L identification des sources de contamination sur les sites en Grande-Bretagne University of Brighton et Environment Agency Puslinch Bridge Steer Point Brest (29) Lessay (50), 12-13 Mars 2012
The University of Brighton partner: Pr. Huw Taylor Dr. James Ebdon Miss Sarah Purnell Dr. Daniel Nnane
Bassin versant de la rivière Ouse East Sussex, UK 26 points de prélèvements Environ 605 km 2 Prédominance rurale (65 % agriculture) Principales zones urbaines : Newhaven, Lewes, Uckfield et Haywards Heath
Echantillonage mensuel 32 dates (2009-2011) 853 échantillons analysés : Paramètres physico-chimiques Température Conductivité Oxygène dissous ph Potential Redox Turbidité
Dénombrement des indicateurs de contamination fécale (méthode par filtration sur membrane) Entérocoques Coliformes fécaux
Dénombrements des bactériophages (indicateurs viraux de pollution fécale) Méthode des plages de lyse (Burbano-Rosero et al., 2011) Coliphages somatiques [marqueur général] Bacteriophages de Bacteroides GB124 [spécifique de l origine humaine]
Résultats des dénombrements des indicateurs de contamination fécale Concentrations élevées sur tout le bassin versant et pendant toute la période. Pour la plupart des points, les moyennes sont supérieures aux normes pour les eaux de baignade.
Résultats des dénombrements de bactériophages Pour la plupart des points, une contamination mixte a été mise en évidence. Le bactériophage GB124 a été détecté sur 24 points, mais en faible quantité. Pour les points 3, 6b, 12 et 14 une dominance non-humaine a été rélevée. Les points 5, 20 et 21 sont localisés directement en aval d une station d épuration. Coliphages somatiques Bactériophages GB124
Corrélations entre les paramètres physico-chimiques et microbiens Absence de fortes corrélations. Faibles corrélations entre les indicateurs de contamination fécale (E.coli, entérocoques et coliphages somatiques) et la teneur en oxygène dissous, la turbidité et la pluviométrie.
Pour les points sous influence de la marée Les concentrations des indicateurs de contamination fécale présentent une correlation avec la pluviométrie, la température, la conductivité, le ph et la turbidité, mais pas ou peu avec l oxygène dissous (DO) FC : coliformes fécaux ; IE : entérocoques intestinaux
Pour les points qui ne sont pas sous influence de la marée La corrélation avec l oxygène dissous (DO) est plus importante Une corrélation modérée est observée avec la turbidité. FC : coliformes fécaux ; IE : entérocoques intestinaux
Modélisation en utilisant SWAT (Soil and Water Assessment Tool) Les résultats montrent une relation significative entre la simulation par modélisation et les résultats des analyses de concentrations des indicateurs de contaminations déterminées.
Conclusions La rivière Ouse reçoit fréquemment de fortes charges de pollution fécale. Les bacteriophages GB124, marqueur humain, sont détectés à chaque point, à l exception de 4 qui apparaissent être principalement contaminés par une source non humaine. Les concentrations en bactériophages GB124 détectés sont faibles sur pratiquement toute la période. Ces concentrations sont maximales après de fortes pluies. Lors d un évènement particulièrement pluvieux, la concentration en GB124 a atteint 85 000 UFP/100 ml d eau. Il a été montré que ces bactériophages étaient co-présents avec des adénovirus et des norovirus humains. Ils sont donc particulièrement intéressants pour prédire un potentiel risque pour la santé humaine. Les travaux réalisés dans le cadre de ce programme Aquamanche devraient permettre d aider à informer et prédire les risques au niveau du bassin versant.
Travaux futurs sur le bassin versant de l Ouse Développer un modèle de prédiction des contaminations. Examiner le potentiel d utiliser d autres techniques de modélisation. Etudier les impacts potentiels de l agriculture et du changement climatique sur le bassin versant de l Ouse.
Aquamanche: Recherche des sources de contamination fécale (rivière Yealm) Jonathan Porter, Rachel Long, Natalie Nicholson, Steve Wilde. National Laboratory Service, Starcross Laboratory, Devon, UK.
The Environment Agency (England and Wales)
Le NLS appartient depuis 1993 à l Agence de l'environnement, qui a en charge la réglementation concernant l environnement au Royaume-Uni. Le NLS réalise des analyses sur différents types d échantillons issus de l environnement pour l Agence de l Environnement (Angleterre et Pays de Galles) et pour des clients extérieurs. Leur 4 laboratoires opèrent sous la norme EN ISO 17025 et les analyses sont réalisées sous accréditation externe par le service d accréditation du Royaume-Uni (UKAS, United Kingdom Accreditation Service). Ils détiennent également une certification environnementale (norme EN ISO 14001).
Travail réalisé dans le projet AquaManche : Etude sur le bassin de la rivière Yealm 1. Développement de marqueurs ADN mitochondriaux (humain, oiseau et chien) 2. Evaluation de la méthode, pas nécessairement une solution! 3. Analyse mensuelle pendant 2 ans. 4. Environnement sous influence de la marée, des petites routes pour y accéder, prélèvements de plusieurs échantillons sur deux sites à chaque campagne.
Le site d étude : Rivière Yealm, Devon, Royaume-Uni. Taille du bassin versant : 54,9 km 2 Attitude moyenne : 170 m (min, 7m., max., 492m) Débit moyen : 1,67 m 3 s -1 De 1961-1990 pluviométrie annuelle moy. : 1410 mm Réponse rapide du bassin versant Usages : prairies, terres arables et agriculture non intensive
Steer Point Puslinch Bridge
Campagne mensuelle 4 échantillons par site, à une heure d intervalle Steer Point Puslinch Bridge
Analyse dans tous les échantillons: Coliformes totaux Coliformes fécaux Streptocoques Marqueurs Bacteroidales (TSM) ADN mitochondriaux * Temp eau (ºC) Oxygène dissous (mg/l) ph Salinité (%) Matières en suspension (mg/l) Analyses dans certains échantillons: Norovirus humains (huîtres et eaux) E. coli (TSM) [Sites supplémentaires (suivi temps)] Conditions de marée et de temps Mesure du débit (à Puslinch Bridge), mesure de la pluviométrie *nouvelle approche dévéloppée et testée au laboratoire durant ce projet
Données analysées actuellement : Pas de très fortes corrélations mises en évidence. Les concentrations bactériennes à Steer Point sont négativement corrélées avec la salinité (suggérant que les bactéries proviennent des eaux douces?). Les coliformes fécaux et les streptocoques ne se comportent pas de la même façon. Faibles relations entre {le débit et les matières en suspension}, {les matières en suspension et les concentrations en bactéries}, {la teneur en oxygène et les matières en suspension} et {la teneur en oxygène et les concentrations en bactéries} TC Total FC Total FS Temp (ºC) DO 2 (mg/l) ph SS (mg/l) Daily Q Daily q TC Total 1.00 FC Total 0.40 1.00 FS 0.07 0.14 1.00 Water temp (ºC) 0.09 0.00 0.11 1.00 DO 2 (mg/l) 0.30 0.20 0.25 0.08 1.00 ph 0.05 0.00 0.02 0.11 0.10 1.00 SS (mg/l) 0.04 0.12 0.20 0.03 0.02 0.01 1.00 Daily Q [m 3 /s] 0.00 0.02 0.23 0.07 0.23 0.02 0.24 1.00 Daily q [l/(s*km 2 )] 0.00 0.02 0.23 0.07 0.23 0.02 0.24 1.00 1.00
Analyses des données : Date, heure Puslinch Bridge (amont) Steer Point (aval) % Humain % Ruminant % Humain % Ruminant Identification des sources de contamination : Steer Point dominé par des sources bovines Puslinch Bridge génerallement dominé par des sources ruminants Humain Ruminant Mixte 14/7, 9-10 96 4 18 82 14/7, 10-11 92 8 20 80 14/7, 11-12 59 41 12 88 14/7, 12-1 44 56 8 92 13/8, 9-10 1 99 2 98 13/8, 10-11 8 92 3 97 13/8, 11-12 13 87 3 97 13/8, 12-1 9 91 1 99 16/9, 11-12 1 99 2 98 16/9, 12-1 3 97 3 97 16/9, 1-2 2 98 6 94 16/9, 2-3 4 96 1 99
Identification des sources de contamination (suite) : Steer Point dominé par des sources bovines Puslinch Bridge génerallement dominé par des sources ruminants Humain Ruminant Mixte Date, heure Puslinch Bridge (amont) Steer Point (aval) %Humain %Ruminant %Humain %Ruminant 15/10, 8-9 10 90 5 95 15/10, 9-10 5 95 11 89 15/10, 10-11 8 92 11 89 15/10, 11-12 7 93 10 90 17 /11, 8-9 23 77 4 96 17 /11, 9-10 19 81 5 95 17 /11, 10-11 22 78 1 99 17 /11, 11-12 15 85 4 96 8/12, 10-11 3 97 1 99 8/12, 11-12 5 95 1 99 8/12, 12-1 16 84 1 99 8/12, 2-3 10 90 0 100 18 /12, 8-9 41 59 8 92 18 /12, 9-10 29 71 4 96 18 /12, 10-11 13 87 5 95 18 /12, 11-12 3 97 4 96
Les norovirus humains dans les eaux et les huîtres L analyse d échantillons dopés montrent que des procédés d extraction différents sont nécessaires : Huîtres complexe pour les marqueurs TSM, mais les méthodes semblent robustes pour les norovirus Yealm pas de norovirus détecté à cette date Image from the Great Britain non-native species secretariat
Conclusions pour ce site : - Pour améliorer la qualité microbiologique de l'eau (les critères réglementaires; bactéries indicatrices de contamination fécale), les efforts devront porter sur les rejets provenant des sources animales. - Dominées par les sources provenant des ruminants ne veut pas dire absence de sources humaines - Il ne faut pas oublier que les huîtres sont des filtreurs et peuvent donc concentrer les microorganismes présents dans l eau. - Hypothèse : Les faibles relations avec les matières en suspension et les teneurs en oxygène dissous suggéraient un apport de «nouvelles» bactéries fécales plutôt que des bactéries «stockées»?
Merci! A tous les partenaires d AquaManche, au personnel de l Environment Agency et au programme Interreg Manche