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Comprendre le devenir des antibiotiques et de la résistance aux antibiotiques lors de la réutilisation des eaux usées traitées dans le domaine de l’agriculture

La réutilisation des eaux usées traitées est considérée comme un moyen attrayant et durable de gestion de l’eau dans le domaine de l’agriculture. ANSWER a évalué la propagation et la transmission des antibiotiques et de la résistance aux antibiotiques, des eaux usées traitées vers les sols et les cultures, et dans le même temps, étudié la façon dont des conditions spécifiques peuvent affecter leur propagation.

Changement climatique et Environnement
Santé

Les antibiotiques sont libérés dans les systèmes d’assainissement par le biais des excréments humains. Étant donné que la plupart d’entre eux sont récalcitrants au traitement biologique conventionnel dans les stations d’épuration des eaux (WWTP) urbaines, il existe une possibilité accrue de transmission au milieu récepteur et aux cultures irriguées avec les eaux usées traitées, soit sous la forme des composés parents, soit sous la forme de produits de transformation. Les stations d’épuration font office de plaques tournantes propices à la prolifération des bactéries résistantes aux antibiotiques (BRA) et à la transmission des gènes de résistance aux antibiotiques (GRA) ainsi que d’autres éléments génétiques mobiles. Toutefois, leur potentiel d’absorption par les cultures irriguées par les eaux usées traitées est encore largement inexploré.

Évaluation des niveaux de BRA/GRA dans les eaux usées traitées et les milieux récepteurs

Avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, le projet ANSWER a étudié les risques liés à la réutilisation des eaux usées urbaines en agriculture. Il a été rendu possible par un consortium multidisciplinaire de chercheurs universitaires/non universitaires expérimentés et de chercheurs en début de carrière (CDC). Les partenaires ont étudié l’ensemble du cycle de réutilisation des eaux usées à partir du traitement des eaux usées, en utilisant les protocoles microbiologiques et les systèmes de biodétection existants et en développant de nouveaux systèmes de surveillance des BRA/GRA. Ils ont également évalué leur devenir dans les sols/cultures et les ressources en eau par des analyses chimiques avancées et le test de nouveaux paramètres toxicologiques. «Notre travail a conduit à diverses découvertes intéressantes, notamment le fait que les bactéries exogènes qui se développent dans les eaux usées puissent résider dans les sols pendant longtemps», souligne la coordinatrice du projet, Despo Fatta-Kassinos, de l’université de Chypre. «Certains GRA mobiles spécifiques sont fortement associés aux effluents des eaux usées qui peuvent être ciblés pour suivre la dynamique dans le continuum eaux usées-sol-cultures», poursuit-elle. En se servant des approches basées sur l’expérimentation et la modélisation ainsi que des outils analytiques chimiques, microbiologiques et moléculaires avancés, les CDC ont surveillé la transmission des antibiotiques, des BRA et des GRA dans des conditions environnementales contrôlées et réelles à Chypre, en Espagne et au Portugal. Afin de déterminer leur absorption, les CDC ont quantifié ces niveaux dans différentes cultures.

Minimisation des BRA et GRA

Les partenaires ont évalué diverses technologies conventionnelles et avancées de traitement des eaux usées pour éliminer les antibiotiques, les BRA et les GRA, notamment les boues activées conventionnelles, l’ozonation, la filtration sur membrane et la photocatalyse. Entre autres facteurs, ils ont constaté que l’efficacité des boues activées dépendait des conditions d’exploitation, de l’activité microbienne et des pressions sélectives. En ce qui concerne la filtration, les membranes avec un seuil de coupure de poids moléculaire de 5 kDa ont été efficaces pour réduire les taux de GRA.

Absorption par les cultures

Les partenaires d’ANSWER ont constaté que la fertilisation du fumier (plutôt que l’eau d’irrigation) était responsable de la teneur en GRA des cultures. Irene Michael-Kordatou, responsable scientifique du projet, indique: «L’une des réalisations significatives du projet a été le développement d’un modèle d’estomac humain, qui peut aider à évaluer les risques potentiels de transmission des BRA/GRA par la consommation de cultures irriguées par les eaux usées.» Cela a conduit à la découverte du fait que les BRA/GRA persistent pendant de longues périodes, confirmant l’hypothèse d’une transmission potentielle à l’homme, un sujet qui mérite d’être approfondi.

Importance d’ANSWER et orientations futures

Afin de faire progresser les connaissances sur l’impact environnemental et sanitaire qui en découle, ANSWER a développé une base de données (hébergée par le réseau Norman) pour l’échange d’informations sur les antibiotiques, les BRA et les GRA. Les partenaires ont proposé des recommandations pour soutenir davantage la prise de décision dans la législation pertinente sur l’utilisation des eaux usées traitées pour l’irrigation. Un livre éducatif pour enfants, «The Secret Handbook of the Blue Circle», a permis de sensibiliser au cycle de l’eau et à la réutilisation des eaux usées. En ce qui concerne l’avenir, Despo Fatta-Kassinos est convaincue que «le réseau ANSWER peut contribuer de manière substantielle au développement des politiques de réutilisation des eaux usées, l’objectif étant la protection de la santé écologique et humaine».

Mots‑clés

ANSWER, antibiotiques, bactéries résistantes aux antibiotiques (BRA), gènes de résistance aux antibiotiques (GRA), traitement des eaux usées, plantes, cultures, transmission, eaux usées traitées

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