Avant la crise de l'eau de Tolède en 2014, un demi-million d'habitants n'avaient pas accès à l'eau potable pendant trois jours, Les recherches du Dr Jason Huntley à l'Université de Toledo se sont concentrées sur les bactéries qui causent la pneumonie.

Après que la prolifération d'algues nocives ait incité la ville de Tolède à émettre l'avis "Ne pas boire", le microbiologiste a élargi ses projets de recherche pour cibler la microcystine.

"J'habite ici, et j'ai un jeune fils, " dit Huntley, professeur agrégé au Département de microbiologie médicale et d'immunologie de l'UT de la Faculté de médecine et des sciences de la vie. "Je ne veux pas de toxines dans l'eau, et je m'engage à aider l'usine de traitement des eaux à protéger le public. »

Le laboratoire de recherche de Huntley a récemment fait des progrès majeurs dans sa mission de créer un biofiltre qui utilise des bactéries naturelles du lac Érié pour éliminer la microcystine libérée par les proliférations d'algues nocives de l'eau potable, réduire ou éliminer l'utilisation de chlore et d'autres produits chimiques.

« Nous avons identifié des groupes de bactéries dans le lac Érié qui peuvent être utilisés pour purifier naturellement l'eau. À notre connaissance, ces bactéries n'ont pas été utilisées auparavant pour lutter contre les proliférations d'algues nuisibles dans d'autres parties du monde, " a déclaré Huntley.

Les microbiologistes ont réussi à isoler des bactéries du lac Érié qui dégradent la toxine microcystine connue sous le nom de MC-LR, la plus toxique, le plus courant et le plus étroitement lié au cancer du foie et à d'autres maladies, à un taux quotidien pouvant atteindre 19 parties par milliard (ppb).

Les analystes de l'eau et les toxicologues mesurent la microcystine et d'autres contaminants en utilisant la métrique du ppb; un ppb équivaut à une partie sur 1 milliard. Ces chiffres en ppb sont importants pour la santé humaine car l'Environmental Protection Agency des États-Unis recommande aux jeunes enfants de ne pas boire d'eau contenant plus de 0,3 ppb de microcystine et aux adultes de ne pas boire d'eau contenant plus de 1,6 ppb de microcystine.

"Les bactéries que nous avons identifiées peuvent dégrader beaucoup plus de toxines que ce qui a été signalé lors de la crise de l'eau de 2014, " a déclaré Huntley. " Sur la base des niveaux de toxines enregistrés dans le lac Érié ces dernières années, ces taux seraient en mesure d'éliminer efficacement la microcystine des approvisionnements en eau. »

Aucun des 13 isolats bactériens dégradant les microcystines n'a été associé à une maladie humaine, il est donc peu probable que leur utilisation dans les futurs biofiltres purificateurs d'eau soit un problème de santé publique. Les bactéries identifiées comprennent Flectobacillus major, Pseudomonas lutea, Agrobacterium albertimagni, Leadbetterella byssophila, Pseudomonas putida, Flectobacillus major, Pseudomonas hunanensis, Runella slithyformis, Porphyrobacter sp., Pseudomonas parafulva, Sphingobium yanoikuyae, Pseudomonas fluorescens et Sphingobium yanoikuyae.

La recherche est publiée dans le numéro de février du Journal de recherche sur les Grands Lacs .

Chercheurs en Australie, La Chine et d'autres pays ont également identifié des bactéries qui peuvent mâcher et décomposer la microcystine des proliférations d'algues, cependant, Huntley a déclaré que ces types spécifiques de bactéries n'avaient été trouvés dans aucune de ses études sur le lac Érié.

Treize échantillons d'eau utilisés pour l'étude ont été prélevés sur des proliférations d'algues visibles au cours des étés 2014 et 2015 dans le bassin ouest du lac Érié. Les scientifiques ont ajouté du MC-LR à chaque échantillon d'eau tous les trois à quatre jours pendant environ quatre semaines, aux côtés d'un groupe témoin qui n'a pas reçu de MC-LR supplémentaire.

Le laboratoire a utilisé plusieurs approches pour confirmer les résultats de la dégradation des microcystines, dont la spectrométrie de masse et le test ELISA, qui est la méthode standard que les opérateurs d'usines de traitement d'eau utilisent pour mesurer la concentration de microcystine pendant la saison de la prolifération des algues.

Son laboratoire est maintenant en train d'identifier les voies enzymatiques que les bactéries utilisent pour décomposer la microcystine.

Actuellement, les usines municipales de traitement de l'eau éliminent ou dégradent la microcystine à l'aide de méthodes telles que la chloration, ozonation, adsorption et floculation sur charbon actif.

"Ces techniques ne sont pas idéales en raison des coûts élevés, efficacités d'élimination limitées, et ils conduisent à la production de sous-produits nocifs ou de déchets dangereux, " Huntley a déclaré. " Les biofiltres sont une alternative rentable et sûre à l'utilisation de produits chimiques et d'autres pratiques conventionnelles de traitement de l'eau. "

« Nous sommes très enthousiasmés par la recherche et les résultats, " a déclaré Andrew McClure, administrateur de la station de traitement d'eau Collins Park de la ville de Toledo. "Nous avons eu des entretiens préliminaires avec le Dr Huntley sur les moyens de l'implémenter en tant que technique de traitement dans le processus de notre usine."

L'équipe de Huntley développe et teste des biofiltres, des filtres à eau contenant les bactéries spécialisées qui dégradent les toxines de la microcystine de l'eau du lac lorsqu'elle s'écoule à travers le filtre. Huntley détient un brevet provisoire sur cette technologie.

La recherche a été financée par des subventions du Département de l'enseignement supérieur de l'Ohio par le biais de l'Initiative de recherche sur la prolifération des algues nuisibles de l'État, qui se compose de 54 équipes scientifiques dans des universités de l'État à la recherche de solutions pour lutter contre les algues toxiques dans le lac Érié.