Les scientifiques du NUS ont établi des facteurs environnementaux clés liant l'écologie microbienne à la conception urbaine pour améliorer l'élimination des nutriments et atténuer les proliférations d'algues dans les cours d'eau urbains.

La demande croissante d'approvisionnement en eau dans les villes fortement urbanisées a conduit à un intérêt accru pour le développement de voies navigables respectueuses de l'environnement pour mieux gérer cette ressource. Ces cours d'eau respectueux de l'environnement sont spécialement conçus pour utiliser des micro-organismes naturels (communautés microbiennes) et améliorer leur capacité à fournir d'importants services écologiques (par exemple, nettoyer les cours d'eau). Cependant, les modèles denses d'utilisation des terres et les influences anthropiques affectent l'équilibre écologique naturel de la communauté microbienne et rendent difficile l'utilisation d'approches écologiques pour maintenir la qualité de l'eau dans les cours d'eau urbains. Il est nécessaire de mieux comprendre les interactions complexes entre les communautés microbiennes et leurs environnements urbanisés à différentes échelles, allant des sédiments dans la voie navigable aux grands systèmes de captage et aux réseaux urbains.

L'équipe de recherche dirigée par le Pr SWARUP du Département des sciences biologiques, NUS a découvert que les biofilms sédimentaires dans les cours d'eau sont la principale source de communautés microbiennes qui assurent des fonctions écologiques importantes. Ceux-ci comprennent l'élimination des nutriments en excès et la prévention de la croissance des algues bleu-vert dans les cours d'eau urbains. L'équipe de recherche a également découvert que la présence de certains polluants métalliques (notamment le cuivre et l'aluminium) lorsqu'ils sont présents dans les cours d'eau à de très faibles niveaux (parties par million) peut nuire au fonctionnement écologique de ces communautés microbiennes. En dehors des études de terrain, l'équipe de recherche a également mené des expériences en laboratoire qui imitent les conditions environnementales des cours d'eau pour parvenir à leurs conclusions. Ces découvertes peuvent potentiellement améliorer les services microbiens, qui sont essentiels pour maintenir des cours d'eau respectueux de l'environnement dans des environnements à urbanisation rapide.

Un étudiant diplômé dans l'équipe, M. Aditya BANDLA a déclaré, "Les biofilms sédimentaires dans les cours d'eau urbains sont composés de particules de sable de différentes tailles. Bien que, les particules plus grosses (grossières) et les particules plus petites (fines) existent ensemble dans les habitats sédimentaires, ils hébergent des communautés microbiennes très distinctes."

« Nous avons constaté que différents types de sédiments fournissent différents services écosystémiques par leurs microbiomes respectifs et ces résultats peuvent aider à la surveillance de la santé écologique des voies navigables urbaines. Ce sont les premières étapes vers la formulation de conceptions inspirées de l'écologie des voies navigables de la prochaine génération, " a ajouté le professeur Swarup.

Singapour représente l'une des rares villes au monde à capter activement les eaux pluviales pour augmenter l'approvisionnement en eau douce. Singapour, avec son paysage hautement géré couplé à des pressions urbaines croissantes, représente un modèle idéal pour étudier comment les communautés microbiennes des eaux de surface réagissent à de telles pressions. L'illustration montre les principaux résultats de la recherche pour l'étude des processus induits par le microbiome dans les cours d'eau.