R.G.
S. BESSON
Beckman Instruments FranceDépartement Process
Le Microtox, appareil basé sur l'utilisation de bactéries luminescentes, permet un contrôle rapide de la présence de produits toxiques dans l'eau. Les bactéries d'origine marine, obtenues dans des conditions bien précises (donc reproductibles), ressemblent aux Photobactérium phosphoreum. Inoffensives pour l'homme, elles sont conservées à l'état lyophilisé entre 3 et 8 °C. Sous cette forme, elles ont une durée de validité d'un an (les différences d'un lyophilisat à un autre, que l'on avait parfois observées dans le passé, provenaient de mauvaises conditions de stockage auxquelles il a été remédié).
Avant les essais, le réactif (bactéries lyophilisées) est reconstitué avec une solution fournie par notre Société. Les échantillons testés sont préparés avec un diluant contenant 22 % de NaCl. L'introduction des échantillons toxiques dans le réactif induit une décroissance de lumière émise par les bactéries. La mesure de la lumière émise est faite par un photomètre très sensible incorporé dans le Microtox.
L'appareil est équipé d'un affichage numérique lisant le pourcentage de la lumière perdue (% Δ). Il a deux sensibilités. Le touret où l'on effectue la mesure dispose d'une régulation de température réglable entre 10 et 25 °C (on travaille normalement à 15 °C). L'incubateur pour 15 cuvettes est également régulé à ± 0,3 °C de la température du touret.
Pour le calcul des EC 50 (« Emission Concentration » : concentration du produit toxique causant une diminution de lumière de 50 %), les renseignements sont exprimés en % Δ ou en Γ.
Γ est le rapport de la lumière perdue et de la lumière restante. La relation entre Γ et la concentration est exprimée par la formule :
Log Γ = s Log C + Log B
La calculatrice programmée, fournie avec l'appareillage, permet d'obtenir directement à partir des résultats expérimentaux, les valeurs de EC 50.
Depuis son introduction l'appareil a été soumis à de nombreux tests, notamment au Centre des Sciences de l'Environnement à Metz, et aux U.S.A. où il est maintenant utilisé en routine par plusieurs laboratoires de contrôle de pollution des eaux (E.P.A.).
L'un de ces laboratoires a procédé à des essais comparatifs sur 63 échantillons testés d'une part avec le Microtox et d'autre part, pendant 96 heures, au moyen de vairons.
Les résultats montrent, pour 84 % des échantillons, une excellente concordance entre les deux tests. La comparaison des autres échantillons fait ressortir soit des valeurs EC 50/LC 50* très voisines, soit des résultats qui ne donnent aucun avantage spécifique à l'une ou l'autre méthode.
Le but poursuivi par une seconde série de tests était d'utiliser le système Microtox comme dégrossissage et non en remplacement du test « poissons ». Dans ces nouvelles conditions, tous les échantillons déclarés toxiques par le test 96 heures furent reconnus toxi-
* LC 50 : « Lethal Concentration » (concentration du toxique diminuant de 50 % la population des organismes vivants utilisés).
ques par le test Microtox. Sur 32 échantillons, celui-ci en révéla 13 comme toxiques, alors que l'autre test les considérait comme non-toxiques. Ce test prudent fait donc apparaître plusieurs faux-toxiques ; une approche plus serrée pourrait être du domaine 1 500/2 000 mg/litre (à déterminer expérimentalement).
Néanmoins, même avec le seuil très sévère qui a été utilisé, la charge de travail pour le test du poisson, long et coûteux, a été divisée par deux.
L'intérêt évident du système Microtox est que le test Microtox demande moins d'une heure, alors que le test « vairons » réclame quatre jours. De plus, la première méthode ne nécessite que quelques millilitres d'échantillon et la possibilité qu'elle offre de retester rapidement un échantillon douteux lui donne un degré de maniabilité qui ne peut être obtenu avec le test « poissons ».
Il est évident que la facilité d'emploi du test permet l'analyse rapide de nombreux échantillons : ainsi, à titre d'exemple, l'étude de la toxicité associée à une décharge abandonnée qui conduit non seulement à classifier les déchets, mais encore à suivre la migration des filtrats dans le sol et les eaux souterraines, est grandement simplifiée par les tests fréquents et rapides qui peuvent ainsi être envisagés.
Le procédé a aussi son utilité dans le contrôle du nettoyage des décharges de produits dangereux, facilité par la portabilité de l'appareillage qui autorise des analyses in situ.
Conclusion
Comme pour tous les tests de toxicité, fondés sur l'évolution de la population d’organismes vivants, il n'est pas possible d'obtenir une corrélation rigoureuse entre deux types de tests (test Microtox et test Daphnie par exemple).
Cependant, compte tenu de la grande rapidité et sensibilité du test Microtox, ce dernier permet une première évaluation de la toxicité. Les échantillons suspects, et seulement ceux-ci, doivent ensuite être analysés par les méthodes classiques si l'utilisateur désire une corrélation rigoureuse.
Cette méthode utilisable sur des eaux de toutes origines, y compris l'eau de mer, présente l'avantage d'être rapide, suffisamment reproductible et beaucoup moins onéreuse que les méthodes actuellement connues utilisant des poissons ou des daphnies.
Bibliographie
1. A practical and reliable method for monitoring the toxicity of aquatic samples process biochemistry, march/april 82. A.A. Bulich.
2. Essais de toxicité sur deux effluents industriels par les tests de la truite arc-en-ciel, du spirillum volutans et le système Microtox. Eau du Québec, Vol. 14, n° 3, août 81. B.J. Dutka et K.K. Kwan.
3. Microtox toxicity test system. E.P.A. Newsletter, 2 (3) : 4.
5. Toxicity of hazardous waste. Beckman application notes M-101, M-102, M-103, M-104, M-105.
Un système nouveau de détermination de la toxicité de produits ou d’effluents par les bactéries marines
Mᵐᵉ Béatrice HERSCHKE
Collaboration technique : M. Dominique LHOTELLIER Rhône-Poulenc Recherches
Limiter la dispersion de toxiques dans l'environnement apparaît aujourd'hui d'une nécessité absolue. Les tests biologiques qui, au contraire des tests chimiques, permettent de détecter dans une eau la présence de toxiques quelle que soit leur nature, se sont particulièrement développés ; ils utilisent comme réactif biologique des animaux ou des plantes.
Cependant ces tests ne sont pas dépourvus d'inconvénients. Ils sont souvent longs et coûteux. Ils impliquent le maintien d'élevages ou de cultures et nécessitent un contact avec l'eau à tester et le réactif biologique d'un à plusieurs jours.
Beckman propose aujourd'hui un réactif biologique qui ne présente pas ces désavantages. Il s'agit de lyophilisats de bactéries marines, toujours identiques à eux-mêmes, disponibles quels que soient les lieux et les moments. Les bactéries, dont la particularité est d'émettre la lumière, recouvrent leur activité quelques minutes après reconstitution dans un liquide approprié. Leur émission lumineuse est réduite en quelques minutes par des toxiques en fonction de leur nature et de leur concentration ; il devient facile de les déceler. Le réactif biologique accompagné de l'appareillage de réalisation des essais porte le nom de Microtox (appareil pour le contrôle de la toxicité de l'eau).