Les boues, un sous-produit du traitement des eaux usées, contiennent souvent des substances dangereuses telles que des métaux lourds et des excès de nutriments qui présentent des risques environnementaux et sanitaires importants si elles ne sont pas correctement traitées. Les méthodes de traitement conventionnelles reposent fortement sur des produits chimiques et des processus à forte intensité énergétique, ce qui les rend moins durables.
Les roselières de traitement des boues (STRB) offrent une alternative plus verte en exploitant les roseaux et les communautés microbiennes pour dégrader naturellement les polluants et stabiliser les boues. Compte tenu de l’urgence croissante de lutter contre la pollution de l’eau, le progrès de la technologie STRB est essentiel pour un avenir plus durable.
L’étude, publié dans Santé des sols et de l’environnementa été menée par des chercheurs de l’Université Sultan Qaboos. En testant des STRB à l’échelle pilote sous différents taux de chargement de boues, la recherche a utilisé le séquençage avancé de l’ARNr 16S pour identifier les principaux acteurs microbiens responsables de l’élimination des nutriments et de la stabilisation de la matière organique. Cela représente une étape importante dans le perfectionnement des solutions de gestion des boues, en particulier dans les climats arides.
Les chercheurs ont analysé les performances du STRB selon trois taux de chargement de boues (75, 100 et 125 kg/m2/an), en se concentrant sur la diversité microbienne, la décomposition des boues et l’efficacité globale du traitement. Des charges de boues plus élevées étaient liées à une diversité bactérienne accrue mais à une uniformité moindre de la communauté.
Les roseaux ont joué un rôle crucial dans la formation des populations microbiennes en favorisant la croissance de bactéries nitrifiantes et de méthanogènes, essentielles au cycle des nutriments et à la décomposition de la matière organique. Les protéobactéries sont devenues des acteurs dominants, pilotant les cycles critiques du carbone et de l’azote, tandis que les Bacteroidetes et les Actinobacteria ont contribué à la dégradation de la matière organique et à l’élimination des nutriments.
Des groupes microbiens distincts ont révélé l’impact des taux de chargement des roseaux et des boues sur les processus biogéochimiques essentiels. Les roseaux ont amélioré l’activité microbienne en créant des niches aérobies et en libérant des exsudats racinaires, favorisant ainsi les communautés rhizosphériques spécialisées.
Notamment, les STRB ont obtenu une réduction allant jusqu’à 98 % du volume des boues, avec une performance optimale observée à 100 kg/m2/an, soulignant leur viabilité en tant qu’outil de gestion durable des boues, en particulier dans les environnements chauds et arides.
« Ces résultats mettent en évidence le potentiel transformateur des STRB dans la gestion durable des eaux usées. En tirant parti des processus naturels, les STRB offrent une alternative efficace et respectueuse de l’environnement aux méthodes traditionnelles », a déclaré Daniel Menezes Blackburn, chercheur principal. « En exploitant les processus naturels, les STRB offrent une alternative efficace et écologique aux méthodes conventionnelles, offrant des informations précieuses pour des applications réelles. »
Cette étude valide les STRB comme une solution viable pour la gestion durable des boues, en particulier dans les régions arides. En minimisant la consommation de produits chimiques et d’énergie, les STRB contribuent à la résilience climatique et à la conservation de l’environnement. Les recherches futures porteront sur la diversification des espèces végétales, l’optimisation des capacités de chargement des boues et l’évaluation des émissions de gaz à effet de serre.
Grâce à leur évolutivité et à leur empreinte environnementale minimale, les STRB ouvrent la voie à la réalisation des objectifs mondiaux de développement durable, en alliant intégrité écologique et solutions pratiques de traitement des eaux usées.
Plus d’informations :
Tahra Al-Rashdi et al, Composition et diversité de la communauté bactérienne sous des taux de charge croissants dans les zones humides de roseaux pour le traitement des boues, Santé des sols et de l’environnement (2024). DOI : 10.1016/j.seh.2024.100083
Fourni par Santé des sols et de l’environnement