Vieux déchets - Des détoxifiants de la décharge
Dübendorf, St. Gallen und Thun, 17.06.2021 - Des bactéries provenant d'une décharge indienne pourraient contribuer à éliminer la contamination chimique. L'accent est mis sur les pesticides tels que le lindane ou les agents ignifuges bromés, qui s'accumulent dans la nature et dans les chaînes alimentaires. Les chercheurs de l'Empa et de l'Eawag ont utilisé des bactéries pour produire des enzymes capables de décomposer ces produits chimiques.
La production de produits chimiques est une activité laborieuse. Souvent, seule une petite partie de ce qui est réellement souhaité est produite dans l'usine. La grande partie restante est inutilisable - ou pire encore. Des exemples ? Le défoliant "Agent Orange", que les États-Unis ont utilisé pendant la guerre du Viêt Nam, a été produit dans l'urgence. Il contenait de la dioxine comme contaminant. En conséquence, non seulement les arbres de la zone de combat ont perdu leur feuillage, mais les soldats américains et les civils vietnamiens sont également tombés malades du cancer des années plus tard.
Il existe également des exemples dans le domaine de l'agriculture : La production de l'insecticide lindane, un hexachlorocyclohexane (HCH), ne produit qu'un maximum de 15 % de la substance souhaitée, tandis que 85 % du bouillon de réaction sont des déchets dangereux. Dans les années 1950, ce mélange toxique était encore pulvérisé dans son intégralité sur les champs et les vergers, après quoi le lindane efficace était séparé et vendu pur, le reste étant déversé dans des décharges. Les produits chimiques y reposent souvent encore aujourd'hui. Le lindane est interdit dans l'UE depuis 2007, et n'est plus utilisé en Suisse depuis un certain temps.
L'agent ignifuge hexabromocyclododécane (HBCD) est également un mélange de plusieurs substances. Inventé dans les années 1970, il est produit à une échelle de plusieurs 10 000 tonnes par an et utilisé dans les panneaux d'isolation en polystyrène pour les façades des maisons, dans les textiles et dans les plastiques pour les appareils électriques. Il est interdit dans le monde entier depuis 2014. En Suisse, le plastique contenant du HBCD n'est pas recyclé, mais doit être détruit dans les installations d'incinération des déchets.
Internationalement interdit
Depuis 2004, la "Convention de Stockholm sur les polluants organiques persistants" réglemente le traitement de ces toxines environnementales à longue durée de vie. La Suisse a ratifié l'accord en 2003, mais toutes ces substances sont déjà présentes dans l'environnement - et finement réparties. L'HBCD est présent dans les boues d'épuration, dans les poissons, dans l'air, l'eau et le sol. En 2004, le WWF a prélevé des échantillons de sang de onze ministres européens de l'environnement et de trois ministres de la santé et a pu détecter du HBCD et du lindane dans le sang de chaque fonctionnaire.
Les bactéries, les sauveurs du sol
La question qui se pose est la suivante : pouvons-nous récupérer ou rendre inoffensifs les déchets chimiques des générations passées ? Heureusement, les scientifiques n'hésitent pas à s'attaquer aux endroits les plus dangereux dans leur recherche de solutions : en 1991, ils ont découvert trois souches de bactéries capables de consommer le lindane et ses frères chimiques inutiles, Sphingobium francense, Sphingobium japonicum et Sphingobium indicum, dans des décharges chimiques en France, au Japon et en Inde presque simultanément. Ces bio-nettoyeurs pourraient-ils aussi digérer l'agent ignifuge HBCD et d'autres toxines ?
Le chimiste de l'Empa Norbert Heeb et le microbiologiste de l'Eawag Hans-Peter Kohler, ainsi que des chercheurs de l'Université des sciences appliquées de Zurich (ZHAW) et de deux instituts indiens, ont mis la question à l'épreuve. Ensemble, ils ont modifié les gènes de la bactérie indienne et produit des enzymes dégradant le HCH sous forme pure. Une enzyme est une molécule de protéine, un biocatalyseur en quelque sorte, avec laquelle les bactéries, mais aussi d'autres cellules vivantes, peuvent construire ou décomposer des substances chimiques. La molécule polluante HCH s'insère dans l'enzyme comme une clé dans une serrure. Puis une partie de la molécule est séparée. Les fragments sont à nouveau libérés, et l'enzyme est alors prête à absorber la molécule polluante suivante.
Les mutations ouvrent des possibilités
Avec Jasmin Hubeli, étudiant de Bachelor, Norbert Heeb a étudié non seulement les variantes d'enzymes présentes dans les décharges, mais aussi une enzyme obtenue à partir d'une souche bactérienne génétiquement modifiée. Ici, les chercheurs ont délibérément élargi le "trou de serrure" pour que les grosses molécules d'HBCD puissent être décomposées plus facilement. Résultat : la modification génétique de la bactérie a effectivement influencé la vitesse à laquelle le polluant était décomposé.
Le chercheur de l'Empa Norbert Heeb est optimiste quant à ces résultats : "Cela signifie que nous avons maintenant une chance d'utiliser des méthodes biologiques pour rendre inoffensives ces toxines à longue durée de vie, qui sont produites par l'homme et distribuées sur de grandes surfaces." Mais il reste encore un long chemin à parcourir. Le principe de verrouillage des enzymes utiles doit encore être approfondi avant que l'on puisse disposer à l'avenir d'enzymes sur mesure pour les toxines chimiques.
Adresse pour l'envoi de questions
Dr. Norbert Heeb, Empa
Advanced Analytical Technologies
Tel. +41 58 765 69 63
Norbert.Heeb@empa.ch
Dr. Hans-Peter Kohler, EAWAG
Environmental Microbiology
HansPeter.Kohler@eawag.ch
Liens
Auteur
Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche
http://www.empa.ch
Eawag: L'Institut de Recherche de l'Eau du Domaine des EPF
http://www.eawag.ch
