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Mosaïque de champs. © inra, Christian Slagmulder

Antibiotiques dans les sols, et si les vers de terre limitaient leur accumulation ?

Des chercheurs de l’Inra Versailles-Grignon ont mis en évidence que l’activité des vers de terre conduit à une dégradation notable d’un antibiotique, la ciprofloxacine, et change sa répartition dans les différentes couches du sol, modifiant son éventuel impact éco-toxicologique.

Mis à jour le 15/03/2013
Publié le 25/02/2013

Les produits résiduaires organiques issus des élevages ou du traitement des eaux résiduaires urbaines peuvent constituer, lors de leur épandage, une source de contamination des sols par des composés bioactifs en faible concentration comme les antibiotiques. Ceux-ci pourraient notamment altérer certaines fonctions des organismes présents dans les sols. Les chercheurs de l’Inra Versailles-Grignon se sont intéressés au devenir et aux effets de la ciprofloxacine dans le sol. Cet antibiotique est utilisé en médecine humaine et vétérinaire, notamment pour traiter de nombreuses infections (respiratoires, urinaires…) ; des résidus de ciprofloxacine sont détectés depuis une dizaine d’années dans les boues de stations d’épuration et les lisiers épandus sur les sols.

Une dégradation accélérée par la présence des vers de terre

Les chercheurs ont conduit leur expérimentation sur des colonnes de sol amendées par du lisier de porc, luimême supplémenté ou non par l’antibiotique. Les scientifiques ont mis en évidence que la ciprofloxacine est rapidement stabilisée dans les sols sous forme de résidus non extractibles. Seule une infime fraction, inférieure à 0,01 % de sa quantité initiale, est dégradée par les microorganismes au bout de trois mois. Cependant, l’apport de vers de terre dans les échantillons de sol augmente d’un facteur 5 à 8 la vitesse de dégradation de l’antibiotique. Dans ces conditions, il faudrait quand même patienter 17 ans pour que les teneurs du sol en ciprofloxacine diminuent de moitié.

40 % de l’antibiotique présent en surface se retrouve en profondeur

Ils se sont également intéressés aux éventuels transferts de l’antibiotique vers les autres compartiments du système expérimental. Ils ont ainsi montré qu’à l’issue d’un apport d’eau mimant un épisode pluvieux intense, des concentrations significatives de ciprofloxacine sont détectées dans les eaux de lessivage des colonnes de sol. L’activité des vers de terre conduit à homogénéiser et mélanger les différentes couches de sol. Ce sont alors plus de 40 % de la ciprofloxacine initialement présente en surface des échantillons de sol qui se retrouvent dans les couches plus profondes de ces mêmes échantillons après six mois d’expérimentation. Dans les conditions expérimentales utilisées, la ciprofloxacine n’altère pas l’activité métabolique des microorganismes du sol et semble également dépourvue de toxicité aigüe envers les vers de terre.
L’ensemble de ces résultats souligne que la ciprofloxacine, qui se retrouve dans l’environnement en raison des rejets de matières fécales animales et humaines, présente un risque réel d’accumulation dans la mesure où elle est fortement stabilisée dans les sols, donc peu disponible pour une dégradation par les microorganismes.
Par contre, son évolution et sa répartition dans les sols sont toutes deux fortement affectés par l’activité des vers de terre. Ils sont en effet capables de modifier tant l’exposition des autres organismes du sol à la ciprofloxacine que l’impact éco-toxicologique de cet antibiotique. Dans ces conditions, leur action mériterait d’être explorée plus avant dans la perspective éventuelle d’être mise à profit dans la dégradation de la ciprofloxacine et d’autres polluants persistants, comme dans leur distribution dans les sols.

Références
Mougin C, Cheviron N, Repincay C, Hedde M, Hernandez-Raquet G.2013. Earthworms highly increase ciprofloxacin mineralization in soils. Environmental Chemistry Letters, DOI 10.1007/s10311-012-0385-z Igel Egalon A, Cheviron N,Brault A, Touton I, Breuil S, Hedde M, Hernandez-Raquet G, Mougin C. 2012. Impact of antibiotics from pig manucure on soil microorganisms. Environmental Toxicology, 27: 129.

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