Evaluation des risques sanitaires et écotoxicologiques liés aux effluents hospitaliers

111.1.3. Bactéries coliformes thermotolérantes

Ce terme désigne un groupe de coliformes capables de provoquer la fermentation du lactose à 44-45°C ; ils comprennent le genre Escherichia et, dans une moindre mesure, certaines espèces de Klebsiella, Enterobacter et Citrobacter. Les coliformes thermotolérants autres que la E. coli peuvent aussi se trouver dans des eaux enrichies en matières organiques, comme les effluents industriels ou des produits de décomposition des plantes et du sol.

111.1.4. Streptocoques fécaux

Le terme "streptocoques fécaux" désigne les streptocoques généralement présents dans les fèces de l'homme et des animaux. Tous possèdent l'antigène du groupe D de Lancefield. Du point de vue taxonomique, ils appartiennent aux genres Enterococcus et Streptococcus. Récemment, la taxonomie des entérocoques a été profondément modifiée et la connaissance de l'écologie de nombreuses espèces présente encore des lacunes. Le genre Enterococcus comprend maintenant tous les streptocoques qui se caractérisent par certaines propriétés biochimiques communes et une large tolérance à des conditions de croissance défavorables, notamment les espèces E. avium, E. casseliflavus, E. cecorum, E. aurons, E. faeca/is E. faecium, E. gallinarum, E. hirae, E malodoratus, E. mundtii et E solearus. La plupart de ces espèces sont d'origine fécale et peuvent généralement être considérées en pratique comme des indicateurs spécifiques d'une pollution fécale humaine. Toutefois, on peut aussi les isoler à partir de fèces d'animaux, et certaines espèces et sous-espèces, comme E casseliflavus, E. faecalls var. liquefaciens E. malodoratus et E solearius se rencontrent principalement sur des végétaux (OMS, 1994).

En ce qui concerne le genre Seeptococcus, seuls S. bovin et S. equinus possèdent l'antigène du groupe D et font partie du groupe des streptocoques fécaux. On les trouve principalement dans les excréments d'animaux. Les streptocoques fécaux se multiplient rarement dans l'eau polluée et leur persistance n'est pas supérieure à celle de la E. collet des coliformes.

111.1.5. Clostridia sulfito-réductrices

Ce groupe se compose de microorganismes anaérobies sporigènes, dont le plus caractéristique, Clostneum perfringens (C. welchil est normalement présent dans les fèces, mais en bien moins grand nombre qu'E. coli. Toutefois, ils ne sont pas d'origine exclusivement fécale et leur présence dans l'environnement peut avoir d'autres raisons. Les spores de clostridia peuvent survivre dans l'eau beaucoup plus longtemps que les coliformes et ils résistent à la désinfection.

111.1.6. Coliphages et autres indicateurs de remplacement

Les bactériophages ont été proposés comme indicateurs de la qualité de l'eau en raison de leur similarité avec : les entérovirus humains et de leur facilité de détection dans l'eau. Deux groupes ont été largement étudiés : les coliphages somatiques qui infectent les souches hôtes de la E coli par l'intermédiaire des récepteurs de la paroi cellulaire, et les bactériophages à ARN qui infectent les

souches de la E. coli et de bactéries apparentées par le biais des pili F ou sexuelles. Ni les uns ni les autres ne se rencontrent en grand nombre dans les déjections humaines ou animales fraîches, mais ils sont abondants dans les eaux d'égout.

111.1.7. Les techniques de mesure

Un certain nombre de techniques analytiques a été développé et normalisé pour la caractérisation microbiologique de l'eau. La culture cellulaire est la technique la plus courante pour les examens bactériologiques. L'ensemencement peut se faire sur des milieux liquides ou solides. Sur milieu solide, l'ensemencement se fait par mise en culture d'une membrane ayant servi à filtrer et concentrer un échantillon liquide, par étalement en surface ou par incorporation en gélose. Différents milieux de culture existent pour sélectionner les bactéries pathogènes. L'identification des espèces peut se faire par différents tests immunochimiques. Le dénombrement se fait de manière directe par comptage de colonies formées sur milieu solide (il s'exprime alors en unités formant colonies : UFC) ou par définition du nombre le plus probable (NPP) en milieu liquide. Pour l'application de cette technique, plusieurs dilutions sont réalisées pour chaque échantillon à analyser et pour chaque dilution, plusieurs tubes sont ensemencées (généralement de 3 à 5). La réplication des microorganismes est constatée par la production d'une turbidité, d'un acide ou d'un gaz dans le tube. Le nombre de tubes positifs est alors compté pour chaque dilution et des tables permettent d'estimer le nombre de microorganismes dans l'échantillon original.

Pour les virus, la méthode de culture se fait sur des cellules d'origine humaine ou de cellules provenant de primate. La sélection d'une lignée de cellules doit être spécifique du type de virus étudié. La présence de virus conduit à la destruction des cellules et à l'apparition de plaques ou de zones claires. Le nombre de virus est supposé correspondre au nombre de plaques (le dénombrement est exprimé en UFP : unité formant plaques.

Concernant les protozoaires, une méthode d'analyse a été élaborée pour le Cryptosporidium sur des cellules d'adénocarcinomes. Le processus infectieux est détecté par observation des différentes phases du cycle par immonofluorescence. Un dénombrement par l'approche du NPP est utilisé.

Le tableau 2 fournit la liste des principaux tests normalisés les plus utilisés dans la recherche des marqueurs bactériens et viraux de pollution fécale des eaux.

Tableau 2 : Les principaux tests utilisés dans la microbiologique des effluents

Coli. fécaux (E. coli)	NF T 90-433 microplaque
Strepto. fécaux (Entérocoques)	NF T 90-432 microplaque
Spores de anaérobies sulfito-réductrices	NF T 90-145
Détermination qualitative d'entérovirus, hépatite A Astrovi rus, rotavi rus	PCR & Méthode ELISA

111.1.8. Bactériologie des effluents hospitaliers

Les résultats de travaux réalisés sur la microbiologie des effluents hospitaliers mettent en évidence de façon systématique la présence de germes ayant acquis des caractères de résistance aux antibiotiques et de façon ponctuelle des souches typiquement hospitalières (LEPRAT, 1988). En utilisant des enterocoques, des staphylocoques, des Enterobactériaceae et des bactéries hétérotrophiques comme indicateurs de présence des bactéries multiresistantes dans les biofilms formés dans le réseau d'assainissement hospitaliers, SCHWARTZ et al (2002) ont relevé une importante présence de germes multirésisants aux antibiotiques. Toutes les bactéries isolées étaient résistantes à la tétraciclyne et à l'erythromycine. 39 entérocoques résistantes à la vancomycine ont été relevés. Des niveaux élevés de resistance à l'ampicilline, à l'amoxicilline/acide clavulanique et à la gentamicine ont été enregistrés. Par contre de faibles niveaux de résistance à la ciprofloxacine et à la citromoxazole ont été enregistré. Pseudomonas aeruginosa a été également isolée dans les effluents hospitaliers (TsAl et al, 1998).

D'un point de vue quantitatif, les travaux de caractérisation, effectués en France sur la microbiologie des effluents hospitaliers, révèlent les faibles concentrations de la flore bactérienne, soit une flore totale constante de 3x10⁵ pour 100 mL pour ces rejets (BERNET et FINES, 2000), si on les compare à celle de 10⁸ pour 100 mL (METCALF & EDDY, 1991) généralement présente dans les rejets liquides communaux (LEPRAT, 1988 ; MANsorrE et JUSTIN, 2000 , BERNET et FINES, 2000). Cette observation est probablement due à la présence en concentrations élevées de substances chlorées et autres substances toxiques (LEPRAT, 1988 , MANSOTTE et JUSTIN, 2000).

Des concentrations de 2,05x10⁷, 1,92x10⁷ et 9,10x10⁵ colonies pour 100 mL ont été respectivement décomptés dans les effluents hospitaliers pour les coliformes totaux, la E. coli et les streptocoques fécaux (LASER et al, 1999).

Idebsiella pneumoniae, identifiée comme l'agent étiologique des infections nosocomiales (HIRSCH et al, 1999; BERNET et FINES, 2000), a été isolée des eaux d'une STEP, 90% de la population étudiée restant insensible à l'ampicilline et 6% présentant des formes de multirésistances (STELZER et al, 1985).

Les bactéries ont développé de différents mécanismes pour rendre inefficace les antibiotiques employés contre eux. Les gènes qui codent ces systèmes de défense sont placés dans le chromosome bactérien ou dans les plasmides. Ils sont transmis de génération en génération : c'est le principe du transfert vertical de gènes (SalwAR^-rz et al, 2002). Des éléments génétiques, comme les plasmides, peuvent aussi être échangés parmi les bactéries d'affiliation taxonomique différente, c'est le principe du transfert horizontal de gènes (THOMAZEAU , 1983; DAVISSON, 1999). Le transfert horizontal de gène par conjugaison est commun dans la nature, et dans des systèmes techniques, où la densité de bactéries est haute (MUELA et al, 1994; BARKAY et al., 1995; SCHWARTZ et al, 2002). Des études réalisées sur les mécanismes de traitement STEP montrent que les bactéries présentes apparaissent souvent pluri-résistantes, cet état de fait ne dépendant guère de l'effluent d'entrée (THOMAZEAU, 1983).