Dynamique de la communauté microbienne sulfato-réductrice d'un drainage minier acide riche an arsenic : (Carnoulès, France)

Dynamics of the sulfate-reducing microbial community in an arsenic contaminated acid mine drainage (Carnoules, France).

• Auteur / Autrice : Ludovic Giloteaux
• Direction : Robert Duran
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactéries sulfato-réductrices

Génétique bactérienne

Écologie microbienne

Exhaure

Arsenic -- Composés

Diversité microbienne

Résumé

Le phénomène de Drainage Minier Acide (DMA) se produit lorsque des minéraux sulfurés sont exposés à l’air et à l’eau. Ils vont être oxydés entraînant l’acidification des eaux, le relargage de sulfates et la lixiviation de métaux/métalloïdes associés. La production biologique d’H2S par les bactéries sulfato-réductrices (BSR) et la coprécipitation de métaux/métalloïdes sous forme de sulfures métalliques étant des solutions envisagées dans les systèmes de bioréhabilitation, il s’agit de mieux comprendre le rôle des BSR dans le fonctionnement des DMA. Ce travail de recherche visait à étudier la diversité des BSR au sein du DMA de la mine de Carnoulès, contaminée en arsenic, de caractériser leur dynamique spatio-temporelle et de comprendre leur rôle dans les biotransformations de l’arsenic. La mise au point d’une méthode de PCR nichée des gènes codant pour la sulfite-réductase dissimilatrice (dsrAB) a permis la détection des BSR au sein de cet environnement. L’outil développé a servi à étudier la dynamique de la communauté le long du DMA en combinant des approches moléculaires et de corréler leur distribution en fonction des variations physico-chimiques de l’écosystème. L’ensemble de ces travaux a notamment permis de mettre en évidence l’influence du pH, du fer et des formes de l’arsenic sur la dynamique des BSR. Une approche culturale a permis d’établir leur rôle potentiel dans la mobilisation des contaminants. Ainsi, une souche appartenant à une espèce non décrite auparavant a été isolée. La capacité de la souche isolée à croître à des conditions acides et à des concentrations élevées en arsenic ont permis de mieux comprendre le rôle des BSR dans les environnements miniers.

Identified as one of the major problems of the world mining industry, Acid Mine Drainage (AMD) occurs when sulfur containing minerals are exposed to air and water by the process of mining extraction. Their oxidization leads to the acidification of waters, releasing of high quantities of sulfates and leaching of associated metals/metalloids such as arsenic. Because sulfate-reducing bacteria (SRB) are able to produce H2S, it is of growing interest in bioremediation systems since metals/metalloids coprecipitate in the form of metallic sulfides. It seems essential to understand the role of the SRB in the AMD functioning. This research work aimed at study the diversity of SRB in the AMD of the former Carnoulès AMD contaminated by arsenic, to characterize their spatio-temporal dynamics and to better understand their role in the bioprocessings of arsenic. The development of a nested PCR method on the dissimilatory sulfite-reductase encoding genes (dsrAB) allowed detecting SRB within this environment. This developed tool, served for studying the dynamics of the community along the AMD by combining molecular approaches and to correlate the SRB distribution according to the physico-chemical variations prevailing in the ecosystem. All these works highlighted the influence of pH, iron and arsenic forms on the SRB dynamics. Afterward, a complementary cultivation approach has been applied to study the SRB mobilization of contaminants. A new SRB strain has been isolated from Carnoulès sediments, representing a new species. The capacity of the strain to grow in acid conditions and at high arsenic concentrations allowed to better understanding the role of the SRB in mining environments.