m , m a g n 6 s i u m , a i n s i q u e p l u s i e u r s a c c e p t e u r s d ' 6 f e c t r o n s ( o z , n i t r a t e , s u l f a t e ) . D a n s I e t a b l e a u 2 n o u s a v o n s r 6 s u m 6 I a p l u p a r t d e s f a c t e u r s c o n t r 6 l a n t I e m 6 t a b o l i s m e d e s m i c r o - o r g a n i s r n e s d . a n s 1 e r n i l i e u s o u t e r r a i n . L ' o x y g d n e e s t g 6 n 6 r a l e m e n t a b s e n t d a n s I e s f o r m a t i o n s a q u i f 6 r e s p r o f o n d e s b i e n q u e c e r t a i n e s p u i s s e n t e n c o n t e n i r d e 2 d I m g / L ( W I N O G R A D e t R O B E R T S O N '
1 9 8 2 ) . E n I ' a b s e n c e d ' o x y g d n e , d . ' a u t r e s s u b s t a n c e s ( e . g . , l l o r - , S O 4 ' - )
h a l r ! , 6 h + i n r r a r l o 1 6 l c . l r a . . c n t e l r r d r 6 l e c . f r 6 n s E n f a i t . i l v ' + r a c ^ o r 1
d e d o n n 6 e s s u r I r a c t i v i t 6 b a c t 6 r i e n n e d a n s l e s e a u x s o u t e r r a i n e s . U n e a n a l y s e c i n 6 t i q u e , u t i l i s a n t l e s a c i d e s g l u t a m i q u e s e t g l y c o l i q u e s c o m m e s u b s t r a t s , a r n o n t r 6 q u e f a V I n 3 ; e t I ' i n d i c e d ' a c t i v i t 6 s p 6 c i f i q u e 6 t a i e n t p l u s g r a n d s p o u r l e s b a c t 6 r i e s d ' o r i g i n e s o u t e r r a i n e q u e p o u r c e l l e s q u i p r o v e n a i e n t d ' u n r u i s s e a u ( L A D D et aL., 7 9 8 2 ) . M a l h e u r e u s e m e n t l e p u i t s
3 2 6
S c i e n c e s d e L t e a u 2 , n o 3Conditions poux dans
?abLeau 2
La crois sance des micz'o-organ'Lsmes Le mllieu soul;ey,raina
Fa"cteuM d' csn LgLne pl,tq.tioue
' l a a m n 6 r r f ' r r 6
P r e s s i o n o s r n o t i q u e P r e s s i o n h y d r o s t a t i q u e pH
R 6 I e d e s s u r f a c e s
Ccs ndiLLo nt dz cnoi,s,sance
S o u r c e s d e c a r b o n e
A u t r e s 6 l 6 m e n t s
A c c e p t e u r s d ' 6 l e c t r o n s
Augmente avec profondeur ( 3 " C / 1 0 0 m )
E f f e t s e u l e m e n t d a n s l e s n a p p e s d ' e a u x s a l i n e s
P r o b a b l e m e n t p a s d ' e f f e t s
l { i c r o - o r g a n i s m e s e x c l u s d p H 6 1 e v 6 s B i o d 6 g r a d a t i o n d l i e u d l a s u r f a c e d e
n : r f i c r r l a c
l.linle.zaLz : e.g. carbonate et bicarbonate
)tqa"wLOuL : Substances humiques + compo-
s 6 s o r g a n i q u e s - o r o v e n a n t d e s e a u x u s 6 e s + m i c r o p o l l u a n t s d i f f i c i l l e m e n t
I : ^ ^ - ^ ^ ^ - L r ^ ^ u E e v ' [ P v 5 a u r c 5
N , P , S , N a , C a , M g . . .
n r S q a n l q 6 n d r r r n f i f 6 q r r F f i c . n t 6 h ^ r r v
n a r m a + + r a ^ r ^ i e c r n ^ 6
Oxyg6ne absent dans Ia plupart des nappes
d r o e r r n r n f a n z l a c
A f r f r A q A ^ ^ a n + 6 r r r c . I T n - - ^ . n n 2 -
q v v L y L L u ! J . N v 3 e L D U 4
u S o u . " " : B I T T I N e t G E R B A U 9 B 4 )
e n q u e s t i o n 6 t a i t p e u p r o f o n d ( 1 , 5 m d e p r o f o n d e u r ) . L , a c t i v i t 6 b a c t 6 - r i e n n e d a n s d e s n a p p e s d ' e a u p r o f o n d e d e m e u r e d o n c i n c o n n u e .
A u s s i , n o u s c o n n a i s s o n s p e u l e s p o p u l a t i o n s m i c r o b i e n n e s d e s e a u x s o u t e r r a i n e s . L e p r o b l e m e e s t d o a u f a i t q u ' i r e s t d i f f i c i r e e t p a r f o i s m 6 m e i m p o s s i b l e d e p r 6 l e v e r d e s 6 c h a n t i l _ 1 o n s d ' e a u s o u t e r r a i n e s a n s c o n t a m i n a t i o n p a r l e s micro-organismes d ' o r i g i n e d d a p h i q u e . L e r n i c r o b i o - r o g i s t e d o i t a v o i r q u e r q u e s c o n n a i s s a n c e s d ' h y d r o g 6 o l o g i e e t d o i t a u s s i a f f r o n t e r d e s p r o b l d m e s t e c h n o l o g j q u e s a v e c l e s q u e r s i l n ' e s t o a s t o u - j o u r s f a m i l i a r i s 6 . p o u r u n e 6 t u d e d o n n 6 e , i t d o i t a u s s i d 6 c i d e r s ' i l d o i t p r 6 l e v e r I ' e a u p r o p r e m e n t d i t e o u b i e n t e s m a t 6 r i a u x s o r i d e s d e s n a p p e s a q u i f d r e s . L e p r 6 l d v e m e n t d e c a r o t t e s d o i t c t r e c o n d u i t d e t e r r e s o r t e q u e l e p r o b l e m e de contamination s o i t 6 t i m i n 6 o u t o u t a u m o i n s r 6 d u i t . L e s t e c h n i q u e s d e p r 6 l e v e m e n t d e c a r o t t e s d a n s l e s n a p p e s a q u i f a r e s o n t 6 t 6 d 6 c r i t e s p a r S C A L F e t a L . , ( 1 9 9 1 ) . L ' a n a l y s e d e c e s c a r o t t e s p e u t a i d e r i a p p r o f o n d i r n o s c o n n a a s s a n c e s s u r l e s m . i c r o - o r q a n i s m e s a u t o c h t o - n e s d e s e a u x s o u t e r r a i n e s .
Cottctus t otrt
D a n s I e d o m a i n e de la microbiologie l e s a s p e c t s m i c r o b i o l o c J i q u e s d e s e a u x
a q u a t a q u e , n o u s s a v o n s p e u s o u t e r r a i n e s e n c o m p a r a i s o n
sur
Micz'obioLoqie des ean tn soutev,v,aines 3 2 7
c e u x d e s e a u x d e s u r f a c e . Q u e l q u e s s u j e t s d e r e c h e r c h e d a n s l e d o m a i n e d e m i c r o b i o l o g i e d e s e a u x s o u t e r r a i n e s s o n t i n d i q u 6 s d a n s I e t a b l e a u 3 .
TabLeau 3
Quelques thdmes de rechet,che sur La nicrobiologie des eatu souterraines
Son-t du m,Lcno-ongani'smu pa.thogd,nas dcLna Le-t zaux 'ou.teh,tLainL'
T r a n s p o r t d e s b a c t 5 r i e s e t v i r u s d a n s 1 e s s o l s T r a n s p o r t d a n s . I e s n a p p e s a q u i f d r e s
S u r v i e d e s p a t h o g d n e s
AcLLv.i.-tQ. mLcnobLznne- dans Le-,s eaux AoutehnainQA
E t u d e d e s p o p u l a t i o n s m i c r o b i e n n e s ( a s p e c t s t a x o n o m i q u e s ) C o - r n 6 t a b o l i s m e d e s s u b s t r a t s d t r a s f a i b l e s c o n c e n t r a t i o n s
D 6 g r a d a t i o n c l e s r n i c r o p o l l u a n t s o r g a n i q u e s p a r I e s m i c r o - o r g a n i s m e s ( E t u d e s en laboratoire e t s u r l e t e r r a i n )
M 6 c a n i s m e s d e t o x i f i c a t i o n e t d e d 6 t o x i c a t i o n d e c o m p o s 6 s c h i m i q u e s d a n s l e s e a u x s o u t e r r a i n e s
E t u d e s c i n 6 t i q u e s s u r I ' a c t i v i t 6 m i c r o b i e n n e
WLcno-ongawismQ.L Q-n ta"nt c1uz tnace,u'nt biol-ogLclue,s Pno bLdmz,s dz m'etho do,Lo gie
A m 6 l i o r a t i o n d e s t e c h n i o , u e s d . e p r 6 l d v e r n e n t d ' 6 c h a n t i 1 l o n s p o u r 6 t u d e s m i c r o b i o l o g i q u e s
l . { i c r o c o s m e s p o u r I ' 6 t u d e d u s o r t d e s p o l l u a n t s b i o l o g i q u e s o u chirniques
uti-.l,Uatt-on dz mLcnrt-ctnqewi.ymu pou/L Lz tnail.zmznl de-.t ,poWua.nt't deA eaux .toutzzzainz.t
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