Mise en évidence du transport de polluants métalliques facilité par les bactéries dans les sols
Authors: Martins Jean M.F. , Guiné Véronique 
Published: June 2015

Many cases of groundwater contamination by immobile pollutants have been described in the last years. These phenomena are hardly predictable if mechanisms inducing leaching of high amounts of contaminant within short periods are not taken into account. This is the case of particulate transport of pollutants, although only few experimental evidence is available to date. Especially, the effect of bacterial cells on the facilitated transport of heavy metals is not yet well characterised, although micro-organisms, as colloidal particles, can be found every where in soil and water and present very specific mobility and pollutant mobilization potential. The objective of the present work was to show the capability of two well known bacterial strains: Ralstonia metallidurans CH34 and Escherichia coli, to accelerate the transport of mercury, zinc and cadmium in a simple model soil: the Fontainebleau sand. The results showed that under certain conditions, bio-sorbed heavy metals were transported from 1.2 to 3.5 times faster than metals in solution and that this last transport mechanism becomes negligible (5 to 7 times lower). Furthermore, the main factors controlling accelerated pollutant transport by bacterial colloids were identified and quantified. Soil solution ionic strength and velocity control the mobility of the colloids, so do their own concentration. Hydrophobicity and cell surface charge control both adhesion to the matrix i.e. cell mobility, and heavy metal adsorption, i.e. cell carrier potential. These results demonstrate clearly that micro-organisms can mediate the transport of heavy metal pollutants in soil and that this important mechanism can become dominant under precise climatic conditions.

De nombreux cas de pollution des eaux souterraines par des composés supposés peu ou pas mobiles ont pu être observées ces dernières années. Ceux ci sont difficilement prédictibles sans envisager l’existence de mécanismes induisant des re-largages massifs de contaminants sur de courtes durées et non encore pris en compte dans les modèles mathématiques. C’est le cas du transport particulaire des polluants, bien que peu de preuves expérimentales existent actuellement. En particulier l’effet des bactéries sur le transport accéléré des polluants métalliques est mal connu, bien que les microorganismes soient présents partout dans les sols et les eaux et, en tant que particules colloïdales, présentent des propriétés de mobilité et de mobilisation des polluants tout à fait particulières. L’objectif de ce travail est précisément de montrer les potentialités de transport facilité de mercure, de zinc et de cadmium par deux souches bactériennes modèles bien connues : Ralstonia metallidurans CH34 et Escherichia coli dans un sol modèle simplifié : le sable de Fontainebleau. Les résultats obtenus ont montré que sous certaines conditions, le transport bio-sorbé des 3 métaux est jusqu’à 3,5 fois plus rapide et de 5 à 7 fois plus important que le transport dissous qui devient négligeable. Les principaux facteurs qui gouvernent ce type de transport ont été identifiés comme étant la force ionique de l’eau, sa vitesse ainsi que la concentration, l’hydrophobie et la charge de surface des bactéries. Les relations correspondantes ont été établies pour les deux bactéries.