Estimation de la biomasse bactérienne dans les effluents urbains par mesure de l'activité exoprotéolytique potentielle Estimation of bacterial biomass in urban wastewater by measuring potential exoproteolytic activity

Résumé

Des études récentes ont montré que, lors du rejet d'eaux usées dans une rivière, la quantité de biomasse bactérienne hétérotrophe amenée par les effluents influence considérablement la cinétique de biodégradation de la matière organique dans la rivière et donc les caractéristiques du déficit d'oxygène généralement observé dans le milieu naturel en aval du rejet. La mesure de la biomasse bactérienne contenue dans un rejet domestique est donc nécessaire afin de bien comprendre la cinétique de biodégradation. Cette biomasse peut être estimée en microscopie à épifluorescence après coloration des cellules bactériennes par un fluorochrome. Cette technique appliquée aux eaux usées est néanmoins difficile et fastidieuse. Dans cette étude, une méthode alternative à l'estimation de la biomasse bactérienne dans les eaux usées a été testée ; elle consiste à mesurer l'activité exoprotéolytique potentielle (AEP) des bactéries. Nous avons montré qu'il existait, dans les eaux usées, une corrélation significative entre l'AEP et la biomasse bactérienne estimée en microscopie à épifluorescence ce qui permet d'utiliser l'AEP pour estimer facilement et rapidement la biomasse bactérienne dans ce type d'échantillon. Comme exemple d'application, des mesures d'AEP nous ont permis d'étudier l'impact de divers types de traitement dans plusieurs stations d'épuration sur la biomasse bactérienne hétérotrophe des effluents urbains. Sur base de ces mesures, les charges spécifiques en biomasse bactérienne (charge par habitant et par jour) des eaux brutes et traitées ont pu être calculées.

Mots-clés:

• Biomasse bactérienne,
• effluents urbains,
• activité exoprotéolytique

Abstract

Recent studies have shown that when wastewaters are discharged into a river, heterotrophic bacterial biomass in the effluent exerts considerable influence on the biodegradation kinetics of organic matter and provokes the oxygen deficits often observed downstream from outfalls. Quantification of bacterial biomass in wastewaters is required for a good understanding the biodegradation kinetics. Bacterial biomass can be estimated by epifluorescence microscopy after staining cells with fluorochrome. Applying this technique to wastewater samples, however, is painstaking and difficult. In this study, an alternative method for estimating bacterial biomass in wastewaters was tested; it consists of measuring the potential exoproteolytic activity (PEA) of bacteria. Previous studies on other types of aquatic systems have shown that bacterial biomass can be estimated from PEA. After optimising the PEA procedure for use with wastewater, we found a significant correlation between PEA and the bacterial biomass estimated by epifluorescence microscopy. This opens the way for PEA measurements for rapid and easy estimates of bacterial biomass in wastewaters. As an example of the application of this technique, the impact of wastewater treatment on bacterial biomass in effluent was investigated at various treatment plants. On the basis of our procedure, specific loads of bacterial biomass (load per inhabitant and per day) were calculated for raw and treated wastewaters.

Keywords:

• Bacterial biomass,
• wastewater,
• exoproteolytic activity