Les scientifiques de l'Université de Stirling ont développé une nouvelle méthode de surveillance de la présence d'agents pathogènes dans les rivières polluées par les usines de traitement des eaux usées (WWTPS).
Le nombre de décharges du réseau d'eaux usées dans les rivières et les mers au Royaume-Uni augmente et des études ont montré que les effluents libérés par les WWTP contiennent des agents pathogènes qui présentent un risque pour la santé humaine.
Actuellement, la présence de bactéries nocives après les décharges des tuyaux est surveillée en prélevant des échantillons aléatoires d'eau qui sont ensuite analysés dans un laboratoire.
Cependant, les scientifiques de Stirling disent que cette méthode peut manquer des agents pathogènes car les événements de décharge de la TPA sont imprévisibles et que l'eau réceptrice change constamment.
Les chercheurs ont plutôt utilisé des billes microplastiques immergées en aval des tuyaux d'effluents des eaux usées pour capturer des agents pathogènes, tels que E. coli.
Le professeur Richard Quilliam, de la Faculté des sciences naturelles de Stirling, a précédemment publié des recherches qui ont établi pour la première fois que E. coli peut s'en tenir aux microplastiques et faire le voyage pour baigner les eaux et les plages.
Il a déclaré: « Les usines de traitement des eaux usées libèrent l'effluent des eaux usées dans l'environnement à un rythme sans précédent au Royaume-Uni, entraînant une contamination environnementale et des risques pour la santé publique.
« De nombreuses études ont souligné que les agents pathogènes bactériens sont libérés dans cet effluent, mais les outils de surveillance actuels reposent généralement sur l'échantillonnage d'eau à partir de l'effluent. Comme l'échantillonnage de l'eau est un processus transitoire, les bactéries peuvent être manquées en utilisant ce processus.
« Nous avons plutôt utilisé des billes microplastiques comme un outil pour surveiller la libération des agents pathogènes car ils forment un biofilm enrogue leur surface, et lorsque les bactéries passent sur cette surface, elles collent aux plastiques.
« Nous avons placé les microplastiques en aval d'un tuyau d'effluent et mesuré quels agents pathogènes bactériens collés aux surfaces du plastique. Cette technique peut capturer plus d'informations au fil du temps que les techniques d'échantillonnage en eau actuelles et est une méthode à faible coût et facile à appliquer. »
Les perles sont fixées dans de petites cages métalliques sphériques qui sont ensuite placées dans des cages en cubes plus grandes. Les cages sont ensuite immergées dans les rivières en amont et en aval des tuyaux d'effluent WWTP.
Les chercheurs ont analysé les billes microplastiques dans un laboratoire de l'Université de Stirling et ont trouvé des niveaux significativement plus élevés d'agents pathogènes nocifs en aval de la TPA, y compris E. coli et Klebsiella qui peuvent provoquer des infections humaines.
La nouvelle étude, publiée dans Recherche sur l'eaua été dirigé par le Dr Luke Woodford de l'Université de Stirling, qui a déclaré: « Les microplastiques ont travaillé comme système de surveillance détectant les agents pathogènes bactériens dans le jour de la journée et à chaque point d'échantillonnage pendant plus de trois semaines.
« En utilisant un modèle d'infection, nous avons également montré que les bactéries détectées en aval étaient pathogènes pour l'homme et qu'une gamme de différents agents pathogènes bactériens était libéré de la TPA.
« Un séquençage du génome supplémentaire a révélé que ces bactéries contenaient de nombreux gènes conférant une résistance aux antimicrobiens et une virulence accrue, soulignant davantage leur risque pour le public et l'environnement plus large.
«Notre étude démontre une nouvelle technique de surveillance de la pollution des effluents du WWTP qui peut être utilisée par d'autres chercheurs ou par des groupes de surveillance environnementale comme un outil pour aider à améliorer notre compréhension des changements de la qualité de l'eau.
« Les versions des eaux usées augmentent au Royaume-Uni, posant des risques pour la santé humaine, donc avoir des systèmes comme le nôtre en place pour surveiller ce qui est publié est un élément clé de la lutte contre ce problème de santé publique. »
Le travail sur le terrain a été effectué par des chercheurs entre avril et mai 2024 en Écosse, les tests en laboratoire et l'analyse des données effectués sur des échantillons au cours des mois suivants.
Les cages contenant les microplastiques ont été positionnées en amont et en aval d'un tuyau d'effluent WWTP et des échantillons microplastiques ont été supprimés à plusieurs moments entre 24 et 23 jours de placement.
