De nouveaux outils analytiques au service d'une gestion active de la qualité des eaux de baignade : application en eaux douces et marines

New analytical tools for the active management of bathing water quality: application on fresh water and seawater samples

¹ Centre Technique Littoral Lyonnaise des eaux – Technopôle Izarbel, Pavillon Izarbel, 64210 Bidart, France
² Suez Environnement – CIRSEE, 38 rue du président Wilson, 78230 Le Pecq, France

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Résumé

Au regard de la protection sanitaire des baigneurs, des attentes des citoyens et des exigences de la nouvelle directive européenne eaux de baignade 2006/7/CE, il appartient aux pouvoirs publics de mettre en œuvre les moyens nécessaires afin d'atteindre et de maintenir un niveau de qualité de leurs écosystèmes aquatiques compatible avec la baignade. La gestion active de la qualité des eaux de baignade sous-tendue par cette approche passe en premier lieu par la compréhension du fonctionnement du milieu, du système d'assainissement et des autres sources de pollution potentielles, complétée par un suivi analytique réalisé grâce à de nouveaux outils à temps de réponse court.

Les méthodes d'analyses employées dans le cadre du contrôle sanitaire réglementaire des plages nécessitent 2 à 3 jours de délai entre le prélèvement de l'échantillon et la transmission de l'information à la collectivité. De nouvelles méthodes ont été développées pour mesurer plus rapidement les indicateurs fécaux (E. coli et entérocoques). Ainsi, la mesure fluorimétrique de l'activité β-D-glucuronidase (spécifique à E. coli) basée sur l'hydrolyse du 4 methylumbelliferyl-β-D-glucuronide a été décrite pour être capable d'estimer en moins d'une heure la concentration en E. coli dans des échantillons d'eau.

Dans cette étude, nous avons développé un protocole similaire pour l'évaluation des entérocoques, basé sur l'hydrolyse du 4-methylumbelliferyl-β-D-glucoside et la détermination de l'activité β-D-glucosidase spécifique aux principales espèces d'entérocoques (Enterococcus faecium, E. faecalis, E. durans et E. hirae). L'objectif de cette étude était d'évaluer la capacité de ces deux méthodes à estimer rapidement la qualité des eaux de baignade. Cinq cents échantillons provenant de différents sites côtiers (côte atlantique française) et d'eau douce ont été analysés par les méthodes enzymatiques. Au regard des critères microbiologiques de la réglementation actuelle 76/160/CEE, les résultats obtenus par la mesure de l'activité β D-glucuronidase sont conformes pour plus de 90 % des échantillons analysés à ceux estimés par la méthode standard (ISO 9308-3). De plus, pour moins de 1 % d'échantillons, le niveau de qualité en E. coli peut être sous-estimé (en dessous de la valeur limite impérative de 2000 MPN.100 mL^-1) contrairement à la méthode de référence. Les résultats de cette étude ont confirmé les potentialités des méthodes enzymatiques rapides qui peuvent être aussi bien appliquées pour la détection d'E. coli et des entérocoques, mais aussi leurs limites, en particulier dans le cadre de l'application de la directive 2006/7/CE. L'utilisation de ces techniques rapides constituent une condition indispensable à une gestion active de la qualité des eaux de baignade, mais le choix de la méthode nécessite de bien connaître le milieu faisant l'objet de la surveillance.

Abstract

The quality of waters in recreational areas is a subject of special interest during the summer season. Directive 2006/7/EC requires Member States to draw up a management plan for each site to minimise risks to bathers, based on an assessment of the sources of contamination that are likely to affect it. By using new rapid analytical tools, critical control points can be monitored to provide information so that management actions can have an impact on the exposure risk.

New methods have been developed to measure fecal indicators (i.e. E. coli and Enterococci) more rapidly: the fluorimetric measure of the β-D-glucuronidase activity based on the hydrolysis of the 4-methylumbelliferyl-β-D-glucuronide substrate was described to be able to estimate in less one hour the concentration of E. coli in water samples.

In this study, we developed a similar protocol for the assessment of Enterococci, based on the hydrolysis of 4-methylumbelliferyl-β-D-glucopyranoside and the determination of the β-D-glucosidase activity specific to the main species of Enterococci (Enterococcus faecium, E. faecalis, E. durans and E. hirae). The aim of this study was to evaluate the capacity of these both methods to be used for the rapid assessment of bathing water quality. Up to 500 samples from two different coastal sites (French Atlantic coast) and freshwater were respectively analysed by the enzymatical methods.

With regard to the microbiological criteria of the current regulation 76/160/EEC, the results obtained with the fluorimetric method compared with the standard method (ISO 9308-3) are congruent in more than 90% of analysed samples and in less than 1% of samples, the E. coli level are over-estimated (below the imperative limit value of 2000 MPN.100 mL^-1). But when considering the future application of the 2006/7/EC directive, the rates of congruency decrease around 80% (for both E. coli and Enterococci criteria) due to the lower limit values defined in the new regulation. This study showed that other alternative approaches (such as those based on molecular biology and quantitative PCR) must be investigated for the monitoring of bathing water quality.