Brunissement des eaux nordiques : Implications pour la qualité microbiologique de l’eau potable.

Moisan, Marie-Ange (2022). Brunissement des eaux nordiques : Implications pour la qualité microbiologique de l’eau potable. Mémoire. Québec, Maîtrise en sciences de l'eau, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 127 p.

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Résumé

Le brunissement des eaux de surface dans le Nord est causé par une augmentation des apports de matière organique terrestre dans les écosystèmes aquatiques en raison d’une intensification du cycle hydrologique, des changements de productivité terrestre et du dégel du pergélisol. Le brunissement et le réchauffement des eaux de surface peuvent causer des changements majeurs dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques et pourraient favoriser certains microorganismes dont les cyanobactéries toxiques. Le dégel du pergélisol peut aussi relarguer des microbes et pathogènes du sol dans les écosystèmes aquatiques. Collectivement, ces changements représentent des risques pour la qualité de l’eau potable dans les communautés nordiques. L’objectif de mon projet était d’évaluer les implications du brunissement sur la qualité de l’eau potable en étudiant la composition microbienne le long du système d’approvisionnement en eau potable (de la source au robinet) et sa relation avec la matière organique dissoute (MOD), ainsi que d’étudier expérimentalement l’effet spécifique du brunissement sur les communautés bactériennes d’une source d’eau potable. Nous avons observé que la composition microbienne des sources d’eau potable variait spatialement et temporellement avec les changements de conditions de MOD. De plus, l’expérience a montré l’effet du brunissement sur la composition de la MOD et sur la qualité microbiologique de la source d’eau potable lorsque le pergélisol est impliqué. Nous avons aussi observé une réduction de la diversité bactérienne alpha avec le traitement de l’eau et un changement des communautés bactériennes entre la source et le robinet où des taxa de biofilms ont été identifiés. Les assemblages bactériens des eaux traitées étaient plus hétérogènes que ceux des eaux brutes à travers les 8 régions d’étude, ce qui suggère une hétérogénéité de conditions dans les eaux traitées. Nous avons aussi identifié des séquences d’ADN associées à des genres pathogènes et des cyanobactéries qui pourraient être utilisés comme indicateurs de qualité microbiologique des systèmes d’eau potable nordiques.

Northern water browning is caused by the increasing input of terrestrial organic matter in aquatic ecosystems through hydrological intensification, changes in terrestrial productivity, and permafrost thawing. Browning and warming of surface waters can cause major changes in the functioning of aquatic ecosystems and may favor certain microorganisms such as toxic cyanobacteria. Thawing permafrost may also release microbes and pathogens previously trapped in soils into aquatic ecosystems. Collectively, these changes represent risks for drinking water quality in northern communities. We aimed to evaluate the implications of browning on drinking water quality by assessing the microbial composition along the drinking water supply system (from source to tap) and explore its relationship with dissolved organic matter (DOM). We also aimed to experimentally assess the specific effect of browning on the bacterial community of a northern drinking water source. Our study showed that the bacterial composition of drinking water sources varied spatially and temporally with the change of the environmental conditions, particularly with the DOM composition. The experiment showed that browning modified the DOM and microbiological quality of the drinking water source when permafrost was involved. We also observed a reduction in alpha bacterial diversity with water treatment and a change in bacterial communities between source and tap where biofilm taxa were identified. Moreover, bacterial assemblages of treated waters were more heterogeneous than those of raw waters across the 8 study regions, suggesting heterogeneous conditions in treated waters. We also identified DNA sequences associated with pathogen genera and cyanobacteria that could be used as indicators of microbiological quality in northern drinking water systems.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Comte, Jérôme
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Laurion, Isabelle
Mots-clés libres:	changement climatique; brunissement; écosystèmes aquatiques nordiques; qualité microbiologique de l’eau potable; climate change; browning; northern freshwater ecosystems; microbiological quality of drinking water
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	30 mars 2023 18:54
Dernière modification:	30 mars 2023 18:54
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/13178

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