Rodriguez Arguelles, S. E. (2024). Origine et dynamique d'Escherichia coli dans le fleuve Saint-Laurent sous l'influence des apports anthropiques. [Thèse universitaire]
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Résumé
Ce mémoire présente une enquête approfondie sur la santé du fleuve Saint-Laurent, explorant ses dynamiques écologiques, ses défis et l'impact de ses activités anthropiques, avec un accent particulier sur la contamination microbienne par les coliformes fécaux tels qu’Escherichia coli. Le fleuve Saint-Laurent, comme d'autres grands systèmes fluviaux, fournit de nombreux services écosystémiques et joue un rôle crucial en reliant la terre et les lacs à l’océan. Il assure notamment un approvisionnement en eau potable, des opportunités récréatives, un soutien à l'agriculture par l'irrigation et la production d'électricité. Cependant, les activités humaines ont considérablement modifié ces services et, plus largement, les processus naturels du fleuve, entraînant une contamination de nature physique, chimique et bactériologique. Malgré la surveillance historique de la contamination fécale par les autorités gouvernementales, une compréhension exhaustive de l'origine et des dynamiques de cette contamination fécale au sein du paysage fluvial complexe fait encore défaut.
Cette recherche vise à expliquer comment certaines caractéristiques du paysage (par exemple, les zones urbaines, les masses d'eau, les lacs fluviaux, les systèmes insulaires) peuvent moduler le transport et la persistance d'Escherichia coli en aval. Basée sur un échantillonnage étendu du fleuve Saint-Laurent et des avancées récentes en traçage des sources microbiennes, ce mémoire vise également à identifier les points chauds de contamination microbienne à l'aide d'Escherichia coli dans le fleuve Saint-Laurent et à déterminer la persistance en aval et les sources potentielles de contamination bactérienne à travers le système. Au cours de cinq expéditions de 2017 à 2022 (sauf en 2019), 320 échantillons d'eau ont été collectés à bord du navire de recherche Lampsilis, complétés par 198 échantillons d'eau peu profonde (<1 m) collectés à partir de petites embarcations. Des technologies moléculaires avancées, y compris la PCR numérique, ont été employées pour analyser les échantillons et déterminer la concentration d'Escherichia coli ainsi que les marqueurs ADN ciblant les sources humaines, de ruminants, de goélands et de porcs. L'étude a constamment détecté Escherichia coli dans la plupart des échantillons analysés, avec 48% des sites dépassant le seuil de sécurité pour le contact humain direct et 19% pour le seuil de contact indirect. Des variations notables de la concentration bactérienne ont été observées entre les différentes masses d'eau, avec des concentrations particulièrement élevées près des zones urbaines, notamment autour du rejet des eaux usées de Montréal. La persistance des concentrations d'Escherichia coli sur des centaines de kilomètres en aval suggère un impact important et soutenu de cette source de contamination dans le fleuve. L'analyse temporelle a révélé une influence significative sur les niveaux d'Escherichia coli en 2021 et 2022, bien que des relations avec des facteurs spécifiques, tels que les niveaux d'eau, les précipitations et d'autres facteurs environnementaux, n'aient pas été clairement identifiées, suggérant que des variables non prises en compte pourraient avoir influencées les données pendant ces années. Les dynamiques dans les zones proches du rivage suggèrent une plus grande influence des sources de contamination locales comparativement aux niveaux plus stables observés dans les masses d'eau principales. Le signal humain a été identifié comme la principale source de contamination fécale, bien que quelques instances localisées de contamination par les oiseaux aient également été détectées. Malgré la bonne relation entre la concentration d'Escherichia coli et les copies d'ADN humain (HF 183), des écarts dans de nombreux sites suggèrent la présence de sources supplémentaires non identifiées de contamination fécale, probablement d'animaux sauvages. Ces résultats soulignent l'impact significatif des activités humaines sur la qualité de l'eau et les écosystèmes en aval, mettant en évidence que des méthodes spécialisées comme le traçage des sources microbiennes sont essentielles pour comprendre les dynamiques de contamination dans les paysages fluviaux complexes.
Le dernier chapitre synthétise les résultats de la recherche en connaissances pratiques pour la gestion et la restauration des écosystèmes, l'amélioration des mesures de qualité de l'eau et la poursuite de la recherche scientifique. En examinant l'écosystème du fleuve Saint-Laurent, cette mémoire apporte des connaissances dans le domaine de la gestion des écosystèmes aquatiques, en se concentrant sur les défis de la contamination microbienne dans les grands fleuves. En plus d'augmenter notre compréhension du rôle des microbes dans le fonctionnement et la santé des systèmes fluviaux, cette mémoire contribuera au développement d'indicateurs écologiques microbiens de la qualité de l'eau qui seront inclus dans un rapport sur la santé de l'écosystème pour le Haut-Saint-Laurent en collaboration avec l'Institut du Fleuve Saint-Laurent à Cornwall, Ontario.
| Type de document: | Thèse universitaire |
|---|---|
| Nombre de pages: | 89 |
| Éditeur: | Université du Québec à Trois-Rivières |
| Lieu de publication: | Trois-Rivières |
| Mots-clés libres: | Activités anthropiques, Écosystèmes aquatiques, Escherichia coli (E. coli), Contamination fécale, Sources humaines et animales, Grands fleuves, Contamination microbienne, Traçage des sources microbiennes, Écosystèmes fluviaux, Fleuve Saint-Laurent, Stations de traitement des eaux usées, Qualité de l'eau |
| Sujets: | 1. Laboratoire de développement durable > 1.5. Société, qualité de vie, santé, sécurité 1. Laboratoire de développement durable > 1.7. Environnement, écologie, écosystème 6. Milieu humain > 6.5. Urbanisation 8. Impacts et monitoring > 8.1. Qualité de l’eau 8. Impacts et monitoring > 8.2. Études de suivi |
| Date de dépôt: | 01 juill. 2025 18:15 |
| Dernière modification: | 01 juill. 2025 18:15 |
| URI: | https://belsp.uqtr.ca/id/eprint/1709 |
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