Les hydrocarbures aromatiques polycycliques dans l'environnement. Deuxième partie : La dégradation par voie microbienne Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Environment. Part Two: Microbial Degradation

Abstract

La microbiologie de la dégradation des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) est un domaine de recherche en plein développement. C'est à la fois le devenir dans l'environnement de ces composés ubiquistes et génotoxiques et l'utilisation de procédés microbiologiques de dépollution des sols industriels contaminés par ces produits qui motivent cet intérêt. On présente ici une synthèse des connaissances actuelles dans ce domaine. Les organismes dégradeurs sont essentiellement les bactéries et les champignons. Le processus de dégradation, aérobie, est initié par des oxygénases. Les bactéries utilisent les HAP de deux à quatre cycles comme substrats de croissance, ce qui conduit à leur minéralisation. Les champignons, lignolytiques et non lignolytiques, attaquent les HAP par cométabolisme, ce que font également les bactéries. L'ensemble des micro-organismes dégradant les HAP, et les voies métaboliques impliquées, sont présentés. Le mode d'accession des micro-organismes à leurs substrats très peu solubles est un point important. Les études menées avec les bactéries ont montré l'existence de deux mécanismes, le transfert par solubilisation dans la phase aqueuse et l'accession interfaciale directe. Un autre aspect présenté est le devenir des HAP, en termes de bilans carbone, lors de la dégradation bactérienne de HAP individuels et de mélanges de HAP. Des taux de minéralisation élevés peuvent être obtenus. Dans le cas des mélanges, ces taux élevés impliquent la mise en oeuvre de microflores complexes où le cométabolisme joue un rôle important. Les progrès accomplis ces dernières années conduisent à ne plus considérer les HAP comme des composés intrinsèquement récalcitrants à la biodégradation. Dans l'environnement, un facteur important limitant la dégradation des HAP est leur accessibilité aux micro-organismes. The microbiology of the degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) is a rapidly progressing area. Research aims both at developing the knowledge of the fate of these ubiquitous and genotoxic pollutants in the environment and at promoting the utilization of microbiological processes for the remediation of industrial soils contaminated with these compounds. A review of present knowledge in this field is presented here. Degradative organisms are essentially bacteria and fungi. The biodegradation processes involved are aerobic and are initiated by oxygenases. Bacteria utilize two to four cycle-PAH as growth substrates, leading to their mineralization. In addition, lignolytic fungi, as well as bacteria, carry out a cometabolic attack of PAH. A survey of the various microorganisms degrading PAH and of the metabolic pathways involved is presented. The mechanisms by which these scarcely soluble compounds are made accessible to the degradative microorganisms is discussed. Studies completed with bacteria had shown that two distinct mechanisms are involved, namely transfer by dissolution in the aqueous phase and direct interfacial uptake. Another important aspect is the fate of PAH in terms of carbon balances during the bacterial degradation of individual PAH and of PAH mixtures. High levels of mineralization can be obtained. In the case of PAH mixtures such high mineralization levels are obtained using complex microflora involving a large participation of cometabolism. Progress achieved in recent years leads to give up considering PAH as intrinsically biodegradation-recalcitrant compounds. In the environment, an important parameter limiting PAH degradation is their accessibility to microorganisms.