Soutenance mémoire
Evaluation de la résistance au chrome et aux autres métaux
Etude de la réduction du Cr(VI) et de la croissance
L’étude de la croissance et de la réduction du Cr(VI) par les deux isolats est réalisée en utilisant deux milieux de culture, selon l’expérience : le milieu riche LB liquide et le milieu M63 (voir annexe). Cette étude est réalisée dans le but d’optimiser les conditions de croissance et de réduction du Cr(VI) par les isolats bactériens (pH du milieu, température, donneurs et accepteurs d’électrons).
PH du milieu
Afin d’étudier le profil de croissance et le taux de la réduction de Cr (VI) dans des conditionsalcalines et acides, les cultures ont été cultivées à différents niveaux de pH de 4 à 9 dans le milieu LB. Le pH du milieu est ajusté avec NaOH ou HCl.
Le Cr(VI) est ajouté au milieu sous forme de solution de bichromate de potassium à une concentration de 100 mg/L. Le milieu est ensemencé avec 100 µl de culture bactérienne liquide (DO= 1,4- 1.9) des souches étudiées. Les erlenmeyers sont incubés à 30°C sous agitation (125 rpm). Pour chaque pH un témoin abiotique, non ensemencé, est préparé afin d’évaluer la réduction
du Cr(VI) par les constituants du milieu. Le Cr(VI) restant dans le milieu est dosé par la méthode spectrophotométrique au diphénylcarbazide (DPC) (Philip et al., 1998 ; Shashidhar et al., 2006). 200µl de l’échantillon sont additionnés de 200µl du DPC et 330µl d’H2SO4, le volume est complété à 10 ml avec de l’eau distillée. Le dosage se fait grâce à une réaction colorimétrique avec le DPC qui donne en milieu acide avec l’ion chromique une coloration violette. Ce mélange réactionnel a un maximum d’absorption à 540 nm. La croissance cellulaire est estimée par mesure de l’absorbance à 600 nm.
Température
Différentes températures 25, 30, 37, 40 et 45 C° sont testées sur la croissance et la réduction du Cr(VI) par les isolats bactériens en utilisant le milieu LB additionné de 100 mg/L de Cr(VI) ajusté au pH optimal obtenu pour chaque souche. L’ensemencement des milieux, les conditions de culture et le dosage du Cr(VI) sont réalisés comme décrit précédemment (III.1).
Donneurs d’électrons
Bien que les bactéries réductrices de Cr(VI) puissent utiliser une variété de composés organiques comme donneurs d’électrons pour assurer cette réduction, nous avons testé un certain nombre de ces donneurs d’électrons pour déterminer quel est le meilleur pour nos souches pour avoir une réduction maximale.
Le milieu de culture utilisé pour tester l’effet des donneurs d’électrons sur la croissance et la réduction de chrome par les bactéries est le milieu minimum M63 (annexe). Les donneurs d’électrons testés sont : le glucose, le fructose, le glycérol, l’acétate de potassium, le citrate de sodium, le NADPH, le tryptophane et l’acide benzoïque. Les solutions mères des différents donneurs d’électrons sont stérilisées par filtration et additionnées au milieu pour avoir des concentrations de 10 mM.
Accepteurs d’électrons
Afin d’étudier le phénomène de réduction du Cr(VI) par les isolats, il était intéressant de connaitre si d’autres accepteurs d’électrons souvent présents dans les sites contaminés peuvent entrer en compétition avec le Cr(VI) qui agit entant qu’accepteur d’électrons au cours de sa réduction en Cr(III). Pour tester l’effet des accepteurs d’électrons sur la réduction le milieu utilisé est le milieu LB
et les accepteurs d’électrons testés sont : sulfate de sodium, carbonate de sodium, l’hydrogénophosphate de sodium, nitrate d’ammonium, oxyde de fer(III) et le Chlorure de calcium.
Les solutions mères des différents accepteurs d’électrons sont stérilisées par filtration et additionnés au milieu pour avoir une concentration de 20 mM.
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Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Techniques de traitement des sites pollués par le chrome |
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Table des matières
Introduction
Chapitre I : Revue bibliographique
I. Chrome
1. Propriétés du chrome
1.1. propriété physiqyes
1.2. Propriétés chimiques
1.2.1. Etats d’oxydation
1.2.2 .Spéciation
2. Réactions du chrome
2.1. Chrome hexavalent
2.2. Chrome trivalent
II. Chrome dans l’environnement
1. Dans le sol
2. Dans l’atmosphère
4. Normes
III. Besoins et toxicité du chrome
1. Besoins essentiels
2. Toxicité du chrome
2.1. Chez l’homme et les animaux
2.2. Chez les végétaux
2.3. Chez les microorganismes
IV. Techniques de traitement des sites pollués par le chrome
1. Traitements physico-chimiques
1.1. Extraction du chrome
1.2. Immobilisation du chrome
1.2.1 .Stabilisation
1.2.2 .Atténuation naturelle
2. Techniques biologiques
2.1. Bioremédiation
2.1.1. Bioaugmentation
2.1.2. Biofiltration
2.1.3. Biostimulation
2.1.4. Biolixiviation
2.2. Phytoremédiation
V. Resistance microbienne au chrome et mécanismes de réduction
1. Résistance au chrome
1.1. Mutation du système de transport du sulfate
1.2. Système d’efflux : la protéine ChrA
2. Réduction du Cr(VI) par les bactéries
Chapitre II : Matériel et Méthodes
I. Isolats bactériens
II. Evaluation de la résistance au chrome et aux autres métaux
III. Etude de la réduction du Cr(VI) et de la croissance
1. pH du milieu
2. Température
3. Donneurs d’électrons
4. Accepteurs d’électrons
IV. Etude de la réduction du Cr(VI) par les cellules immobilisée
1. Préparation des cellules immobilisées
1.1. Préparation de la suspension bactérienne
1.2. Préparation de la solution d’alginate
1.3. Réalisation Caviar
2. Etude de la réduction par les cellules immobilisées en comparaison avec les cellules libres.
3. Etude de la réduction d’une répétition de 100 mg/L par les cellules immobilisées
V. Etude de la réduction du chrome en microcosme de sol
1. Microcosme dans les boites de Petri
2. Microcosme en pots (sous serre)
VI. Lixiviation de sol
1. Lixiviation en batch
1.1. Par les cellules libres et immobilisées
1.2. Par les cellules libres en présence du Cr (VI), du Cu et du Zn
2. Lixiviation sur colonnes de sol
VII. Traitement des effluents
1. Site de prélèvement
2. Échantillonnage
3. Traitement
4.Dosage des paramètres de pollution
4.1. Cr (VI)
4.2.Sulfates
4.3. Orthophosphates
4.3. Oxydabilité au permanganate de potassium
5. Test de toxicité de l’effluent traité
Chapitre III : Résultats et Discussions
I. Evaluation de la résistance au chrome et aux autres métaux
II. Optimisation des conditions de croissance et de réductions du Cr(VI)
1. Effet du pH
2. Effet de la température
3. Effet des donneurs d’électrons
4. Effet des accepteurs d’électrons
III. Réduction du chrome par les cellules immobilisées et les cellules libres
1. Comparaison entre les cellules libres et les cellules immobilisées
2. Réduction du Cr(VI) par les cellules immobilisées en milieu renouvelé et non renouvelé
IV. Réduction du chrome dans un microcosme de sol
1. Microcosme dans les boites de Petri
1.1. Croissance des plantes
1.2. Cr(VI) soluble dans le sol
2. Microcosme en pots (sous serre)
V. Lixiviation de sol
1. Lixiviation en batch
1.1. Par les cellules libres et immobilisées
1.2. Par les cellules libres en présence du Cr(VI), Cu et du Zn
2. En colonne
3. Traitement des effluents
3.1. Evolution des paramètres de pollution
3.2 Effet de l’effluent traité sur la croissance des plantes
Conclusion 5
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