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L’analyse de la qualité de l’eau est essentielle pour préserver l’intégrité des ressources en eau. La présence de micro-organismes indicateurs est corrélée à la présence de matières fécales, qui peuvent contenir des agents pathogènes pathogènes. Des organismes indicateurs peuvent donc être utilisés pour évaluer la sécurité des approvisionnements en eau.
La contamination fécale dans l’eau pose un risque important pour la santé des plantes, des animaux et des humains, car les agents pathogènes gastro-intestinaux sont excrétés en très grand nombre dans les matières fécales. Cependant, il n’est pas possible de surveiller les échantillons d’eau pour chaque type d’agent pathogène unique associé à la pollution fécale. L’étude des organismes indicateurs offre un moyen simple, rapide et rentable de détecter la contamination fécale des ressources en eau.
Cette vidéo illustre les principes qui sous-tendent l’utilisation d’organismes indicateurs pour évaluer la qualité de l’eau, la façon d’analyser les échantillons d’eau prélevés, ainsi que l’interprétation et la quantification des données qui en résultent.
Pour être utilisés comme indicateur de la qualité de l’eau, les organismes doivent répondre à cinq critères précis. Tout d’abord, il doit être détectable dans l’eau où l’agent pathogène est présent, et absent lorsque l’agent pathogène est absent. Deuxièmement, le nombre d’organismes indicateurs doit correspondre aux niveaux d’agents pathogènes. Il devrait également être plus résistant et persister plus longtemps dans l’environnement que l’agent pathogène. Enfin, la détection doit être facile, sûre et peu coûteuse, et efficace dans tous les types d’eau.
Deux des groupes d’indicateurs bactériens les plus courants sont les coliformes totaux et les coliformes fécaux, généralement E. coli. Les coliformes totaux peuvent être trouvés dans l’intestin des mammifères, mais peuvent également être présents naturellement dans le sol et les eaux de surface. Les coliformes fécaux sont un sous-ensemble qui réside entièrement dans le tractus gastro-intestinal des mammifères et des oiseaux et qui est continuellement excrété dans les matières fécales. Les coliformes sont vulnérables aux mêmes stress que de nombreux agents pathogènes intestinaux courants, tels que le traitement de l’eau ou de faibles niveaux de nutriments, leur présence dans un échantillon d’eau est un indicateur utile de la présence potentielle d’agents pathogènes. Les coliformes totaux et E. coli sont facilement détectés en laboratoire.
Pour la détection, des substrats chimiques sont ajoutés à l’échantillon que les coliformes métabolisent, ce qui entraîne un changement de couleur. Pour les coliformes totaux, l’ONPG ajouté est converti en nitrophénol, ce qui rend l’eau jaune. Pour les coliformes fécaux, E. coli convertit MUG en un produit de méthyl-ombelliférone qui émet une fluorescence bleu-vert sous la lumière ultraviolette. Dans son application la plus simple, l’analyse du substrat peut confirmer la présence ou l’absence de coliformes présents dans l’eau au moment de l’échantillonnage.
Contrairement à cette méthode qualitative, le nombre total de coliformes par échantillon peut être estimé à l’aide d’un plateau cloisonné spécialisé. Une fois le substrat réactif dissous, l’échantillon d’eau est ajouté à un plateau contenant de grands et de petits puits, puis incubé. Les puits présentant le changement de couleur sont comptés, et le rapport entre les petits et les grands puits présentant des signaux colorimétriques positifs est aligné sur un graphique qui indique une quantité. Les approvisionnements en eau potable des États-Unis doivent contenir zéro coliforme total par 100 ml.
Maintenant que nous connaissons les principes de l’utilisation d’organismes indicateurs pour identifier et quantifier la contamination de l’eau, voyons comment cela se fait en laboratoire.
Une fois les échantillons prélevés, apportez-les au laboratoire pour analyse. Pour commencer, ouvrez une bouteille en plastique de 100 ml. Les bouteilles peuvent contenir une petite quantité de réactif de thiosulfate de sodium en poudre qui est utilisé pour assurer la neutralisation de tout chlore qui pourrait être présent. Ajouter 100 ml d’échantillon d’eau dans la bouteille. Ouvrez un tube d’oreiller contenant du substrat nutritif et versez le contenu dans l’échantillon d’eau à l’intérieur de la bouteille. Fermez et fermez la bouteille, puis secouez vigoureusement, en inversant la bouteille à plusieurs reprises jusqu’à ce que le substrat soit complètement dissous. Ensuite, incubez le flacon d’échantillon-réactif à 35 ? C pour 24 h.
Observez le changement de couleur jaune dans le mélange échantillon-réactif. La couleur jaune indique la présence de coliformes. Aucun changement de couleur n’indique l’absence de coliformes. Enfin, exposez le mélange échantillon-réactif à la lumière ultraviolette et observez. La fluorescence bleue, associée à un changement de couleur jaune, indique la présence d’E. coli. L’absence de fluorescence indique l’absence.
Le nombre le plus probable, ou NPP, peut également être déterminé pour les échantillons. Ouvrez une bouteille et ajoutez 100 ml d’échantillon d’eau. Ouvrez le tube de l’oreiller de substrat nutritif et versez le contenu dans l’échantillon d’eau dans la bouteille. Boucher et sceller la bouteille. Agitez vigoureusement, en inversant à plusieurs reprises jusqu’à ce que le substrat soit complètement dissous. Ouvrez délicatement le plateau en pressant les bords vers le haut et tirez la languette de papier vers l’arrière. Appliquez une pression constante pour maintenir le plateau ouvert. Versez le mélange échantillon-réactif dans le plateau et fermez-le. Incuber le plateau à 35 ? C pour 24 h.
Observez le changement de couleur dans le plateau de mélange échantillon-réactif. Comptez le nombre de grands puits et de petits puits qui sont devenus jaunes pour indiquer la présence de coliformes. Ensuite, exposez le plateau d’échantillon-réactif à la lumière ultraviolette et observez la fluorescence bleue. Comptez le nombre de grands et de petits puits qui signalent la présence positive d’E. coli.
À l’aide de la feuille NPP fournie, quantifier la concentration de chaque organisme indicateur présent dans 100 mL d’eau. Trouvez le nombre de petits puits positifs en haut de la table et le nombre de grands puits positifs sur l’axe de gauche. L’intersection des deux donnera un chiffre représentant le nombre le plus probable, qui est le nombre estimé d’organismes par 100 ml.
Les tests de détection des coliformes totaux et d’E. coli sont utilisés pour vérifier la contamination dans une variété d’échantillons d’eau.
L’eau destinée à la consommation humaine ou potable est régulièrement analysée pour détecter toute contamination. Pour que l’eau soit considérée comme salubre, elle doit contenir moins de 1 coliforme par 100 ml. Ici, l’eau d’un robinet a été recueillie et analysée pour détecter une contamination totale par des coliformes ou E. coli, comme démontré précédemment. Les résultats ont permis de déterminer si une source d’eau était propre à la consommation.
Un autre échantillon couramment testé est celui des eaux usées traitées. L’eau doit être analysée pour s’assurer qu’elle peut être rejetée dans l’environnement ou réutilisée pour l’usage humain. Comme on s’attendait à des niveaux élevés de contamination avant le traitement, l’échantillon d’eaux usées brutes a été dilué à 1:100 000. Ces échantillons ont ensuite été soumis à des tests de détection des coliformes totaux et d’E. coli, et des valeurs MPN ont été calculées. La valeur de sécurité après traitement doit être zéro bactérie indicatrice détectable.
Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à l’analyse de la qualité de l’eau à l’aide d’organismes indicateurs. Vous devriez maintenant comprendre comment analyser les échantillons d’eau pour détecter la présence d’E. coli et d’autres coliformes, et comment quantifier le degré de contamination présent. Merci d’avoir regardé !
