Etude de la biodiversité microbienne dans un sol polué par les hydrocarbures

Abstract

Pollution by hydrocarbons constitues a serious treath on algerian soils because of the transport of oil. Polluted soils are full of microorganisms effective to biologic degradation of the pollutant.

Oil is one of the contrary pollutants that disturb the autochthonous flora thereby enable the installation of bacteria, which adapt themselves and use this source of carbon or one of its derivatives. These hydrocarbonoclastic bacteria are microorganisms that typically feed on hydrocarbons.

In order to isolate bacteria showing ability to degrade hydrocarbons were taken soil samples in FEVRIER 2017 at 4 Wilaya.

The culturing on nutrient agar has allowed us to isolate 17 bacteria, 5 of which differentiate with their macroscopic and microscopic characteristics.

5

These 5 isolates are tested for their capacity to degrade crude petroleum on an enrichment cultures on basal mineral salt medium supplemented with 1% as unique carbon and energy source.

preliminary results showed that the polycyclic aromatic hydrocarbon degrading bacteria belong to various Gram - and Gram + groups (75% and 25 % respectively). Gram - bacilli were prevalent (83 %).

Finally the monitoring of the kinetic development in presence of crude oil has shown diauxic growth curves for the 5 bacterial strains.

Key words: hydrocarbonoclast, bacteria, biodegradation, hydrocarbonoclastic, hydrocarbon.

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6

Liste des abréviations

MSM Milieu de Sels Minéraux

HAPs Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques

ONPG NaCl

Orthonitrophénylgalactopyranoside Chlorure de sodium

ADH Arginine Dihydrolase

LDC Lysine Décarboxylase

ODC UFC

Citrate de Simmons Unités Formants Colonies

HC Hydrocarbure

BN Bouillon nutritif

DO Densité optique

GN Gélose nutritive

pH Potentiel d'Hydrogène

C Carbone

S Souche

G Gram

P. Pseudomonas

7

Liste des Tableaux

Tableau 1 : Exemples de durée de demi- vie des HAPs dans le sol. 9

Tableau 2 : Caractéristiques de quatre types de sols étudiés. 35

Tableau 3 : Résultat du potentiel d'hydrogène des sols étudiés. 35

Tableau 4 : Résultat d'analyse d'humidité des sols étudiés. 36

Tableau 5 : Résultat d'analyse de conductivité des sols étudiés. 37

Tableau 6 : Dénombrement sur gélose nutritive pour l'échantillon 3. 39

Tableau 7 : Dénombrement sur gélose nutritive pour l'échantillon 4. 39

Tableau 8 : Dénombrement sur gélose nutritive pour l'échantillon 1. 39

Tableau 9 : Caractères macroscopiques des colonies isolées sur GN. 42

Tableau 10 : Etude microscopique des souches isolées. 42

Tableau 11 : Présence des enzymes respiratoire. 47

Tableau 12 : Résultats des tests biochimiques. 48

8

Liste des figures

Figure 01: Structure chimique des hydrocarbures pétroliers. 3

Figure 02: Représentation schématique d'une pollution pétrolière du sol. 8

Figure 03: Dégradation du pyrène. 17

Figure 04: Dégradation du naphtalène en salicylate par voie intradiol. 18

Figure 05: Site d'échantillonnage de Mascara. 23

Figure 06: Site d'échantillonnage d'Ouargla. 24

Figure 07: Site d'échantillonnage d'Arzew. 24

Figure 08: Site d'échantillonnage de Sfisef. 15

Figure 09: Schéma de l'isolement et de dénombrement des bactéries. 27

Figure 10: Différents échantillons des sols étudiés. 35

37

38

38

Figure 11 : Potentiel d'hydrogène des quatre sols étudies. Figure 12 : Taux d'humidité des quatre sols étudies. Figure 13 : Conductivité électrique des quatre sols étudies.

Figure 14: Dénombrement sur gélose nutritive pour l'échantillon 3. 40

Figure 15: Dénombrement sur gélose nutritive pour l'échantillon 1. 40

Figure 16: Différents aspects des colonies bactériennes obtenus. 44

Figure 17: Différents aspects microscopiques obtenus. 46

Figure 18: Test catalase. 47

Figure 19: Test oxydase. 47

Figure 20: Résultats des tests biochimiques (métabolisme glucidique). 49

Figure 21 : Résultats des tests biochimiques (métabolisme protéique). 50

Figure 22: Résultats des tests biochimiques (King A et B). 50

Figure 23: Zones claires du test de biodégradation. 55

56

57

57

58

58

Figure 24: Cinétique de croissance d'une souche bactérienne (SI) durant la biodégradation du pétrole et du phénol.

Figure 25: Cinétique de croissance d'une souche bactérienne (SL) durant la biodégradation du pétrole et du phénol.

Figure 26: Cinétique de croissance d'une souche bactérienne (SH) durant la biodégradation du pétrole et du phénol.

Figure 27: Cinétique de croissance d'une souche bactérienne (SG) durant la biodégradation du pétrole et du phénol.

Figure 28: Cinétique de croissance d'une souche bactérienne (SJ) durant la biodégradation du pétrole et du phénol.

9

Sommaire

Dédicace.

Remerciements.

Résumé. Abstract.

ÕÎáãáÇ

Liste des tableaux.

Liste des figures.

Liste des abréviations.

Introduction. 1
Partie I : Partie bibliographique

I- Les hydrocarbures dans l'environnement. 2

I-1- Définition. 2

I-2- Nature et origine. 2

I-3- Composition et caractéristiques. 2

I-3-1- Les hydrocarbures aliphatiques. 2

I-3-2- Les hydrocarbures cycliques. 3

I-4- Les types de pétroles. 3

I-5- Les hydrocarbures en Algérie. 4

I-5-1- Historique. 4

I-5-2- Problématique liée aux hydrocarbures pétroliers en Algérie. 4

I-6- Mobilité des hydrocarbures dans l'environnement. 6

I-6-1 Evaporation. 6

I-6-2- Solubilisation. 6

I-6-3- Emulsification. 6

I-6-4- Sédimentation. 7

I-6-5- Photo-oxydation 7

I-6-6- Biodégradation. 8

I-6-7- Pénétration dans la chaîne alimentaire. 9

I-7-

9

10

Conséquences de la pollution de l'environnement par les HAPs. I-7-1- Pollution du sol par les HAPs.

I-7-2- Origines de pollution. 10

I-7-3- Types de polluants. 10

I-7-4- Biodétection de la pollution du sol par les hydrocarbures. 10

I-7-4-1- Quatre types de procédés. 11

I-7-5- Biorémediation. 11

11

12

I-7-5-1- Micro-organismes effectuant la bioremédiation. I-7-5-2- Micro-organismes utilisées.

I-7-5-2-1- Bactéries. 12

I-7-5-2-2- Champignons. 12

I-7-5-2-3- Plantes. 13

I-7-6- Traitement des sols pollués par les HAPs. 13

II- Biodégradation des HAPs. 15

II-1- Types de biodégradation. 16

II-1-1- Biodégradation aérobie. 16

10

II-1-2- Biodégradation anaérobie. 18

II-2- Facteur affectant la biodégradation des HAPs. 18

II-3- Biodégradation du pétrole brut. 20

II-4- Biodégradation par type d'hydrocarbure. 20

II-4-1- Biodégradation des hydrocarbures saturés. 20

II-4-1-1- Voies de dégradation des alcanes linéaires. 20

II-5- Biodégradation oxydative des HAPs par les bactéries. 20

II-6- Microbiologie classique.

21