Volume 23, Number 3, 2010
Table of contents (7 articles)
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Assessment of the effects of sulfate and nitrate on the temporal evolution of Klebsiella oxytoca and Staphylococcus aureus abundance under shaking conditions, in aquatic microcosm
Moïse Nola, Robert Roger Nlep, Pierre Servais, Norbert Kemka, Serge H. Zebaze Togouet,, François Krier, Nour-Eddine Chihib, Jean-Pierre Hornez and Thomas Njine
pp. 197–212
AbstractEN:
Most chemicals in natural aquatic media can be assimilated by bacteria. The impact of various environmental conditions on this microbial process is not always clear. This study aimed at investigating changes in the abundance of Klebsiella oxytoca and Staphylococcus aureus under different shaking conditions, in aquatic microcosms containing nitrate and sulfate. Sodium chloride solution (8.5 g NaCl•L-1), and nitrate and sulfate solutions (0.005, 0.05, 0.5 and 5 g•L-1) containing bacteria were supplemented with tryptic peptone at a final concentration of 10 g•L-1. The solutions were incubated under shaking conditions (300, 350 and 400 rev•min-1). Bacteriological analyses were performed hourly over a 6-h period. During the first 3 h of incubation, results showed that the highest values of the apparent cell growth rates (CAGRs) with K2SO4 in pure cultures, at a shaking speed 400 rev•min-1, were 0.656 h-1 for S. aureus, and 0.364 h-1 for K. oxytoca. In mixed culture, the CAGR was 0.235 h-1 for S. aureus, and 0.388 h-1 for K. oxytoca, both recorded at 300 rev•min-1. With KNO3 in pure culture solutions, the CAGR was 0.353 h-1 for S. aureus at 300 rev•min-1, and 0.367 h-1 for K. oxytoca at 350 rev•min-1. In mixed culture it was 0.454 h-1 for S. aureus and 0.393 h-1 for K. oxytoca, both recorded at 350 rev•min-1. The highest value of the apparent cell inhibition rate (CAIR) for S. aureus was 0.520 h-1 in K2SO4 (5 g•L-1, 400 rev•min-1), and 0.115 h-1 in KNO3 (5 g•L-1, 300 rev•min-1). For K. oxytoca, it was 0.07 h-1 in K2SO4 in pure culture (0.05 g•L-1, 300 rev•min-1), and 0.044 h-1 in mixed culture (0.05 g•L-1, 350 rev•min-1). In KNO3 it was 0.239 h-1 in mixed culture (5 g•L-1, 300 rev•min-1). The growth and inhibition potentials of different microbial species were impacted by the chemical concentrations and the movement speeds.
FR:
L’impact de diverses conditions environnementales sur l’assimilation bactérienne dans l’eau, des composés chimiques est peu connu. La présente étude a visé l’évaluation de la dynamique d’abondance de Klebsiella oxytoca et Staphylococcus aureus sous diverses conditions, en milieu aquatique microcosme contenant du sulfate ou nitrate. Des solutions du NaCl (8,5 g•L-1), sulfate et nitrate (0,005, 0,05, 0,5 et 5 g•L-1) contenant des cellules ont été enrichies à la peptone trypsique (concentration finale 10 g•L-1), puis incubées sous conditions dynamiques (300, 350 et 400 tr•min-1). Les analyses bactériologiques ont été effectuées pendant 6 h. Il ressort qu’au cours des trois premières heures d'incubation, le taux de croissance cellulaire apparent (TCCA) le plus élevé en culture pure, contenant du K2SO4, est de 0,656 h-1 pour S. aureus, et 0,364 h-1 pour K. oxytoca, enregistrés à 400 tr•min-1. En culture mixte, il est de 0,235 h-1 pour S. aureus, et 0,388 h-1 pour K. oxytoca, enregistrés à 300 tr•min-1. Avec du KNO3, en culture pure, le TCCA est de 0,353 h-1 pour S. aureus à 300 tr•min-1, et 0,367 h-1 à 350 tr•min-1 pour K. oxytoka. En culture mixte, il est de 0,454 h-1 pour S. aureus et 0,393 h-1 pour K. oxytoca, enregistrés à 350 tr•min-1. Le taux d’inhibition cellulaire apparent (TICA) le plus élevé de S. aureus est de 0,520 h-1 en présence du K2SO4 (5 g•L-1, 400 tr•min-1), et 0,115 h-1 en présence de KNO3 (5 g•L-1, 300 tr•min-1). Pour K. oxytoca, il est de 0,07 h-1 avec du K2SO4 en culture pure (0,05 g•L-1, 300 tr•min-1), et 0,044 h-1 en culture mixte (0,05 g•L-1, 350 tr•min-1). Avec du KNO3, il est de 0,239 h-1 en culture mixte (5 g•L-1, 300 tr•min-1). La croissance et l’inhibition des microorganismes sont affectées par les concentrations en sels et la vitesse de mouvements du milieu.
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Caractérisation hydrobiologique saisonnière de la lagune de bizerte (Tunisie)
Béchir Bejaoui, Dhouha Ferjani, Noureddine Zaaboub, Annie Chapelle and Mahmoud Moussa
pp. 215–232
AbstractFR:
Cette étude a pour but la caractérisation hydrobiologique d’une lagune méditerranéenne (lagune de Bizerte, nord de la Tunisie) sur la base de dix campagnes de mesures réalisées à une fréquence mensuelle durant l’année 2004, de janvier à décembre. Deux parmi ces dix campagnes ont fait l’objet d’un maillage fin avec 118 stations en mai et 40 stations en septembre. Le reste n’a couvert que 10 stations seulement. Pendant ces campagnes, des paramètres physicochimiques ont été mesurés (Température, Salinité, Oxygène dissous). Des mesures de paramètres chimiques et biologiques ont été effectuées au laboratoire (Ammonium, Nitrates, Phosphates, Azote total, Phosphore total, Chlorophylle a et Phéopigment).
Une analyse multivariée des données collectées a permis de distinguer deux principaux modes de fonctionnement de la lagune. Le premier mode, expliquant 26,3 % de la variance totale, montre un contraste nord-sud et reflète l’effet relatif de la Méditerranée et du bassin versant de la lagune, alors que le second mode, expliquant 18,2 % de la variance totale, montre un contraste est-ouest qui traduit l’effet du lac Ichkeul. Les paramètres qui contribuent significativement au premier mode sont la température, la salinité, la transparence absolue et relative. Ceux qui contribuent au second mode sont la transparence absolue et relative ainsi que la chlorophylle a et le phéopigment. Cependant, les paramètres dont les poids moyens sont non significatifs ont montré des oscillations spatiales importantes en fonction des saisons qui sont en liaison avec les rejets terrestres.
EN:
The purpose of this study was the hydrobiological characterization of a Mediterranean lagoon (Bizerte Lagoon, North Tunisia) based on ten sampling campaigns carried out during the year 2004, from January to December, on a roughly monthly frequency. Two of these ten campaigns were subject to a high spatial coverage with 118 stations in May and 40 stations in September; the eight remaining campaigns covered only ten stations. During these campaigns, physicochemical parameters were measured (temperature, salinity, dissolved oxygen) and laboratory analyses were performed for chemical and biological parameters (ammonium, nitrate, phosphate, total nitrogen, total phosphorus, chlorophyll-a and pheopigments). A multivariate analysis distinguished two principal functioning hydrobiologic modes. The first mode, explaining 26.3% of the total variance, shows a North-South contrast reflecting the relative effect of the Mediterranean Sea and the catchment area. The second mode, explaining 18.2% of the total variance, shows an East-West contrast that reflects the effect of Lake Ichkeul. The parameters that contribute significantly to the first mode are temperature, salinity, absolute and relative transparency, whereas those that contribute to the second mode are absolute and relative transparency as well as chlorophyll-a and pheopigments. However, parameters for which the average weights were not significant showed important spatial oscillations according to seasons, in relation with terrestrial discharges.
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Adsorption du Cr (VI) sur la lignine activée
Nassima Tazerouti and Moussa Amrani
pp. 233–245
AbstractFR:
La présente étude porte sur les potentialités de la lignine issue de la cuisson sulfate de l’alfa grass à éliminer le Cr (VI) des solutions aqueuses. Les variations du pH, de la concentration initiale du Cr (VI), de la température, du temps de contact, de la dose de l’adsorbant et leurs effets sur la capacité d’adsorption sont vérifiés expérimentalement. L’adsorption du Cr (VI) sur la lignine est maximale en milieu acide de pH = 2. Elle est optimale à une concentration initiale Cr (VI) de 180 mg•L-1, une dose de lignine de 4 g•L-1 et à un temps de contact maximal de 80 min. Les résultats de l’étude sont exploités à l’aide des équations de Langmuir, de Lagergren et d’Arrhenius afin de déterminer les divers paramètres d’équilibre tels que la capacité maximale d’adsorption, l’énergie d’adsorption, d’interaction et d’activation et les constantes d’équilibre adsorbat-adsorbant. L’application du modèle de Langmuir pour les données expérimentales d’isotherme d’adsorption a permis d’obtenir une capacité maximale d’adsorption de 75,8 mg•g-1 à 40 °C. Le paramètre sans dimension (RL) dont les valeurs sont situées entre 0,060 et 0,818 (0<RL<1) indique une adsorption du Cr (VI) par la lignine effective. Les paramètres thermodynamiques obtenus révèlent que l’adsorption est spontanée et endothermique. L’interaction de la lignine avec les ions chromate est rapide et sa cinétique suit l’équation de vitesse de sorption réversible de deuxième ordre de Lagergren dont les constantes de vitesse d’adsorption à l’équilibre augmentent en même temps que la température.
Cette étude confirme que la lignine possède un potentiel d’adsorption important faisant d’elle un moyen efficace pour l’élimination du Cr (VI) des solutions aqueuses.
EN:
Activated lignin with a surface area of 1023 m2•g-1 was prepared from sulfate lignin that was treated by 30% H2O2 and carbonized at 300°C, in order to test the adsorption of chromium (VI) from aqueous solution. The influence of contact time, pH, initial concentration of adsorbent and adsorbate, and temperature on the adsorption capacity were investigated. The maximum removal of Cr (VI) was found to be 92% at pH = 2 and with a contact time of 80 min. Optimal concentrations of lignin and Cr (VI) were found to be 4 g•L-1 and 180 mg•L-1, respectively. The adsorption kinetics were tested according to pseudo-first-order and pseudo-second-order equations. The analytical data fitted a pseudo-second-order equation well, and the rate of removal of chromium was found to increase with increasing temperature. The activation energy for the adsorption process was found to be 18.19 kJ•mol-1. The Langmuir and Freundlich adsorption isotherm models were applied to describe the isotherm and to obtain the isotherm constants for the adsorption of Cr (VI) on lignin. These constants and correlation coefficients of the isotherm models were calculated and compared. Results indicated that Cr (VI) uptake could be described by the Langmuir adsorption model. The maximum adsorption capacity (qm) of Cr (VI) on lignin was 75.8 mg•g-1 at a temperature of 40°C. The dimensionless equilibrium parameter (RL) signified a favorable adsorption of Cr (VI) on lignin and was found to lie between 0,060 and 0,818 (0< RL<1). The thermodynamic parameters ΔG°, ΔS° and ΔH° were calculated and it was shown that the reaction was spontaneous and endothermic in nature. This study indicates that lignin has the potential to become an effective adsorbent for removal of Cr (VI) from waste water.
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Les apports en eau de l'Amazone à l'Océan Atlantique
Jacques Callède, Gérard Cochonneau, Fabrício Vieira Alves, Jean-Loup Guyot, Valdemar Santos Guimarães and Eurides De Oliveira
pp. 247–273
AbstractFR:
Cette étude détermine, par deux méthodes, indépendantes mais complémentaires, le débit moyen interannuel de l'apport liquide de l'Amazone à l'océan Atlantique. Après avoir défini, le plus logiquement possible, la limite Est du bassin amazonien, l'étude établit le bilan hydrologique de l'Amazone depuis Óbidos jusqu'à l'océan, sur la période 1972-2003. Le débit moyen interannuel à l'embouchure serait de 205 000 m3•s-1. Une seconde méthode se base sur dix séries de mesures de débit effectuées à l'embouchure de 1997 à 2008 qui se corrèlent très bien avec les débits observés à Óbidos. Cette méthode indiquerait un débit interannuel à l'embouchure de 208 000 m3•s-1, en y incluant les 6 000 m3•s-1 que représente la dérivation de l’Amazone vers le Rio Pará (et l’Océan) par les furos, canaux qui coulent dans l’ancien bras de l’Amazone. Avec une incertitude de ± 6 %, les apports interannuels de l'Amazone à l'océan, pour la période 1972-2003, seraient de 206 000 m3•s-1 et représenteraient 17 % des apports mondiaux en eau douce.
EN:
The mean interannual discharge of the River Amazon in the Atlantic Ocean has been estimated using two methods, independent but complementary. After having defined, in the most logical way, the eastern limit of the Amazon basin, the water balance from Óbidos was established for the 1972-2003 period. The mean interannual discharge at the mouth would be 205,000 m3•s-1. A second method was based on ten sets of flow measurements done at the mouth from 1997 to 2008, which correlated very well with the corresponding discharge values observed in Óbidos. This method indicates an interannual flow at the mouth of 208,000 m3•s-1, including 6,000 m3•s-1 that represent the derivation from the Amazon River towards Rio Pará (and the Ocean) by the furos, channels that run in the River Amazon's old arm. With an uncertainty of ± 6%, the interannual contributions of the River Amazon to the Ocean, over the 1972-2003 period, would be 206,000 m3•s-1, and would represent 17% of the total volume of fresh water entering the oceans worldwide.
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La bioadsorption sur amidon réticulé pour enlever des métaux des effluents industriels
Bertrand Sancey, Nadia Morin-Crini, Louis-Fabien Lucas, François Degiorgi, Jean-François Minary,, Pierre-Marie Badot and Grégorio Crini
pp. 275–287
AbstractFR:
L’industrie de traitement de surface utilise de nombreux produits chimiques, en particulier des métaux toxiques et des substances organiques, qui sont connus pour être nocifs vis-à-vis des humains et de l’environnement. En raison d’une réglementation de plus en plus stricte, les effluents contenant des métaux lourds doivent être traités. Il existe une grande variété de procédés de traitement des eaux usées provenant de la filière traitement de surface. En général, les systèmes conventionnels de détoxification se composent principalement d’un ajustement de pH, d’une oxydation des cyanures et d’une réduction des chromes, suivi d’une précipitation sous forme d’hydroxydes et d’une clarification, et parfois d’une étape d’adsorption sur charbon. Cependant, la technologie sur charbon actif présente plusieurs problèmes tels que la saturation rapide et des problèmes de colmatage des réacteurs. Comme les résines d'échange d’ions, leur utilisation est restreinte due au coût élevé. Pour ces raisons, la plupart des petites et moyennes entreprises ne peuvent pas utiliser de tels traitements. Ainsi, afin de répondre à ces problématiques, de nombreuses études sont menées pour trouver des alternatives peu coûteuses, qui soient efficaces et acceptables pour un usage industriel. Dans cette étude, la bioadsorption sur un adsorbant d’amidon réticulé a été utilisée pour retenir les métaux contenus dans des effluents industriels. L’adsorption a été étudiée en fonction du temps de contact, de la masse d’adsorbant et de la charge polluante. L’influence de ces paramètres sur l’efficacité d’adsorption a été évaluée en utilisant une méthode conventionnelle en mode cuvée. Les résultats ont montré que le matériau présente des capacités d’adsorption élevées vis-à-vis des ions métalliques, ce qui permet de diminuer les concentrations métalliques en dessous des valeurs réglementaires. Des mesures de taux de germination sur des graines de Lactuca sativa, utilisé comme test de phytotoxicité, ont été réalisées sur les rejets industriels avant et après adsorption. Ces tests ont confirmé l’efficacité du procédé pour diminuer fortement la toxicité du rejet. L’abattement chimique et la réduction de la toxicité ont montré que la bioadsorption sur un matériau non conventionnel peut être une étape de finition intéressante pour la détoxification des rejets industriels.
EN:
The surface-treatment industry consumes and discharges an important range of chemicals, in particular toxic metals and organics, that are known to be harmful to humans and the environment. Because of more and more stringent regulations, effluents polluted with heavy metals must be treated. There are a variety of treatment processes for wastewater from the surface-treatment industry. In general, conventional treatment and detoxification systems consist mainly of pH adjustments, oxidation of cyanide and reduction of chromium bearing wastewaters, followed by hydroxide precipitation, clarification, and sometimes carbon sorption. However, active carbon technology presents several problems such as rapid saturation and clogging of the reactors. Like ion-exchange resins, their widespread use is restricted due to high cost. For these reasons, most small and medium-size enterprises cannot employ such treatments. Thus, in order to overcome these problems, many attempts have been made to find inexpensive alternative sorbents, which are both effective and acceptable for industrial use. In this study, biosorption with a starch-based cross-linked adsorbent was used for the removal of heavy metals from industrial effluents. The adsorption of metals was studied as a function of contact time, adsorbent mass and pollutant load. The influence of these parameters on the adsorption efficiency was evaluated using a conventional batch method. Batch experiments showed that the material exhibited high sorption capacities toward metal ions, leading to concentrations that were below current regulatory values. Measurements of the germination rate of Lactuca sativa seeds, used as a phytotoxicity test, were carried out on discharged industrial waters before and after the finishing sorption treatment. Germination tests confirmed the ability of the sorption step to radically decrease the effluent toxicity. Both the chemical abatement and toxicity mitigation of waste water showed that biosorption onto a non-conventional sorbent may constitute an interesting additional treatment step for the detoxification of industrial wastewater.
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Stress oxydant induit par la coexposition au plomb et au cadmium : deux contaminants des eaux souterraines de Oued Nil (Jijel - Algérie)
Nassima Belli, Lahouel Mesbah, Samira Chebab, Mustafa Tekouk and Essaid Leghouchi
pp. 289–301
AbstractFR:
L’évaluation globale des résultats d’analyses physico-chimiques de certaines sources d’eaux d’alimentation, situées dans le bassin versant de l’oued Nil dans la ville de Jijel, met en évidence un profil de concentration du plomb et du cadmium qui dépasse de loin les normes requises. Dans l’objectif d’étudier les effets sous-jacents de la concentration la plus élevée détectée de ces deux métaux sur les biomarqueurs du stress oxydant, quatre lots de rats mâles adultes ont été exposés, via l’eau de boisson, à des concentrations ×0, ×1, ×10 et ×100 les concentrations environnementales du plomb et du cadmium, détectées dans les échantillons de l’eau analysée, pendant quatre semaines. L’évaluation toxicologique a montré une réponse biochimique caractérisée par une augmentation hautement significative des taux cytosoliques et mitochondriaux de la superoxyde dismutase chez les rats exposés aux concentrations ×10 et ×100 du mélange plomb-cadmium par rapport aux rats exposés à la concentration ×0. Les résultats de notre étude indiquent une diminution très significative de l’activité de la catalase dans les cytosols et les mitochondries pour le niveau d’exposition ×1 et hautement significative pour les niveaux d’exposition ×10 et ×100. La diminution du glutathion réduit dans les cytosols pour les niveaux d’exposition ×10 et ×100 traduit l’altération des mécanismes des défenses non enzymatiques. Une atteinte très sévère des membranes biologiques dans les mitochondries et les cytosols est objectivée par une augmentation des taux du malondialdéhyde pour tous les niveaux d’exposition de ×1 à ×100.
EN:
Physico-chemical analyses of water collected in the Nile wadi catchment in the city of Jigel, Algeria, revealed concentrations of cadmium and lead that far exceeded drinking water standards. To study the effects of the highest detected concentration on oxidative stress biomarkers, drinking water containing a mixture of lead and cadmium at the concentrations detected in the field (and at concentrations 10x and 100x higher) was given to four groups of adult male rats over a period of four weeks. The toxicological evaluation showed a biochemical response characterized by a highly significant increase in the cytosolic and mitochondrial concentrations of superoxide dismutase, a very significant decrease in cytosolic and mitochondrial catalase, a highly significant decrease in the levels of cytosolic reduced glutathion (reflecting a deterioration of non-enzymatic mechanisms of defence against oxidative stress), and a significant increase in cytosolic and mitochondrial concentrations of malondialdehyde (suggesting a severe attack on the biological membranes of the mitochondria and other organelles).
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Les goûts et les odeurs dans l’eau potable : revue des composés responsables et des techniques de mesure
François Proulx, Manuel Rodriguez and Jean-Baptiste Sérodes
pp. 303–323
AbstractFR:
L’évaluation de la qualité de l’eau potable d’un réseau de distribution est souvent faite en tenant compte des normes physico-chimiques et microbiologiques édictées par les réglementations nationales. L’approche par barrières multiples permet aussi d’assurer aux consommateurs une eau avec une sécurité sanitaire optimale. Cependant, malgré les sommes investies par les municipalités pour se conformer à ces normes, les consommateurs renoncent fréquemment à consommer l’eau du robinet.
Ce refus peut être attribué, entre autres, à la qualité organoleptique (goût, odeur) de l’eau distribuée par les réseaux d’aqueduc. Toutefois, cet aspect est peu pris en compte par les législations actuelles et, conséquemment, est peu considéré par les gestionnaires des réseaux d’eau potable. De plus, les méthodes utilisées pour évaluer les molécules responsables des goûts et des odeurs de l’eau distribuée exigent de l’équipement spécialisé et coûteux. Cet article présente une revue de la problématique des composés responsables des goûts et des odeurs. Les aspects concernant les origines de ces composés, les méthodes quantitatives et qualitatives développées jusqu’à présent pour les analyser et la faisabilité d’application desdites méthodes, selon leurs avantages et leurs limites, seront abordés.
EN:
The assessment of drinking water quality in a distribution system is generally based on physicochemical and microbiological standards set by government regulations. Although municipalities often invest considerable amounts to comply with regulations, an increasing proportion of citizens prefer alternatives to tap water. This situation may be in part explained by the organoleptic quality of distributed water in municipal systems and, in particular, by taste and odours. However, taste and odours are rarely considered as water quality criteria by municipal water managers. Moreover, analytical methods used to analyze molecules related to taste and odours in drinking water require specialized and costly equipment. This article presents the state of the art in terms of taste and odour issues in the drinking water area. The paper focuses on the origins of taste and odours and on the methods (qualitative and quantitative) available for the analysis of the compounds from which they originate. The feasibility of applying these methods to water quality surveillance is discussed, along with their advantages and drawbacks.
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