Développement d'une approche intégrée pour l'élimination enzymatique de contaminants émergents présents dans les eaux usées et les biosolides municipaux

开发消除污染物酶的综合方法，在用水和市政生物固体中出现

• 批准号: RGPIN-2014-05668
• 负责人: Cabana, Hubert
• 金额: $ 1.46万
• 依托单位: Université de Sherbrooke
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2016-01-01 至 2017-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=611774
• 关键词: veloppement; une; approche; int; gr

Actuellement, les usines de traitement des eaux usées municipales ne sont pas conçues pour éliminer les contaminants d’intérêt émergent (CIE), tels que les perturbateurs endocriniens et les produits pharmaceutiques et leurs dérivés. Ces contaminants se retrouvent dans l’environnement essentiellement à partir des effluents et des biosolides des stations d’épuration des eaux usées municipales. Ces CIE présentent des effets néfastes sur les organismes vivants (ex. changements hormonaux, augmentation de la résistance bactérienne) et ce, même s’ils se retrouvent à de faibles concentrations dans l’environnement (< µg/l). Devant cet état de fait, il s’avère essentiel de développer des méthodes novatrices d’élimination de ces contaminants présents dans les eaux usées municipales et les biosolides. Pour ce faire, le développement de bioprocédés voués à l’élimination de nombreux CIE par l’action d’enzymes oxydatives s’avère prometteur. Particulièrement, les enzymes lignolytiques (LME, ex. laccases et peroxydases) sécrétées par des champignons lignivores (WRF) s’avèrent extrêmement efficace pour éliminer un bon nombre de CIE. Malgré le fort potentiel de ces enzymes pour le développement de procédé d’élimination de CIE, de nombreuses avancées doivent être réalisées avant de pouvoir implanter ces technologies. Ce programme de recherche a comme objectif de développer une approche intégrée permettant l’oxydation de CIE présents dans les biosolides et les eaux usées municipales par des LME. Pour ce faire, il produira des LME à partir de fermentations de WRF utilisant les biosolides comme milieu de culture tout en éliminant des CIE qu’ils contiennent, il développera des biocatalyseurs insolubles versatiles constitués de différentes enzymes complémentaires, il étendra le spectre des CIE pouvant être transformés par les LME et il développera un bioréacteur enzymatique membranaire pour l’élimination des CIE dans les eaux usées. Concrètement, ce programme de recherche s’articule autour de 4 axes interreliés : 1) la production de LME via la fermentation de champignons lignivores en utilisant des biosolides municipaux comme milieux de culture; 2) l’élimination de CIE ciblés; 3) la formation de biocatalyseurs insolubles et versatiles constitués de différentes enzymes d’intérêt; 4) le développement d’un bioréacteur enzymatique membranaire. Les résultats de mes recherches apporteront une contribution originale portant sur le développement de technologies enzymatiques pour l’élimination de CIE présents dans les eaux usées et les biosolides. Ils permettront le développement d’une approche technologique globale permettant ultimement, à la fois, de traiter les eaux usées à l’aide d’un bioprocédé membranaire à base de LME et de produire ces enzymes par fermentation fongique de biosolides municipaux ce qui permettra de façon concomitante d’éliminer des CIE adsorbés dans ces déchets. Ce développement de biotechnologies environnementales basées sur l’utilisation de LME représente une approche technologique à fort potentiel pour l’élimination des CIE et, par extension, pour le maintien d’un environnement de qualité. Ainsi, il permettra de répondre aux craintes grandissantes de la population québécoise et canadienne à l’égard de la présence de CIE dans l’environnement.

实际上，处理饮用水的使用并不意味着要消除内分泌干扰物和药物产品及污染物。这些污染物返回到废水和生物固体的主要净化站，Ces CIE presentent des effets néfastes sur les organismes vivants（ex.细菌耐药性的增加）等，甚至可追溯到细菌中的不稳定浓度（< µg/l）。在这种情况下，il s 'avère essentiel de désperper des methodes novatrices d' élimination de ces contaminants presents dans les eaux usées australes et les biosolides. 为了做到这一点，生物过程的发展需要通过酶的氧化作用来消除CIE中的nombreux。具体而言，酶解木质素（LME，ex. laccases et peroxidases）sécrétées par des champignons lignivores（WRF）s'avèrent extrêmement efficace pour éliminer un bon nombre de CIE. Malgré le fort potentiel de ces enzymes pour le décédé d'élimination de CIE，de nombreuses avancées doivent être réalisées avant de pouvoir technologies. 该研究方案的目的是为了在生物固体和使用的水中通过LME全面渗透CIE的氧化作用。为此，LME的生产在WRF发酵过程中利用了与CIE共存的培养环境中的生物固体，分离了由不同酶组成的不溶性生物催化剂，并将CIE的光谱转化为LME，同时分离了一种酶促膜生物反应器，以消除水中的CIE。 具体来说，该研究计划涉及4个相互关联的轴：1）通过利用市政生物固体发酵来生产LME; 2）消除CIE ciblés; 3）形成不溶的生物催化剂和由不同酶组成的多功能酶; 4）膜酶生物催化剂的发展。 这些研究结果对发展酶促技术以消除水和生物固体中的CIE具有重要意义。Ils permettront le déproche technologique globale permettant ultimement，à la fois，de traiter les eaux usées à l'aide d'un biopédé membranaire à base de LME et de produire ces enzymes par fermentation fongique de biosolides municipaux ce qui permettra de façon concomitante d'éliminer des CIE adsorbés dans ces déchets. Ce décrippement de biotechnologies cumbernementales basées sur l'utilisation de LME représente une approche technologique à fort potentiel pour l'élimination des CIE et，par extension，pour le maintien d'un acquirnement de qualité. Ainsi，il permettra de répondre aux crantes grandissantes de la population québécoise et canadienne à l'égard de la présence de CIE dans l'enement.