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Diversité bactérienne d'un biofilm impliqué dans la biodégradation du thiocyanate et cyanate

Bougie, Véronique (2011). Diversité bactérienne d'un biofilm impliqué dans la biodégradation du thiocyanate et cyanate Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 97 p.

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Résumé

La mine d'or principale d'Agnico Eagle, la mine Laronde, située à Cadillac, Québec, produit 7 300 tonnes de minerais par jour et utilise des solutions concentrées de cyanure pour extraire l'or de la roche broyée. L'eau usée résultante doit subir des traitements chimiques et biologiques avant d'être rejetée dans la rivière afin de respecter les normes environnementales. Le cyanure est détruit à l'aide d'un traitement aux peroxydes et l'eau résiduelle contenant du thiocyanate, cyanate et de l'ammoniac est acheminée à une usine de traitement final des eaux (UTFE). Cette usine est constituée de quatre séries de quatre biodisques ayant une biomasse bactérienne diversifiée qui s'y développe à la surface (biofilm). La biomasse trouvée sur le premier biodisques consomme le thiocyanate et le cyanate comme source d'énergie, de carbone ou d'azote et le transforme en dioxyde de carbone, sulfate et ammoniac. L'ammoniac est ensuite transformé en nitrates lors de la nitrification ayant lieu dans les trois derniers biodisques de la série. Malgré le fait qu'il fut démontré à plusieurs reprises que certains microorganismes peuvent dégrader le thiocyanate et cyanate et le bioprocédé mis en place à la mine Laronde fut prouvé efficace, le procédé eu occasionnellement des baisses de performances inexpliquées. Un exemple fut les concentrations élevées d'ammoniac résultant à des pertes de performance du système. Il y aurait donc plusieurs avenues à explorer pour but d'optimiser le procédé telles que l'installation d'un système de dénitrification en tête du traitement. Par l'entremise d'une collaboration des employés de I'UTFE et Pierre Juteau de I'INRS-Institut Armand Frappier, l'objectif général de ce projet est d'optimiser et de mieux comprendre le processus biologique de la dégradation des composés chimiques dans l'effluent minier de la mine Laronde. La contribution du laboratoire de Dr Juteau était d'évaluer la capacité d'une technologie alternative (Moving Bed Biofilm Reoctor [MBBR]) à dégrader le thiocyanate, cyanate et ammoniac présent dans l'effluent. Les objectifs spécifiques de ce projet étaient les suivants. En premier lieu, il y a eu l'évaluation de la diversité bactérienne dans les biofilms situés sur les biodisques de l'usine du traitement final des eaux par des techniques de biologie moléculaire. Le second objectif était de déterminer si la dégradation du thiocyanate et du cyanate était principalement due à l'activité d'une population autotrophe ou hétérotrophe. Finalement, à la suite de la mise au point des MBBRs dans le laboratoire de Pierre Juteau, nous avons déterminé la diversité bactérienne dans ceux-ci. Dans le premier objectif, nous avons comparé les diversités des différentes microflores bactériennes présentes dans chacun des biofilms des biodisques. La majorité des bactéries présentes dans le biodisques dégradant le thiocyanate et le cyanate appartenaient au genre Thiobacillus. La diversité bactérienne des trois biodisques impliqués dans la nitrification a permis de noter le changement de la biodiversité avec le changement du genre de nutriment accessible aux bactéries et l'apparition de bactéries nitritantes et nitratantes. Au second objectif, nous avons pu conclure la présence d'une population bactérienne mixte composée à la fois de bactéries autotrophes et hétérotrophes. En utilisant la méthode du PCR-DGGE à une seconde reprise, le laboratoire a noté la diversité bactérienne présente sur les supports présents dans les MBBRs à l'échelle de laboratoire de I'INRS­ Institut Armand Frappier. Tous les échantillons obtenus ont démontré une forte similarité de la flore bactérienne avec des dominances sporadiques démontrées par les intensités des bandes sur les résultats DGGE. Ceci laisse supposer qu'au contraire des biodisques, la microflore présente sur les supports avait tendance à se maintenir dans tous les réacteurs. À partir de génothèque des gènes de I'ARN ribosomal (ARNr} 165 et le séquençage de clones représentatifs, cela a permis de déterminer la présence de bactéries affiliées au genre Thiobacil/us; ce genre représentant encore une dominance chez les bactéries dans les biodisques servant à la dégradation du thiocyanate et cyanate. Les derniers biodisques servant à la nitrification ont permis de noter un changement de la biodiversité avec le changement du type de nutriment accessible aux bactéries (apparition de bactéries nitritantes et nitratantes). Par contre, contrairement aux biodisques, le genre Thiobacil/us fut présent dans tous les réacteurs.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Villemur, Richard
Co-directeurs de mémoire/thèse: Juteau, Pierre
Mots-clés libres: bacterie ; traitement ; biodisque ; thiobacillus ; bioreacteur
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 10 nov. 2015 14:28
Dernière modification: 10 nov. 2015 14:28
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/149

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