DOI: 10.25666/dataubfc-2023-01-18
title: Physicochemical and bacteriological characteristics of water - Arcier watershed - 2020-2022
title: Caractéristiques physico-chimiques et bactériologiques des eaux - bassin versant d'Arcier - 2020-2022

description: Physical characteristics, major ions, minor ions, trace elements measured from May 2020 to February 2022 in five sites of the Arcier karst watershed (Doubs, France), as well as at the Arcier spring.
These measurements were complemented by the acquisition of extended spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing Escherichia coli concentrations. These bacterial strains are resistant to 3rd generation cephalosporins, an antibiotic widely used in human medicine. 
Antibiotic resistance is a major public health problem and its environmental dispersion must be characterized.

The sequences of the 129 ESBL-producing Escherichia coli isolates are available on NCBI: BioProject 890617.
description: Caractéristiques physiques, ions majeurs, ions mineurs, éléments traces mesurés de mai 2020 à février 2022 dans cinq sites du bassin versant karstique d'Arcier (Doubs, France), ainsi qu'à la source d'Arcier.
Ces mesures ont été complétées par l’acquisition des concentrations d'Escherichia coli producteur d'une bêta-lactamase à spectre étendu (BLSE). Ces souches bactériennes sont résistantes aux céphalosporines de 3ème génération, antibiotique largement utilisé en médecine humaine. 
La résistance aux antibiotiques est un problème de santé publique majeur, sa dispersion environnementale doit être caractérisée.

Les séquences des 129 isolats d'Escherichia coli producteur de BLSE sont disponibles sur NCBI: BioProject 890617.
description: Audience: University: master, Research, University: licence, Community College
description: UpdatePeriodicity: not planned
description: Project: TRANSKARST, Projet structurant d'envergure (Region Bourgogne Franche-Comté), Transkarst (Water agency)
description: Project: SENSAAS, ISITE-BFC (French National Agency for Research)
description: Experimental data: Water samples were collected every two weeks, in sterile bottles, stored at 4°C, and analysed for bacterial concentrations and physicochemical characteristics within 8 h and 24 h of collection, respectively.
The water temperature, pH, electrical conductivity, redox potential, and concentration of oxygen were measured in situ at 10 cm water depth using a multiparameter Odeon probe (Ponsel Mesure, France). HCO3- concentrations have been determined within 6 h of water sampling by equilibration with H2SO4 acid. To determine the concentrations of total and dissolved organic carbon (TOC and DOC), total nitrogen, dissolved nitrogen, major ions, and traces, 500 ml of water were collected and filtered through 0.2 mm polycarbonate filters and analysed within 48 h of collection. The samples were kept at 4°C throughout the process. TOC, DOC, total nitrogen, and dissolved nitrogen concentrations were measured using a TOC analyser (Vario TOC Cube, Elementar, Germany). The NO3-, NO2-, SO42-, F-, and Cl- concentrations were measured using an ion chromatograph (ICS-1000, Dionex, USA). The N-NH4+ concentrations were measured using the indophenol blue method (Berthelot's reaction, Merck Spectroquant, Germany). The PO43- concentrations were measured using the molybdenum blue coloration method. The As3+, Ca2+, Cd2+, Co2+, Cr3+, Cu2+, Fe2+, K+, Mg2+, Mn2+, Mo2+, Na+, Ni2+, Pb2+, Sb3+, Se2-, Si2+, Sr2+, Ti2+, Tl+, and Zn2+ concentrations were measured using an inductively coupled plasma mass spectrometer (iCAP RQ ICP-MS, Thermo Fisher Scientific, USA).
To measure the ESBL E. coli concentrations, aliquots of water (100 ml) were filtered through 0.45-µm membranes, which were then placed onto a chromID ESBL agar plate (bioMérieux, Marcy l’Etoile, France). When we suspected high bacterial concentrations, we only plated 50 ml of water on the selective media. The plates were incubated for 24 h at 37°C. Colonies were counted and classified according to their phenotype. After careful purification steps, each type of colony was identified using a MALDI-TOF MS spectrometer (Microflex 100 LT, Bruker Daltonics GmbH, Bremen, Germany) according to the manufacturer’s recommendations. For each morphotype of E. coli growing on chromID ESBL, the production of ESBL was detected using a synergy test following the recommendations of the Antibiogram Committee of the French Society for Microbiology. We stored the ESBL E. coli isolates in brain heart infusion broth supplemented with 30% glycerol at -80°C until further analysis.
description: Données expérimentales: Les échantillons d'eau ont été prélevés toutes les deux semaines, dans des bouteilles stériles, stockés à 4°C, et analysés pour les concentrations bactériennes et les caractéristiques physico-chimiques dans les 8 h et 24 h suivant le prélèvement, respectivement.
La température de l'eau, le pH, la conductivité électrique, le potentiel redox et la concentration en oxygène ont été mesurés in situ à 10 cm de profondeur à l'aide d'une sonde multiparamètre Odeon (Ponsel Mesure, France). Les concentrations en HCO3- ont été déterminées dans les 6 h suivant l'échantillonnage de l'eau par équilibrage avec de l'acide H2SO4. Pour déterminer les concentrations de carbone organique total et dissous (COT et COD), d'azote total, d'azote dissous, d'ions majeurs et de traces, 500 ml d'eau ont été prélevés et filtrés à travers des filtres en polycarbonate de 0,2 mm et analysés dans les 48 h suivant le prélèvement. Les échantillons ont été conservés à 4°C tout au long du processus. Les concentrations en COT, COD, azote total et azote dissous ont été mesurées à l'aide d'un analyseur COT (Vario TOC Cube, Elementar, Allemagne). Les concentrations de NO3-, NO2-, SO42-, F-, et Cl- ont été mesurées en utilisant un chromatographe ionique (ICS-1000, Dionex, USA). Les concentrations de N-NH4+ ont été mesurées par la méthode du bleu d'indophénol (réaction de Berthelot, Merck Spectroquant, Allemagne). Les concentrations de PO43- ont été mesurées par la méthode de coloration au bleu de molybdène. Les concentrations en As3+, Ca2+, Cd2+, Co2+, Cr3+, Cu2+, Fe2+, K+, Mg2+, Mn2+, Mo2+, Na+, Ni2+, Pb2+, Sb3+, Se2-, Si2+, Sr2+, Ti2+, Tl+ et Zn2+ ont été mesurées à l'aide d'un spectromètre de masse à plasma à couplage inductif (iCAP RQ ICP-MS, Thermo Fisher Scientific, États-Unis).
Pour mesurer les concentrations d'E. coli BLSE, des aliquotes d'eau (100 ml) ont été filtrées à travers des membranes de 0,45-µm, qui ont ensuite été placées sur une plaque de gélose chromID BLSE (bioMérieux, Marcy l'Etoile, France). Lorsque nous avons suspecté des concentrations bactériennes élevées, nous n'avons plaqué que 50 ml d'eau sur les milieux sélectifs. Les plaques ont été incubées pendant 24 h à 37°C. Les colonies ont été comptées et classées en fonction de leur phénotype. Après des étapes de purification minutieuses, chaque type de colonie a été identifié à l'aide d'un spectromètre MALDI-TOF MS (Microflex 100 LT, Bruker Daltonics GmbH, Bremen, Allemagne) conformément aux recommandations du fabricant. Pour chaque morphotype d'E. coli se développant sur le chromID ESBL, la production d'ESBL a été détectée en utilisant un test de synergie suivant les recommandations du Comité des Antibiogrammes de la Société Française de Microbiologie. Nous avons conservé les isolats d'E. coli BLSE dans un bouillon d'infusion cœur-cerveau complété par 30% de glycérol à -80°C jusqu'aux analyses ultérieures.