Utilisation et évaluation d’outils pour déterminer le niveau de préoccupation associé aux effets des contaminants émergents dans les effluents municipaux sur le biote aquatique de la rivière Grand

Mark Servos, professeur, Université de Waterloo, 2013 - 2015
Enjeu

Les eaux usées municipales traitées peuvent contenir des substances nocives que l’on appelle substances émergentes préoccupantes (SEP) qui sont connues pour avoir des effets perturbateurs du système endocrinien des organismes aquatiques. Le système endocrinien est un regroupement de glandes qui produisent des hormones pour réguler le métabolisme, la croissance, les fonctions tissulaire et sexuelle, le développement et la reproduction, entre autres choses. Les perturbations du système endocrinien pourraient provoquer des changements comme la féminisation des poissons mâles ou la masculinisation des poissons femelles, de même que des difformités des embryons chez les poissons.

Des outils ont été conçus pour déterminer des indicateurs des effets endocriniens sur les organismes, mais l’efficacité de ces outils doit être évaluée. Il est nécessaire de comprendre les effets des SEP dans les eaux usées à divers échelons de la chaîne trophique, dont les proies, les prédateurs et les gros prédateurs, autant sur le plan moléculaire qu’à l’échelle de la population dans son ensemble.

L’équipe du projet, dirigée par Mark Servos, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur la protection de la qualité de l’eau, évaluera une série d’outils dans trois sites affectés par les eaux usées municipales dans le bassin versant de la rivière Grand, dans le Sud de l’Ontario.

Projet

Ce projet vise à évaluer une série d’outils (boîte à outils) conçue pour évaluer les réactions endocriniennes chez des espèces de poisson exposées aux effluents d’eaux usées. Cette série d’outils sera testée sur le terrain dans trois sites dans le bassin versant de la rivière Grand, au Sud de l’Ontario. Ces sites se trouvent aux endroits où sont rejetées les eaux usées traitées et représentent des niveaux de préoccupation élevé, modéré et faible en ce qui a trait aux effluents. De plus, il y aura un site de référence à chaque endroit pour comparer les conditions avec et sans rejet. Ces outils évaluent plusieurs expositions et indicateurs d’effet, à divers échelons d’organisation biologique (c.-à-d. de moléculaire à population). 

Les poissons recueillis seront mesurés, pesés et leur état global sera évalué. On mesurera aussi le rapport des sexes, la fraie, le succès de fertilisation et d’éclosion à chaque site. Le processus par lequel les poissons produisent des stéroïdes peut être affecté par les effluents. Des études de stéroïdogenèse seront donc effectuées. Une série de marqueurs moléculaires sera utilisée pour améliorer l’évaluation des impacts biologiques des effluents provenant des usines de traitement des eaux usées municipales. De plus, des isotopes stables sont utilisés dans cette étude afin de mesurer la présence d’effluents dans les tissus des poissons et le mouvement des poissons. Des échantillons d’eau seront prélevés pour mesurer la présence et la concentration d’œstrogène dans les effluents. Des « composés indicateurs » serviront aussi à mesurer la présence des SEP dans les effluents.

Les résultats de cette évaluation seront résumés dans une série de recommandations concernant l’utilisation future de ces outils. 

Produits

Produits anticipés 

  • Organisation d’un forum sur le bassin versant de la rivière Grand pour présenter les résultats du projet et en discuter avec les partenaires
  • Organisation de petits ateliers avec les partenaires et les exploitants d’usine de traitement des eaux usées.
  • Production d’un rapport pour les utilisateurs finaux (prévu pour 2015)
  • Participation à des conférences, ateliers et publications dans des revues avec comité de lecture pour présenter les résultats du projet
Résultats

Résultats anticipés 

Le principal résultat de cette recherche sera l’information fournie aux décideurs et praticiens concernant les risques que posent diverses options de traitement des eaux usées pour les écosystèmes aquatiques et qui les aidera à prendre des décisions. Ce projet va dans le sens du nouveau Règlement pris en vertu de la Loi sur les pêches qui exige un traitement secondaire dans toutes les installations municipales d’assainissement des eaux usées. Cette étude vient appuyer le développement et la mise en œuvre de ce nouveau Règlement. 

Même si ce projet ne porte que sur des essais faits dans le bassin versant de la rivière Grand, il a des incidences plus vastes et peut susciter des collaborations. Les outils utilisés dans le cadre de cette étude pour évaluer les indicateurs de stress endocriniens ont des méthodologies bien établies. Par conséquent, il pourra y avoir des collaborations avec d’autres chercheurs pour comparer l’efficacité de ces outils dans divers sites au pays.

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Équipe de Recherche et Partenaires:

Équipe de Recherche

Mark Servos, professeur, Université de Waterloo
Glen van Der Kraak, professeur, Université de Guelph
Debra MacLachy, professeure, Université Wilfrid Laurier
Chris Martyniuk, professeur, Université du Nouveau-Brunswick
Chris Metcalfe, professeur, Université Trent
Mark McMaster, chef d’étude, toxicologie aquatique, perturbateurs endocriniens chez les populations de poissons sauvages, Environnement Canada

Partenaires

Région de Waterloo
Ville de Guelph
Grand River Conservation Authority
Ministère de l’Environnement de l’Ontario