3D-MICROPOL

Biodégradation de micropolluants dans les nappes aquifères : couplage d’approches de géochimie isotopique et de génomique microbienne



Résumé
Le projet 3D-MlCROPOL vise à développer et améliorer l’interprétation des processus de transport et de biodégradation des micropolluants dans les aquiféres. Pour cela, nous combinons des méthodes de biogéochimie isotopique, d’hydrogéologie quantitative, de microbiologie et de génomique environnementales, afin de caractériser par analyse isotopique multi-éléments (?13C, ?15N, ?37Cl et ?34S), l’hydro-biogéochimie des aquiféres, des processus de dégradation de micropolluants-clés, seuls ou en mélange, et des taxa microbiens associés à la biotransformation. M. A. BORRECA a été recruté comme doctorant du projet 3D-MICROPOL en octobre 2020. Cette thèse est co-dirigée par G. Imfeld (INSU) et S. Vuilleumier (INSB) et s’effectue dans les deux laboratoires. Des incubations en microcosmes, en batch, sont en préparation afin d’optimiser les conditions d’étude de dégradation microbienne des polluants (concentration des micropolluants, durée des expériences), et à l’interface eau-sédiment en conditions oxiques et anoxiques. En 2021, l'ADN total et l’ADN marqué au 13C seront extraits à différents temps afin de caractériser les communautés microbiennes correspondantes. Depuis janvier 2020, deux aquifères de laboratoire (1500×700×50 mm) remplis de sable quartzique stérile ont également été mis en œuvre et suivis en paralléle (duplicatas). En 2021, nous prévoyons un séquençage global en fonction des résultats des analyses isotopiques et biogéochimiques, en vue de l’analyse bioinformatique des données de séquences obtenues, ainsi que des analyses statistiques et de corrélations avec les données analytiques et isotopiques. Le développement du schéma conceptuel, le formalisme mathématique pour la quantification des processus individuels de transport et de dissipation des micropolluants, et leur intégration par phase et en sous-compartiments régis par des réactions biogéochimiques distinctes a été initié en 2020. Les résultats obtenus seront confrontés avec les observations in situ d’aquifères contaminés, et mis en lien avec les besoins actuels des gestionnaires de ressources en eau (APRONA, nappe d’Alsace).

Mots-clés
Diversité microbienne taxonomique et fonctionnelle, Chimie isotopique, Aquifère, Micropolluants, Réponse ecotoxicologique

Partenaires du projet

INSU
IMFELD Gwenaël
(UMR7517) Strasbourg France
INSB
Vuilleumier Stéphane
Adaptations et Interactions Microbiennes dans l'Environnement (AIME) (UMR7156) France
Aquifère de laboratoire (1500×700×50 mm) pour l'étude du transport réactif de micropolluants dans les eaux souterraines. Les échantillons peuvent être prélevés le long du système par des valves d'échantillonnage. Crédit :  ITES (UMR7063) 
Crédit photo : Aquifère de laboratoire (1500×700×50 mm) pour l'étude du transport réactif de micropolluants dans les eaux souterraines. Les échantillons peuvent être prélevés le long du système par des valves d'échantillonnage. Crédit :  ITES (UMR7063)