Les cyanobactéries 101 Présenté par PÉGEAUX

Stratification dans un lac Rappel : définition Lac oligotrophe pauvre en éléments nutritifs (nitrate, phosphore) Lac eutotrophe Riches en substances nutritives. Stratification dans un lac

Compétition pour l’oxygène Azote Phosphore Eutrophisation Facteur limitant de la croissance Enrichissement en éléments nutritifs qui stimule la croissance des plantes, des ALGUES et des BACTÉRIES Enjeu: Compétition pour l’oxygène Azote Phosphore

Provenance du phosphore et de l’azote Les activités humaines permettent l’accumulation de matières organiques et d’éléments nutritifs Activités agricoles Lessivage de fertilisants Rejet d’eaux usées

Provenance du phosphore Sources humaines Sources naturelles Les engrais utilisés pour les gazons et les plantes en bordure des lacs; Les rejets des installations septiques résidentielles conformes et non conformes ou défectueuses; L’utilisation de savons et détergents non biodégradables et avec phosphate; Actions L’érosion des sols mis à nu et le manque de couvert végétal aux abords des lacs (artificialisation des rives, murs de béton, enrochements, mauvais aménagement des fossés de route); Le surdéveloppement. Certains types de roches qui s’érodent; Les eaux de ruissellement de leur bassin versant; Les déjections animales et la décomposition de la matière organique après la mort des organismes; La libération du phosphore emmagasiné dans les sédiments au fond du lac;

Cyanobactérie Propriétés Procaryote Gram négatif Photosynthétique Près des eucaryotes Gram négatif Photosynthétique Phylum des cyanobacteria Groupe le plus vaste des bactéries photosynthétiques

Cyanobactérie Très tolérantes vis-à-vis de conditions extrêmes Présentes dans presque tous les environnements aquatiques et terrestres. Certaines espèces sont thermophiles Colonisateurs primaires des sols et des surfaces dépourvues de croissance végétale Résistent mieux aux herbicides et à une faible intensité lumineuse Plus de 2000 espèces 300 au Québec Environ 46 espèces produisent des cyanotoxines pouvant tuer le bétail et les autres animaux qui boivent l’eau.

Espèce de cyanobactérie Anacystis, Anabaena Dans les étangs et lacs chauds, riches en aliments Se reproduisent rapidement et forment des fleurs d’eau À leur mort, elles libèrent de grandes quantités de matière organique qui stimulent la croissance des bactéries chimiohétérotrophes qui épuisent ensuite l’oxygène disponible. Elles peuvent causer la mort des poissons et des autres organismes. Fixatrices d’azote dans des conditions aérobies

Espèce de cyanobactérie Oscillatoria Résistante à la pollution Peut fixer l’azote dans des conditions anaérobies Indicateur de pollution d’eau douce Présente lorsqu’il y a une forte concentration en matière organique

Microcystis aeruginosa Toxines plus fréquentes Cause principale d'intoxication chez les animaux et chez les humains qui entrent en contact avec des fleurs d'eau toxiques. Extrêmement stable dans l'eau grâce à leur structure chimique Peut survivre dans les eaux tièdes et froides et de tolérer des changements importants dans la composition chimique de l'eau, notamment le pH. Environ 50 différentes sortes de microcystines. L'une d'entre elles, la microcystine-LR, semble être l'une des plus répandues dans les approvisionnements d'eau du monde entier. 

Présence des cyanobactéries Compétition – concurrencent les algues Les cyanobactéries métabolisent plus rapidement le CO2 ce qui fait augmenter le pH rendant l’environnement moins adapté aux algues eucaryotes. Se développent plus efficacement dans des conditions élevées de pH (8.5 à 9.5) et de température (30 à 35 °C) Beaucoup produisent des hydroxamates qui fixent le fer et rendent cet oligoélément important moins disponible pour les algues eucaryotes Certaines synthétisent des composés odorants affectant la qualité de l’eau de consommation

Fleurs d’eau Production massive de biomasse Exige des conditions eutotrophes Visibles de la surface du milieu aquatique affecté. Apparence diffère selon les conditions environnementales et les espèces de cyanobactéries. Ces fleurs d'eau peuvent ressembler notamment à une soupe au brocoli, à une purée de pois ou à un déversement de peinture (écume).

Toxines Ce potentiel toxique peut se manifester à trois niveaux :  - neurotoxicité (système nerveux) - hépatotoxicité (attaque le foie)  - allergies de contact (irritation de la peau) Les scientifiques de Santé Canada sont plus préoccupés par les hépatotoxines que par les neurotoxines. La présence de ces algues peut amener à restreindre voire à supprimer les activités nautiques.

Persistance d’une année à l’autre - Espèces vieilles (2 millions d’années) Entrent en dormance dans les sédiments (hibernation) Peuvent recoloniser l’année suivante Réinvasion : Vent Oiseaux

Traitement des cyanobactéries Odeurs et goûts importants Nuisance pour certains processus de traitement de l'eau Élimination de cyanotoxines ( 2 choix): Ajouter du charbon actif dans l'eau Bien filtrer à travers un filtre bicouche pour éliminer efficacement les cyanotoxines La combinaison des deux traitements est également une bonne option. À Granby, l’usine de filtration procède aux deux traitements. À éviter Utilisation de substances chimiques ou toute autre méthode de traitement qui détruit les cellules et libère les toxines devrait être évitée (comme bouillir l’eau).

La meilleure façon d'éviter les problèmes associés aux proliférations cyanobactériennes est d'éviter leur formation. Ainsi, diminuer l’apport en phosphore et en azote qui sont les facteurs limitants de la croissance des algues s’avère une solution.

Références FALLU, Marie-Andrée (2008). Cyanobactérie 101, [PPT], présenté au FORUM MAURICIE 2008 SUR LA SANTÉ DES LACS : Agissons contre les algues bleu-vert, Groupe de recherche interuniversaitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL). PRESCOTT, L.M. et al. (2003). Microbiologie, 2e édition, Éditions de Boeck, 1137 p.