17. mai 2019, Catégorie: Ecotoxicologie aquatique Ecotoxicologie des sédiments

Utilisation des oligochètes pour l'étude des effets des effluents de STEP sur les cours d’eau récepteurs

Des scientifiques du Centre Ecotox ont démontré, en étudiant les communautés d’oligochètes, que les effluents de stations d’épuration des eaux usées (STEP) altéraient significativement la qualité biologique et le fonctionnement des cours d’eau récepteurs. 

Les activités humaines peuvent perturber les cours d'eau de multiples façons : contamination des eaux superficielles et souterraines, modification et réduction des échanges hydrologiques entre les eaux de surface et les eaux souterraines, altération de la diversité des habitats, etc. Le milieu poreux, à travers lequel s’effectuent les échanges hydrologiques entre les eaux de surface et les eaux souterraines, comprend les sédiments grossiers superficiels et une zone sous-jacente appelée hyporhéique. Le milieu poreux a la propriété de stocker les polluants et remplit une fonction importante de filtre biologique, physique et chimique de l'eau qui le traverse. Les échanges hydrologiques verticaux assurent une oxygénation du milieu, ce qui permet de stimuler la dégradation des substances organiques. Par ailleurs, les exfiltrations d’eaux souterraines non contaminées permettent d’améliorer la qualité des sédiments et eaux de surface. Il est donc important d’évaluer la dynamique des échanges hydrologiques entre les eaux de surface et les eaux souterraines et la qualité spécifique du milieu poreux dans le cadre des programmes de surveillance de la qualité des cours d’eau. 

Les oligochètes en tant que descripteurs de la qualité et du fonctionnement des cours d’eau

Les oligochètes (vers annélides) sont très présents dans le milieu poreux. Les espèces de ce groupe ont une tolérance très variable vis-à-vis de la pollution et sont caractéristiques des sédiments de surface ou des eaux souterraines. La méthode des traits fonctionnels (TRF), basée sur l’étude des communautés d'oligochètes dans les sédiments grossiers superficiels et le milieu hyporhéique, permet d’évaluer simultanément la qualité biologique du milieu poreux et la dynamique des échanges hydrologiques entre les eaux de surface et les eaux souterraines. 

Des scientifiques du Centre Ecotox ont appliqué lors de deux campagnes (mars et septembre) la méthode TRF sur deux sites déjà bien connus du canton de Lucerne – Hochdorf et Buttisholz – pour étudier les effets des rejets de STEP sur la qualité et le fonctionnement des cours d’eau récepteurs. Au niveau des deux sites et lors des deux campagnes, les communautés d'oligochètes indiquaient une meilleure qualité du milieu en amont des rejets qu’en aval. Le pourcentage des espèces sensibles était en effet plus élevé et celui des espèces résistantes plus faible en amont. Ces différences étaient plus prononcées en septembre qu’en mars. Les résultats indiquaient de plus que la capacité d'autoépuration du milieu était plus faible en aval des rejets et qu’en septembre les eaux souterraines y étaient particulièrement vulnérables aux pollutions des eaux de surface. 

Une méthode complémentaire aux indices biologiques classiques

La méthode TRF est un outil très intéressant pour la surveillance environnementale dans la mesure où elle peut révéler des altérations non détectées par les autres indices biologiques. Par exemple, dans le cadre d’un suivi de l’état écologique en amont et en aval des rejets de plusieurs STEP en Suisse (dont celles d’Hochdorf et Buttisholz), l’application de l’indice macroinvertébrés IBCH, couramment utilisé en Suisse dans le cadre des programmes de biomonitoring, n’a pas permis de détecter les effets des rejets des STEP. La méthode TRF apporte des informations sur l’effet propre des polluants présents dans le milieu poreux et le fonctionnement du milieu que les indices biologiques classiques, par essence, ne peuvent pas fournir.   

« Pour pouvoir appliquer la méthode TRF, il est nécessaire d’identifier les oligochètes à l’espèce, ce qui peut constituer un obstacle pour l’utilisation de cette méthode en routine », indique Régis Vivien. Il souligne cependant que la détermination des oligochètes n'est pas plus difficile que celle des diatomées, couramment utilisées en Suisse pour évaluer la qualité biologique des eaux de surface. Il estime par ailleurs qu’il sera possible, dans un avenir proche, d’identifier les oligochètes à l’aide de code-barres génétiques et du séquençage à haut débit. 

Plus d'informations 

Vivien, R., Lafont, M., Werner, I., Laluc, M., Ferrari, B.J.D. (2019) Assessment of the effects of wastewater treatment plant effluents on receiving streams using oligochaete communities of the porous matrix. Knowl. Manag. Aquat. Ecosyst., 420, 18

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