Bactérie et arsenic - mobilisation et immobilisation

Résumé du document

Les bactéries sont des micro-organismes unicellulaires ne possédant qu'un seul chromosome et dépourvus de membrane nucléaire. Elles ont les propriétés des procaryotes et sont caractérisées par l'existence du peptidoglycane. Ce sont des micro-organismes extrémophiles car elles peuvent vivre dans des conditions extrêmes mais elles sont aussi ubiquitaires, c'est-à-dire qu'elles peuvent être présentes dans une infinité de lieux.

L'arsenic est un élément naturel extrêmement toxique à certaines concentrations mais il est essentiel à la vie. En effet, il a été déterminé une dose comprise entre 10 et 20 μg.jour-1 pour l'homme. Néanmoins, la toxicité aiguë ou chronique de l'arsenic dépend d'une part de la forme chimique sous laquelle il se trouve, et d'autre part de la voie par laquelle il sera absorbé. Les origines de l'arsenic peuvent être très diverses, naturelles ou anthropiques, mais il a été constaté que le plus gros apport d'arsenic est lié au volcanisme avec environ 2 800 à 8 000 tonnes par an.

Ce rapport est divisé en trois parties nous permettant de mieux comprendre la relation étroite qu'il y a entre l'arsenic et les bactéries. La première nous permettra d'appréhender l'arsenic sous toutes ces formes ainsi que ces sources. La deuxième sera essentiellement basée sur les transformations d'origine biologique et chimique de l'arsenic dans la cellule bactérienne. La dernière partie sera consacrée à la défense des bactéries face à l'arsenic et à leurs mécanismes de rejet.

Extraits

[...] On distingue deux types d'adsorption différente en fonction des énergies de liaisons qui sont engagées dans ce phénomène, l'adsorption physique et l'adsorption chimique. Les différentes formes de l'arsenic, organique ou inorganique, peuvent être adsorbées sur des surfaces minérales, donc elles sont immobilisées. (Bisson et al., 2006), dans l'eau, les facteurs physico-chimiques comme le pH, le potentiel d'oxydo-réduction, la température, affectent la capacité d'absorption de l'arsenic sur les sédiments. Dans les eaux naturelles, l'arsenic inorganique est majoritaire. Tandis que dans les eaux bien aérées, ce sont les arséniates, H2AsO4 et HAsO42- , qui sont majoritaires. [...]

[...] 2004), l'oxydation biologique est une méthode utilisant des bactéries aérobies et autotrophes, qui sont capables d'oxyder l'arsénite en arséniate. Ces bactéries se développent en utilisant l'énergie créée lors de l'oxydation de l'arsénite et le CO2 comme source de carbone. Cette population bactérienne supporte des températures entre 15 et 35 et se développe dans un milieu où le pH est compris entre 4 et 8 (Dictor et al. La déferrisation et la démanganisation biologique (Dictor et al. 2004), la déferrisation biologique consiste en l'utilisation de bactéries ferro-oxydantes qui oxydent le fer. [...]

[...] Ces bactéries sont souvent utilisées dans le cas de la potabilisation pour pouvoir éliminer le fer et le manganèse. L'oxydation de l'As III par certaines bactéries est plus rapide que l'oxydation due aux hydroxydes de manganèse. Les procédés d'oxydation biologique de l'As (III) en As sont très efficaces et contribuent à l'élimination de l'arsenic L'oxydation directe 1 Par les bactéries hétérotrophes (Michon Jérôme, 2006), les bactéries hétérotrophes prennent dans le milieu extérieur les substances organiques dont elles ont besoin pour la synthèse de leur matière. [...]

[...] Il se forme aussi pendant cette réaction de biométhylation, de l'arsine de degré d'oxydation nul. La formation de ces quatre composés organiques, qui sont plus toxiques, est intéressante, car les composés obtenus sont plus volatils que les réactifs. Il se forme aussi d'autres composés, par la réduction séquentielle et la méthylation des composés de l'arsenic qui forment de l'acide monométhylarsonique (AMMA et de l'acide diméthylarsinique (ADMA pentavalent, ainsi que de l'acide monométhylarsineux (AMMA et de l'acide diméthylarsineux (ADMA trivalents (NRC des États-Unis, 2001), ( http://www.hc-sc.gc.ca/ewh-semt/pubs/water-eau/arsenic/kinetics- cinetique_f.html). [...]

[...] La première nous permettra d'appréhender l'arsenic sous toutes ces formes ainsi que ces sources. La deuxième sera essentiellement basée sur les transformations d'origine biologique et chimique de l'arsenic dans la cellule bactérienne. La dernière partie sera consacrée à la défense des bactéries face à l'arsenic et à leurs mécanismes de rejet. Généralités sur l'arsenic L'arsenic est un métalloïde, car son électronégativité est trop élevée pour lui donner un caractère métallique, que l'on retrouve dans la croûte terrestre. Il est ubiquiste et chalcophile et en général on le retrouve sous forme de sulfure d'arsenic, d'arséniates ou d'arséniures. [...]