Fate of Cyanobacteria after Pre-treatment Using H2O2 and CuSO4: a Mesocosm Experiment

During cyanobacterial bloom, especially in drinking water sources, conventional water treatment processes are challenged by cyanobacterial accumulation and potential cyanotoxins release. Pre-treatment has been proposed as a solution for efficient suppression of cyanobacteria and their metabolites (including taste and odor compounds or cyanotoxins). To select the most suitable pre-treatment, it is required to comprehend the dynamics of cyanobacteria and cyanobacteria behaviour following treatment addition. Little work is available comparing the commonly used pre-oxidants'/algicides' impact on the bacterial/cyanobacterial community and their functional response. To investigate this issue, this master's work was performed using hydrogen peroxide (H2O2) and copper sulfate (CuSO4) as pre-treatments by deploying mesocosms (large-scale study) in lakes such as Missisquoi Bay and Petit-lac-Saint-François (PLSF) during the summer and fall 2019 (for 3 events starting the 12th of August until October 23rd). The main objective was to evaluate the impact of H2O2 and CuSO4 on mitigating the cyanobacterial community.

Résumé

Au cours d'efflorescences de cyanobactéries (Bloom), en particulier dans les sources d'eau potable, les processus conventionnels de traitement de l'eau sont mis à l'épreuve par l'accumulation de cyanobactéries et la libération potentielle de cyanotoxines. Le pré-traitement a été proposée comme solution pour une suppression efficace des cyanobactéries et de leurs métabolites (y compris les cyanotoxines et les composés de goût ou d'odeur). Pour sélectionner le traitement le plus approprié, il est nécessaire de comprendre le comportement des cyanobactéries et la dynamique de leur composition dans l'ecosystéme après l'ajout du traitement. Peu de travaux sont disponibles pour comparer l'impact de pré-traitement, couramment utilisés, sur la taxonomie et la réponse fonctionnelle de la communauté des bactéries/cyanobactéries. Afin de mieux explorer ce volet, ce travail de maîtrise a été réalisé en utilisant du peroxyde d'hydrogène (H2O2) et du sulfate de cuivre (CuSO4) comme pré-traitements en déployant des mésocosmes (étude à grande échelle) dans deux lacs canadiens, la baie Missisquoi et le Petit-lac-Saint-François (PLSF), durant l'été et l'automne 2019 (3 événements du 12 août au 23 octobre). L'objectif principal était d'évaluer l'impact de H2O2 et de CuSO4 sur le contrôle de la communauté cyanobactérienne.