Identification de facteurs associés à l'émission et à la dispersion de bioaérosols dans les stations d'épuration des eaux usées

«Les stations d’épuration des eaux usées sont reconnues comme des sources importantes de bioaérosols, générés à différentes étapes du traitement par des mécanismes tels que l’agitation ou le brassage des eaux, l’aération des procédés, les chutes d’eaux ou de boues, ou encore la formation de vapeur et de microgouttelettes. Ces bioaérosols peuvent se disperser dans l’environnement et poser un risque pour la santé, en particulier pour les travailleurs exposés. Plusieurs études ont mis en évidence une prévalence accrue de symptômes et de maladies respiratoires, gastro-intestinales ou systémiques parmi ces travailleurs, regroupées sous le terme de « syndrome des travailleurs des stations d’épuration ». Dans ce contexte, ce travail visait à développer des indicateurs qualitatifs permettant d’estimer les niveaux de bioaérosols en fonction des caractéristiques des procédés de traitement et des conditions environnementales, ainsi qu’à identifier les facteurs favorisant ou limitant leur dispersion. L’approche repose sur un système de notation simple et applicable sur le terrain, destiné à anticiper le risque d’exposition sans recourir systématiquement à des analyses de laboratoire longues et coûteuses. Pour répondre à ces objectifs, une campagne d’échantillonnage a été réalisée durant l’été 2023 dans 15 stations d’épuration au Québec. Un total de 83 échantillons d’air et 84 échantillons d’eau, de boues, de filtrats de boues ont été prélevés à 4 à 6 points par station, identifiés comme potentiellement générateurs de bioaérosols. Les prélèvements d’air (18 m³ par point) ont été réalisés à l’aide d’un SASS 3100, et les prélèvements d’eau ou de boues par perche ou chaudière. L’humidité relative a été mesurée simultanément. Après concentration des échantillons et extraction de l’ADN, cinq cibles microbiologiques (bactéries totales, Mycobactéries non-tuberculeuses, Legionella species, Escherichia coli, et Pseudomonas aeruginosa) ont été quantifiées par méthode d’analyses biomoléculaires, la réaction quantitative de polymérase en chaîne (qPCR). L’évaluation des facteurs d’aérosolisation et de dispersion a été réalisée par l’équipe d’échantillonnage, puis validée avec les travailleurs et gestionnaires des stations d’épuration.»

Abstract

«Wastewater treatment plants are recognized as significant sources of bioaerosols, generated at various stages of the treatment process through mechanisms such as surface water agitation or mixing, process aeration, water or sludge splashing, and the formation of vapor or microdroplets. These bioaerosols can disperse into the environment and pose health risks, particularly to exposed workers. Several studies have highlighted a higher prevalence of respiratory, gastrointestinal, and systemic symptoms and diseases among these workers, commonly referred to as "Sewage workers' syndrome." In this context, the objective of this study was to develop qualitative indicators to estimate bioaerosol levels based on treatment process characteristics and associated environmental factors, as well as to identify the factors that promote or limit their dispersion. The approach is based on a simple and field-applicable scoring system designed to anticipate exposure risks without systematically relying on lengthy and costly laboratory analyses. To achieve these objectives, a sampling campaign was conducted during the summer of 2023 in 15 wastewater treatment plants across Quebec. A total of 83 air samples and 84 samples of water, sludge, or sludge filtrates were collected from 4 to 6 locations per plant, identified as potentially significant sources of bioaerosols. Air samples (18 m³ per location) were collected using a SASS 3100, while water and sludge samples were taken using a pole or bucket, depending on accessibility. Relative humidity was measured simultaneously. After sample concentration and DNA extraction, five microbiological targets (Total bacteria, NTM, Legionella species., Escherichia coli, and Pseudomonas aeruginosa) were quantified by qPCR. The evaluation of aerosolization factors was conducted by the sampling team and later validated with plant workers and managers. The results show that»