Memotec n4
RVISION B
18/07/2007
www.gls.fr Giardia lamblia et Cryptosporidium parvum
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PRSENCE DE GIARDIA LAMBLIA ET CRYPTOSPORIDIUM PARVUM DANS LEAU
Giardia lamblia (G. lamblia) et Cryptosporidium parvum (C. parvum)
sont deux micro-organismes de la famille des protozoaires. Ils sont
naturellement prsents dans les eaux uses et les eaux de surface
sous forme de kystes rsistants, dont la taille varie de 3 6 m pour
C. parvum et de 8 12 m pour G. lamblia. Ces protozoaires flagells
possdent un cycle de vie comprenant plusieurs tapes, passant dune
forme viable, appele trophozote, leur forme rsistante.
Les kystes se forment lorsque les conditions environnementales
sont dfavorables : baisse de temprature, pauvret du milieu
nutritif. La production dune coque leur permet de rsister ces
conditions difficiles, en attendant leur amlioration. Lorsquils se
retrouvent dans un environnement propice (par exemple, dans
lestomac aprs ingestion par voie buccale deau ou daliments
contamins), les kystes sont dbarrasss de leur coque par laction des
sels biliaires. Ils infectent ainsi lorganisme rcepteur et
recommencent un cycle de dveloppement.
chelle : la barre blanche reprsente 10 m.
EFFETS ET NUISANCES
La prsence dans les eaux de ces deux micro-organismes est
dautant plus proccupante quil semble que les seuils dclenchant les
infections sont relativement bas. En ce qui concerne C. parvum, la
DMI50 (Dose Minimale Infectieuse entranant linfection de la moiti
de la population teste) serait de 130 kystes, voire moins dans les
cas de personnes plus fragiles (enfants, personnes ges ou
immuno-dficientes). Cette valeur est mettre en rapport avec les
concentrations gnralement trouves dans les eaux de surface : en
France, la majorit des chantillons deaux brutes montre des
concentrations allant de 0,001 100 kystes de C. parvum par litre.
Une contamination par G. lamblia ou C. parvum peut parfaitement
passer inaperue dans le cas de personnes rsistantes. Les symptmes
dune giardiase ou dune cryptosporidiose consistent en douleurs
abdominales accompagnes de vomissements, de fivre et de diarrhe.
Dans les cas les plus graves, il peut y avoir dshydratation, voire
mort pour des patients atteints du SIDA.
RGLEMENTATION Ni la directive europenne 98/83/CE, ni sa
transposition en droit franais par le dcret n2001-1220, codifi en
2003 dans le code de la sant publique (voir Memotec n12), ne
mentionnent explicitement ces deux micro-organismes dans les
critres de potabilit de leau. Par contre le code de la sant
publique (annexe 13.1) prcise, lorsque leau est dorigine
superficielle ou souterraine influence, quil faut mesurer
systmatiquement le nombre de bactries et de spores
sulfito-rductrices. En cas de prsence dune bactrie ou dun spore
dans 100 ml, une enqute doit tre mene sur la distribution deau pour
sassurer quil ny a aucun danger potentiel pour la sant humaine
rsultant de la prsence de micro-organismes pathognes, par exemple
des cryptosporidium . La surveillance de la turbidit de leau traite
constitue galement un bon indicateur de lefficacit des traitements.
Il est noter que trs peu de rglementations nationales mentionnent
explicitement ces pathognes dans leurs textes. Par contre, la
Grande Bretagne exige le suivi des Cryptosporidum dans les eaux, et
fixe une limite maximale de 1 kyste pour 10 L deau.
Techniques dElimination de G. lamblia et c. parvum
Les principales mthodes dlimination des kystes de G. lamblia et
de C. parvum sont : o la filire physico-chimique de clarification
filtration ; o loxydation chimique au dioxyde de chlore ou lozone ;
o les techniques membranaires de microfiltration ou
dultrafiltration ; o lirradiation UV.
La filire physico-chimique : une multibarrire efficace La filire
coagulation-floculation-dcantation-filtration est value depuis le
dbut des annes 90 afin de quantifier son pouvoir dabattement des
kystes de protozoaires. Les tudes menes sur cette filire permettent
de garantir un abattement de 3 4 log pour chacun des deux
pathognes. Cependant, lAgence de Protection de lEnvironnement
Amricaine (USEPA) prconise la pratique dune enhanced coagulation ,
cest dire un surdosage au niveau de la coagulation, afin damliorer
sensiblement les rendements dlimination.
Loxydation au dioxyde de chlore ou lozone : efficace, mais le
procd nest pas sans inconvnient Pour ce qui est de linactivation
des kystes de protozoaires, le dioxyde de chlore est plus efficace
que le chlore : les concentrations utiliser sont plus faibles et
les temps de contact moindres. Mesure avec le modle mathmatique du
CT (C, concentration rsiduelle en oxydant en mg/l et T, temps de
contact en min.), lefficacit du dioxyde de chlore est environ 10
fois suprieure celle du chlore en ce qui concerne G. lamblia (voir
Memotec nos 14 et 27). Cependant, en raison de la
Photo 1 Source : United States Environmental Protection
Agency
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formation de chlorites (susceptibles dtre cancrignes),
lutilisation du dioxyde de chlore rclame une parfaite matrise des
procds de production de ce ractif. Pour un mme taux dabattement,
les CT dozonation (voir Memotec n29) sont encore plus faibles que
ceux ncessaires avec le dioxyde de chlore. Ces rsultats en font
donc un oxydant de choix, dont lutilisation reste, malgr tout,
encore limite du fait de son cot. En outre, il na aucun pouvoir
rmanent ; afin de limiter toute reviviscence bactrienne dans les
rseaux de distribution, lozonation implique donc la mise en uvre
dun procd de dsinfection supplmentaire, la chloration, pour obtenir
une action ramanente, ce qui ajoute son cot. Une contrainte
supplmentaire vient freiner lutilisation de lozone et du dioxyde de
chlore, savoir quils doivent tre produits sur place. Les techniques
membranaires : une question de cots
tant donn la taille des kystes de protozoaires (entre 3 et 12
m), la microfiltration (MF), dont les seuils de coupure se situent
entre 0,1 et 1 m, constitue une barrire efficace contre le passage
de ces micro-organismes. Ce type de membranes permet dobtenir des
taux dlimination suprieurs 5 log. Par contre, la MF ne permet pas
de remdier tous les problmes microbiologiques, tels que la prsence
dautres micro-organismes de plus petite taille, comme les virus ;
dans ce cas les membranes dUF, dont les seuils de coupure sont
situs entre 0,01 et 0,05 m, se montrent trs efficaces. Il est noter
que pour de petits dbits, il peut tre fait appel des cartouches
consommables de MF aprs traitement de la turbidit, afin de ne pas
les colmater trop rapidement. Finalement, les procds membranaires
constituent la solution idale pour le traitement des eaux
souterraines pouvant tre priodiquement influences par des eaux de
surface, c'est--dire quand leur turbidit dpasse 2 NFU, car ils
traitent simultanment les problmes microbiologiques et de turbidit,
ce qui minimise leur inconvnient majeur, savoir leur cot
dinvestissement. Lirradiation UV : une technique performante
Ce procd consiste en une exposition des micro-organismes en
suspension un rayonnement ultraviolet de longueur donde de 254 nm
(longueur donde efficace pour linactivation des micro-organismes
par destruction de leur ADN). Il met en uvre des lampes vapeur de
mercure (basse pression pour les utilisations en eau potable), dont
la puissance est aujourdhui modulable en fonction du dbit traiter
et de la charge en MES, notamment. Les paramtres de la dsinfection
sont la dose applique, exprime en mJ/cm2, et le temps dexposition
(voir Memotec n28). Les rsultats obtenus, en laboratoire ou pleine
chelle, montrent que le rayonnement UV est un procd considrer pour
llimination des risques relatifs aux kystes de protozoaires,
dautant quil est plus conomiquement intressant que les procds
membranaires, sil ne sagit que de ce seul paramtre corriger.
Comparaison des procds Le tableau 1 rcapitule les niveaux
dabattement attribus aux diffrents procds de traitement pouvant tre
mis en uvre. Il illustre, non seulement la remarquable efficacit
des techniques membranaires, mais aussi celle du concept
multibarrires , alliant des tapes de rtention et de
dsinfection.
TAPES DE TRAITEMENTS PHYSICO-CHIMIQUES
ABATTEMENTS EN CRYPTOSPORIDIUM ET GIARDA
TRAITEMENTS BIOCIDES CT POUR UN ABATTEMENT DE 3 LOG DES
CRYPTOSPORIDIUM ET GIARDIA
Chlore 3 000 Filtration simple 0,5 2 log
Dioxyde de chlore 300 Ozone 30
Coagulation sur filtre 2 3 log
TRAITEMENT PAR RAYONNEMENT
DOSE POUR UN ABATTEMENT DE 3 LOG DES CRYPTOSPORIDIUM ET GIARDIA
Coagulation + floculation + dcantation +
filtration 3 4 log
Microfiltration 0,5 m - Ultrafiltration 5 6 log UV 254 nm 6
mJ/cm-2
Tableau 1
CONCLUSION
Les risques encourus par la prsence de G. lambia et C. parvum
sont ignors en France par le public, alors quils sont trs bien
connus des professionnels de leau et des vtrinaires. Il savre que
de plus en plus de gestionnaires de systmes de
production-distribution deau sont concerns par la contamination de
nappes souterraines influences priodiquement par des eaux de
surface (turbidit > 2 NFU). Sil semble que lensemble des procds
soit efficace pour lutter contre les kystes de protozoaires, il nen
demeure pas moins que certaines questions restent en suspens,
notamment celle concernant lauto-rparation des chanes dADN dans le
cas de lutilisation des UV, et celle de lintgrit des membranes.
Photo 2 - Source : Pall Corporation
