Performance d'algues unicellulaires et d'une lentille d'eau dans le traitement d'eaux enrichies en nitrates et en métaux

• Auteur / Autrice : Abdellah El Jarjaf
• Direction : Janine Garnier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacie. Toxicologie de l'environnement
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eaux continentales -- Pollution par les métaux

Algues fixatrices d'azote

Eaux continentales -- Pollution par les engrais

Eaux usées -- Épuration -- Traitement biologique

Chlorella vulgaris

Résumé

L'épuration de milieux enrichis en nitrates et en métaux lourds (Cd, Cu et Mn) a été réalisée par deux microalgues (Chlorella vulgaris et Selenastrum capricornutum ) et une lentille d'eau (Spirodela polyrhiza ), toutes d'eau douce. Les conditions de développement optimales de culture des trois espèces, évaluées en fonction des ions nitrates (paramètre limitant), sont de I50 mg/l de N03- pour les deux microalgues et 200 mg/l pour la lentille d'eau. Le seuil de toxicité est supérieur à 800 mg/l de NO3- pour les trois espèces. Pour des concentrations faibles en nitrates (21 mg/l), la toxicité des métaux (Cd, Cu et Mn) est importante. Pour des concentrations fortes en nitrates, la toxicité de ces métaux diminue en fonction du temps et de la dose initiale de N03. De plus, les trois métaux agissent sur le métabolisme des nitrates en diminuant leur absorption et leur réduction en nitrites. Le Cd et le Cu inhibent nettement l'activité de la nitrate réductase. Les CI50 de ces deux métaux, déterminées par inhibition enzymatique, sont très proches de celles déterminées par les tests d'algues. Les capacités de fixation des N03- (CE,) varient en fonction du temps et de la teneur initiale du milieu en N03-. Elles peuvent atteindre des valeurs de l'ordre de 3000 mg (N03-)/g d'algues (poids sec), en 7 jours de traitement. Les coefficients d'efficacité varient également en fonction du temps et de la teneur du milieu en nitrates, mais surtout de la richesse de ce milieu en d'autres éléments nutritifs. Chlorella vulgaris et Selenastrum capricornutum présentent des comportements très proches et ont des grandes performances d'épuration des eaux riches en nitrates. Spirodela polyrhiza supporte des charges en métaux supérieures que celles acceptées par les deux algues et présente une action d'épuration plus importante à moyen et long terme.

The purification of mediums containing nitrates and heavy metals (Cd, Cu and Mn) has been realised with three freshwater species : two microalgae (Chlorella vulgaris and Selenastrum capricornutum) and a duckweed Spirodela polyrhiza. The optimal growth conditions for all species are obtained with 150 mg/l of N03- for the microalgae and 200 mg/l for the duckweed. The nitrate toxicity threshold is over 800 mg/I for the three studied species. With low nitrate concentration (21 mg/l), the metals toxicity is very important. For high nitrate concentration, the metals toxicity decreases with time and initial NO3- level. These three metals alter nitrates metabolism by decreasing their absorption and their reduction to nitrites. Cd and Cu clearly inhibit nitrate reductase activity. The IC50 of these two metals, evalued by enzymatic inhibition assay, are very closed with those observed by algal assays. L'he nitrates fixation abilities (F. C. ) fluctuate with time and initial N03- medium. They can reach about 3000 mg N03-/algae gramms after 7 days treatment. The efficiency coefficients (EC) also fluctuate with time, nitrates concentration and especially with nutritif compounds concentration. Chlorella vulgaris and Selenastrum capricornutum comportments are very similar and they show a réal capacity to purifying waters with high nitrates concentrations. Spirodela polyrhiza tolerate higher metals concentrations than the two microalgae and shows a better middle and long term purification.