Fiche Résumé 09-AEP-06

Certaines algues bleues (cyanobactéries) peuvent avoir une incidence sanitaire importante en raison des toxines qu'elles sont susceptibles de libérer lors de la lyse cellulaire qui peut se produire au cours de la potabilisation de l'eau. Ces toxines sont généralement classées en trois groupes : neurotoxines (affectant le système nerveux), endotoxines (responsable d'allergie de la peau) et hépatotoxines (maladies du foie : hépatites et cancers).

En France, de 2001 à 2007, seule la microcystine-LR était réglementée alors que les autres pays tels que le Canada, le Brésil, l'Australie, la Nouvelle Zélande et les USA ont mis en place des seuils sur les autres toxines (anatoxine cylindrospermopsine, nodularine, saxitoxine…). Ces réglementations étrangères pourraient être reprises dans le futur par la France. D’ailleurs, depuis 2007, la limite de référence de 1 µg/l s’applique non plus à la microcystine-LR mais au total des microcystines.

Aujourd’hui, les méthodes analytiques disponibles concernent la microcystine-LR et la nodularine. Il est donc pertinent d'anticiper l'évolution de la réglementation en disposant de méthodes d’analyses de référence capables d'identifier en cas de crise les principales toxines d'algues (autre que la microcystine-LR) présentes dans la ressource et le long des filières de potabilisation. Cette palette d'outils pourra servir à la gestion des risques associés à la présence de toxines dans l’eau.

La première partie de l'étude a permis d’établir une liste de sept toxines ou familles de toxines considérées comme prioritaires : microcystines, cylindrospermopsine, nodularine, anatoxines, saxitoxines, dermatotoxines et BMAA (béta-méthylaminoalanine, acide aminé récemment découvert dans le cerveau d'un patient canadien décédé de la maladie d'Alzheimer). Puis, des fiches techniques individuelles ont été élaborées ainsi qu’un classement en trois groupes (groupe 1 : toxines d'intérêt principal (microcystines, cylindrospermopsine, anatoxines) ; groupe 2 : toxines d'intérêt intermédiaire (saxitoxine, BMAA, nodularine) ; groupe 3 : toxines d'intérêt moindre (dermatotoxines).

La 2e partie de l’étude a été consacrée à la recherche de six familles de cyanotoxines (microcystines, cylindrospermopsine, nodularine, anatoxines, saxitoxines et BMAA) dans dix ressources différentes utilisées pour la production d’eau potable et sujettes régulièrement à des développements d’algues. Pour cela, divers outils analytiques ont été utilisés : tests rapides immunologiques (bandelettes Flashkit ; bandelettes Microcystins Strip Test ; Elisa), sonde à phycocyanine (pigment spécifique des cyanobactéries), PCR en temps réel (identification des gènes responsables de la production de toxines et permettre une quantification rapide des cyanobactéries aptes à libérer des toxines), HPLC/MS/MS...

Ces différentes méthodes d’analyses se complémentent très bien et peuvent être mises en oeuvre en fonction des objectifs visés et des contraintes locales. Cependant, il n’a pas été possible de les comparer rigoureusement entre elles en raison du faible nombre d’échantillons ayant eu une réponse positive à l’une ou l’autre des méthodes utilisées. Il en ressort toutefois que :
- la sonde phycocyanine est un très bon outil de suivi en continu d’une ressource car elle est bien corrélée à la biomasse des cyanobactéries. Ce résultat permet de proposer une méthodologie de gestion du risque lié aux toxines d’algues émergentes (hors du cadre réglementaire associé aux microcystines) basée sur l’emploi de cette sonde comme outil d’alerte dans la ressource. Le dépassement d’une valeur seuil spécifique à chaque site déclenche une adaptation du traitement (ajout de CAP par exemple), l’identification des cyanobactéries et la mise en oeuvre d’analyses de toxines plus ou moins sophistiquées selon les besoins et les moyens disponibles (Elisa puis HPLC-SM/SM si positif ou HPLC-SM/SM seule). Néanmoins, cette méthodologie élaborée à partir des données de l’étude (sites peu chargés en algues) doit être validée sur des sites plus chargés,
- les kits rapides de type bandelettes ont donné de faux positifs,
- une faible concordance a été observée entre les concentrations mesurées par kits ELISA et par HPLC-MS/MS,
- les méthodes développées par HPLC-MS/MS et PCR sont très sensibles, très sélectives et bien corrélées entre elles (comparaison possible seulement sur microcystines). Toutefois, la PCR doit être améliorée pour générer des résultats quantitatifs en vue d’une utilisation dans le cadre d’un système de gestion du risque.

Les résultats d’analyse ont montré que :
- l’eutrophisation des ressources étudiées est globalement faible (29 % des échantillons ont plus de 2000 cellules/mL de cyanobactéries (5 sites) et seulement 3 % en ont plus de 100 000 cellules/mL (1 site) engendrant un risque “toxines” peu important,
- les microcystines sont présentes dans 34 % des échantillons d’eau brute (4 sites). La concentration maximale observée est de 0,43 µg/L (test ELISA) ce qui ne laisse aucune crainte sur le respect de la recommandation de 1 µg/L dans l’eau traitée,
- la cylindrospermopsine a été retrouvée dans seulement deux échantillons d’eau brute (2 sites) et les autres toxines (anatoxines, nodularine, saxitoxines et BMAA) n’ont jamais été détectées,
- aucune toxine n’a été retrouvée dans l’eau potable malgré la détection de cyanobactéries dans 8 % des échantillons (3 sites).
- toutes les toxines retrouvées dans l’eau brute proviennent, à une exception près, des sites les plus chargés en cyanobactéries.

En terme de traitabilité, la littérature montre qu’une filière conventionnelle de traitement d’eau de surface (clarification + affinage) peut gérer une prolifération d’algues jusqu’à 100 000 cellules/mL. La clarification élimine les toxines intracellulaires ; l’ozonation, l’adsorption ou la chloration finale élimine les toxines libres. Cependant, certaines toxines risquent de traverser la filière (saxitoxines non oxydables à l’ozone ; saxitoxines C1 et C2, microcystines LA, BMAA non adsorbables sur CAG). Les toxines les plus à risque sont donc les saxitoxines C1 et C2 pour lesquelles le seul traitement possible est une chloration finale à pH > 8. Des données supplémentaires restent cependant à recueillir sur la toxicité des sous-produits et l’efficacité des traitements d’affinage sur un mélange de toxines.