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Importance de l'exposition trophique à un effluent municipal majeur dans l'induction d'effets physiologiques chez deux espèces de poissons mobiles et piscivores

Villemure, I. (2015). Importance de l'exposition trophique à un effluent municipal majeur dans l'induction d'effets physiologiques chez deux espèces de poissons mobiles et piscivores. [Thèse universitaire]

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Résumé

Ce projet de maîtrise s'insère dans le cadre des travaux menés sur le fleuve Saint-Laurent par le Centre de recherche sur les interactions bassins versants - écosystèmes aquatiques (RIVE) en collaboration avec le Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL) et le ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec (MFFP). Ces travaux s'intéressent à l'état du fleuve en relation avec l'effluent de la station d'épuration des eaux usées de la communauté urbaine de Montréal (CUM). La station de la CUM est la troisième plus importante station d'épuration au monde et constitue le plus important apport en matière organique particulaire provenant des égouts (MOPPE) et en contaminants tels que les BPCs et les HAPs dans le fleuve Saint-Laurent (Ville de Montréal, 2012; Pham et al., 1999). La MOPPE se compose d'un mélange de détritus organiques et de microorganismes auxquels peuvent être liés de nombreux contaminants. La MOPPE, qui constitue une source de nourriture de haute qualité pour les organismes benthiques, représente par conséquent un important vecteur de transfert de contaminants dans le réseau trophique aquatique (Costello et Read, 1994). Les deux principales voies d'exposition des poissons aux contaminants sont: (1) la voie directe (dans l'eau) et (2) la voie trophique (via l'alimentation). La voie trophique constitue par ailleurs la principale voie d'exposition pour de nombreux contaminants persistants et bioaccumulés (Persic, 2004; Loizeau et al., 2001). De nombreux travaux ont démontré qu'il est possible de suivre l'incorporation de la MOPPE, dans le réseau trophique aquatique du milieu récepteur, au moyen des isotopes stables de l'azote (δ15N) (deBruyn et al., 2003; deBruyn et Rasmussen, 2002; Tucker et al., 1999). Ceci s'explique par le fait que la MOPPE, qui est d'origine terrestre, présente typiquement un δ15N plus faible que la matière organique particulaire autochtone au milieu aquatique, dû à l'usage d'engrais synthétisés à base d'azote atmosphérique présentant un δ15N très faible (≈ 0 %0) (Michener et Lathja, 2007). Bien que l'effet des rejets d'effluents contaminés dans le milieu aquatique ait été abondamment étudié chez les espèces de poissons de petite taille ou chez des organismes en cages, l'évaluation des impacts sur les grandes espèces de poissons plus mobiles est problématique puisque leur durée d'exposition réelle aux contaminants est difficilement quantifiable. Néanmoins, certaines grandes espèces sont d'un grand intérêt puisque ce sont les espèces faisant l'objet de pêche récréative et/ou commerciale et qui sont donc les plus consommées. À cet égard, puisque ces grandes espèces se situent fréquemment à des niveaux trophiques élevés, le phénomène de bioamplification des contaminants est également préoccupant pour la santé humaine (Gobas et al., 1999). En l'occurrence, puisque l'exposition directe des espèces de poissons mobiles est difficilement quantifiable et considérant que la voie trophique constitue une voie majeure d'exposition aux contaminants et de transfert de ceux-ci à travers le réseau trophique aquatique, l'exposition trophique apparait utile afin de quantifier l'exposition des poissons mobiles aux contaminants provenant de l'effluent de la CUM. En effet, la signature isotopique des tissus des animaux est étroitement liée à la composition isotopique de leur diète. Ainsi, suivant une modification de la composition isotopique de sa diète, un organisme verra ses tissus devenir progressivement en équilibre isotopique avec la nouvelle diète (Phillips et Eldridge, 2006). L'objectif de cette étude était d'évaluer la possibilité de tracer des impacts physiologiques chez deux espèces de poissons mobiles et piscivores exposées à l'effluent de la station d'épuration de la CUM à l'aide de l'exposition trophique telle que déterminée par la signature isotopique de l'azote (δ15N) des tissus des poissons. Pour ce faire, le δ15N a été mesuré dans le foie de dorés jaunes (Sander vitreus) et de dorés noirs (Sander canadensis) capturés dans le fleuve Saint-Laurent, sur un tronçon d'environ 200 km, incluant le point de rejet de la CUM, de même des sites situés en amont et en aval de ce dernier. Chez ces mêmes individus, l'activité de l'éthoxyrésorufme-O-dééthylase (EROD) et les cassures des brins d'ADN ont été mesurées comme biomarqueurs de défense et de dommages respectivement, afin de témoigner des impacts physiologiques induits par l'exposition à l'effluent de la CUM. Nos résultats ont démontré que chez chacune des deux espèces cibles, les valeurs moyennes de δ15N mesurées dans le foie étaient systématiquement plus faibles à l'effluent qu'à tous les autres sites, indiquant un fort lien trophique avec la MOPPE de la CUM. Nos résultats ont également démontré une relation négative claire entre l'activité EROD et le δ15N, ce qui suggère que l'induction de l'activité EROD reflète l'exposition trophique des poissons à différents niveaux de contaminants associés à la MOPPE. Toutefois, aucune relation n'a pu être établie entre l'activité EROD et la distance du site de capture du poisson par rapport au point de rejet de l'effluent. Cela suggère que les sites de capture des individus ne sont pas nécessairement représentatifs des sites d'alimentation et conséquemment des niveaux d'activité EROD tels qu'induits par l'ingestion de proies trophiquement liées à la MOPPE. En ce qui a trait aux cassures des brins d'ADN, seule une relation avec la distance du site de capture du poisson par rapport au point de rejet de l'effluent a pu être établie, ce qui suggère que l'exposition directe des poissons à la contamination serait plus importante que la voie trophique pour induire des dommages à l'ADN. Cette étude constitue une première démonstration que le réseau trophique du fleuve Saint-Laurent, entre Beauharnois et le lac Saint-Pierre, est largement influencé par la MOPPE provenant de l'effluent de la CUM, et ce, à l'apex du réseau trophique, chez des individus adultes, de deux grandes espèces de poissons mobiles et piscivores. Également nos résultats ont démontré pour la première fois qu'il est possible de tracer des effets physiologiques de l'exposition trophique aux contaminants, chez des grandes espèces de poissons mobiles et piscivores à l'aide de la signature isotopique de l'azote (δ15N).

Type de document: Thèse universitaire
Nombre de pages: 83
Éditeur: Université du Québec à Trois-Rivières
Lieu de publication: Trois-Rivières
Statut du texte intégral: Public
Mots-clés libres: Doré, Fleuve Saint-Laurent, Matière organique particulaire provenant des égouts (MOPPE), Écotoxicologie, Contaminants, Exposition trophique, Isotopes stables, Azote, Biomarqueurs, EROD, Dommages à l'ADN
Sujets: 1. Laboratoire de développement durable > 1.5. Société, qualité de vie, santé, sécurité
1. Laboratoire de développement durable > 1.7. Environnement, écologie, écosystème
2. Milieu physique > 2.4. Hydrologie
4. Faune > 4.2. Poisson
6. Milieu humain > 6.5. Urbanisation
7. Usages > 7.1. Pêche
8. Impacts et monitoring > 8.1. Qualité de l’eau
Date de dépôt: 28 janv. 2017 21:49
Dernière modification: 28 janv. 2017 21:49
URI: http://belsp.uqtr.ca/id/eprint/1055

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