Évaluation du processus de lombricompostage appliqué aux boues d'épuration par le suivi de la qualité du compost et les réponses immunitaires de trois espèces de vers de terre : Eisenia fetida, Eisenia andrei et Dendrobaena Veneta

Assessment of the vermicomposting process applied to sewage sludge by monitoring of the compost quality and immune responses of three earthworm species : Eisenia fetida, Eisenia andrei and Dendrobaena veneta

• Auteur / Autrice : Agnieszka Rorat
• Direction : Franck Vandenbulcke, Malgorzata Kacprzak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 08/12/2015
• Etablissement(s) : Lille 1 en cotutelle avec Politechnika Częstochowska
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement

Mots clés

Mots clés contrôlés

Marqueurs biologiques

Surveillance biologique

Bioaccumulation

Métaux lourds

Teneur en métaux lourds

Boues d'épuration

Immunologie

Vers de terre

Évaluation

Lombricompostage

Mots clés libres

Eisenia

Résumé

Le vermicompostage est une éco-biotechnologie relativement nouvelle qui utilise des vers de terre comme bioréacteurs naturels dans un procéssus de décomposition de la matière organique. En Europe, on utilise trois espèces d’annélides oligochètes : Eisenia fetida, Eisenia andrei et Dendrobaena veneta. Compte tenu des directives de l’Union Européenne portant sur le traitement des déchets, les contenus en métaux lourds, en composés chimiques divers et en microorganismes pathogènes des boues d’épuration ne permettent pas leur valorisation directe en agriculture. La qualité du produit obtenu après vermicompostage peut être évaluée en utilisant des paramètres agronomiques, tandis que des paramètres immunitaires et de défense mesurés chez les vers permettent d’apprécier l’impact des contaminants sur ces organismes du sol. Les objectifs de ce travail étaient: 1) apprécier l'influence des vers de terre sur la qualité du produit final dans le processus de lombricompostage, 2) examiner les mécanismes moléculaires et immunologiques mis en œuvre chez les lombrics au cours du lombricompostage de boues d'épuration urbaines, 3) de développer le compostage combiné au processus de lombricompostage. Les vers de terre utilisés dans les travaux présentés ont été classés en trois espèces grâce à la technique de barcoding moléculaire. Les fluorophores sélectionnés ont été testés comme les biomarqueurs spécifiques à l’espèce. Le contenu en riboflavine, le nombre de coelomocytes (amébocytes/éléocytes) et le niveau d’expression de gènes sélectionnés ont été utilisés comme biomarqueurs de stress permettant la bio-oisurvéillance du processus. La technique appliquée a conduit à évaluer les possibilités de valorisation des boues d'épuration.

Vermicomposting is a relatively new eco-biotechnology using earthworms as natural bioreactors in the process of decomposition of organic matter. Eisenia andrei, Eisenia fetida and Dendrobaena veneta are detrivorous organisms that enhance the decomposition of complex organic compounds and influence circulation of organic matter. This eco-technique is a non-expensive method of biodegradation of organic wastes, inter alia sewage sludge. Due to the high content of various pollutants, including heavy metals, chemicals and pathogenic microorganisms, sewage sludge cannot be directly used in agriculture. The quality of the product can be assessed using agronomic parameters, while immune and defense parameters can be measured as stress biomarkers. Aims of this work were: 1) to determine the influence of earthworms on the quality of the product obtained in vermicomposting process, 2) to investigate the molecular and immunological mechanisms occurring in earthworms during vermicomposting of municipal sewage sludge, 3) to develop the combined composting – vermicomposting process. Earthworms were segragated into three separate groups basing on DNA barcoding and selected fluorophores were tested as non-invasively retrieved biomarkers allowing distinction between morphologically similar composting earthworm species. Riboflavin, coelomocytes (amoebocytes/eleocytes) composition and particular gene expression levels were selected as biomarkers of stress useful in biomonitoring of the vermicomposting process. Applied technique has led to assess the possibilities of valorization of sewage sludge.