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Banques nationales de spécimens de l'environnement d'Environnement Canada : Suivre un sentier chimique à partir du passé

Par:  Scott Unger Liaison en S-T

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Le problème

Les biphényles polychlorés (BPC) et le dichlorodiphényl-trichloréthane (DDT) sont des exemples bien connus de produits chimiques largement utilisés et rejetés dans l'environnement autrefois, pour apprendre plus tard que ces produits présentent des risques graves pour la santé des humains et de la faune. Même si les efforts déployés pour évaluer les risques potentiels des nouveaux composés se sont grandement améliorés, tous les effets possibles des nouvelles substances ne peuvent pas être prédits avec certitude.

Les pesticides, les produits de préservation et les produits ignifuges sont tous des composés sur lesquels les Canadiens comptent quotidiennement. Des nouveaux produits chimiques sont introduits sur le marché chaque année et bien que ces produits, pour la plupart, soient bénéfiques et inoffensifs, certains pourraient ne pas l'être. Les spécialistes de l'environnement, les organismes de réglementation et d'autres décideurs ont besoin d'outils pour réduire l'incertitude et appuyer une meilleure évaluation des risques afin de protéger la santé des Canadiens et leur environnement.

 

Œufs de Goéland argenté au nid récoltés pour la Banque nationale de spécimens d’espèces sauvages | Photo : Clive Hodder, Service canadien de la faune

 

À la recherche de solutions au moyen des S et T

Banque nationale de spécimens d'espèces sauvages

Créée dans les années 1960, cette Banque est maintenue à Ottawa, en Ontario, au Centre national de la recherche faunique.

Elle renferme des tissus de plus de 90 000 spécimens de plus de 800 espèces, notamment :
oiseaux : 77 %, mammifères : 9 %, autres : 14 % (p. ex. poissons et amphibiens).

Les tissus sont principalement préservés dans un établissement à environnement contrôlé à -40 °C et à -80 °C dans une série de congélateurs et en phase gazeuse pour l'azote liquide. Un inventaire complet de la base de données est maintenu aux fins d'accès efficace.

Banque nationale de spécimens biologiques aquatiques

Créée en 1977, cette Banque est maintenue à Burlington, en Ontario, au Centre canadien des eaux intérieures.

Elle renferme plus de 52 000 échantillons de plus de 50 espèces de poissons et de divers invertébrés aquatiques.

Les tissus sont cryoconservés dans un établissement à environnement contrôlé à -80 °C dans une série de congélateurs. Un inventaire complet de la base de données est maintenu aux fins d'accès facile.

Scientifiques d’Environnement Canada à bord du NGCC Kelso levant des filets maillants pour capturer des touladis | Photo : Daryl McGoldrick Les banques de prélèvement tissulaire d'Environnement Canada, c'est-à-dire la Banque nationale de spécimens d'espèces sauvages et la Banque nationale de spécimens biologiques aquatiques, sont de tels outils. Dans les années 1960 et 1970, le gouvernement du Canada a mis sur pied une gamme de programmes de surveillance en réponse aux préoccupations relatives à la présence de produits chimiques dans l'environnement. Les échantillons de tissus des poissons, des oiseaux et des mammifères prélevés dans le cadre de ces programmes sont devenus les premiers spécimens stockés dans ce qui est aujourd'hui les banques de prélèvement tissulaire d'Environnement Canada. Aujourd'hui, plus de 100 000 échantillons sont stockés et d'autres sont ajoutés chaque année.

Au fil du temps, l'évolution des méthodes scientifiques a permis de détecter divers composés à de faibles concentrations. Les scientifiques canadiens peuvent maintenant appliquer de nouvelles méthodes pour archiver des tissus prélevés au cours des trois dernières décennies et déterminer lorsqu'un composé particulier devient un problème dans l'environnement et à quel point il est persistant et bioaccumulable – il s'agit de renseignements essentiels pour déterminer le niveau de risque pour la santé des humains et des écosystèmes. Une analyse rétrospective permet aussi aux Éperlans arc-en-ciel récoltés pour être ajoutés à la Banque nationale de spécimens biologiques aquatiques | Photo : Mike Keirscientifiques de repérer les changements dans les voies des contaminants du réseau trophique causés par les changements d'affectation des terres, les espèces envahissantes ou les changements climatiques – il s'agit également de renseignements essentiels afin d'évaluer les risques pour notre environnement.

Mettre les connaissances en application

À qui ces résultats servent-ils?

Goélands argentés (Larus argentatus), adulte et oisillon, des Grands Lacs laurentiens | Photo : Bruce SzczechowskiLes responsables des politiques et les décideurs ont besoin de la science pour appuyer les initiatives du gouvernement, comme le Plan de gestion des produits chimiques, une stratégie conçue pour réduire les effets des produits chimiques sur l'environnement et la santé humaine. Une analyse rétrospective des tissus archivés peut produire en quelques mois un calendrier de dix ans pour un composé, mettant à profit un échantillon historique pour produire des renseignements actuels.

Les archives des tissus se sont aussi avérées une ressource précieuse pour les chercheurs qui travaillent en collaboration sur divers types d'enjeux environnementaux. Par exemple, de nombreux projets dans les Grands Lacs qui appuient l'Accord Canada–États-Unis relatif à la qualité de l'eau dans les Grands Lacs ont recours aux échantillons de la Banque nationale de spécimens biologiques aquatiques pour évaluer les effets potentiels des produits chimiques nouvellement préoccupants. De la même manière, des organismes comme l'U.S. Geological Survey ont utilisé des échantillons de la Banque nationale de spécimens d'espèces sauvages pour effectuer des recherches sur les régimes migratoires et la structure de la population de harles nicheurs et hivernants et d'autres espèces.

Le cas des polybromodiphényléthers (PBDE)

Des ignifugeants bromés, comme les polybromodiphényléthers (PBDE), sont utilisés à l'échelle industrielle en Amérique du Nord depuis des décennies. La demande globale relative à ces PBDE en 2001 est passée à plus de 67 000 tonnes, les Amériques constituant 59 % de ce total.

On a découvert que certains PBDE ont des incidences sur le système nerveux et perturbent les hormones, en particulier en ce qui concerne les mécanismes des hormones thyroïdiennes et des œstrogènes. On les trouve partout dans l'environnement et on a détecté leur présence dans les tissus humains, y compris dans les graisses et le lait maternel, de même que dans l'approvisionnement alimentaire des humains et de la faune.

Des concentrations de PBDE ont été examinées dans les tissus d'ours blancs et dans les échantillons d'œufs de goélands argentés prélevés et stockés dans la Banque nationale de spécimens d'espèces sauvages. Cette analyse a révélé qu'il y a une bioaccumulation et une bioamplification de ces composés dans les réseaux trophiques marins.

Les tissus des poissons de la Banque nationale de spécimens biologiques aquatiques ont été utilisés pour la première fois afin d'évaluer les niveaux et les tendances pluriannuelles de PBDE chez le touladi prélevé dans les Grands Lacs. On a constaté que les concentrations de PBDE ont atteint leur maximum au milieu des années 1990 et qu'elles diminuent de façon graduelle depuis que les industries ont commencé à mettre fin progressivement à leur utilisation en prévision des règlements.

Grâce aux banques de spécimens, les scientifiques ont été en mesure d'élaborer une tendance sur 30 ans de la présence des PBDE dans l'environnement du Canada. Sans ces banques, les scientifiques auraient pris beaucoup plus de temps à recueillir les renseignements nécessaires à l'évaluation et à la réglementation.

Ces renseignements, publiés par les scientifiques d'Environnement Canada, ont été utilisés dans un rapport d'évaluation écologique sur le sulfonate de perfluorooctane, publié en mars 2009, qui a mené à une stratégie de gestion des risques révisée pour les polybromodiphényléthers (PBDE). Cette stratégie révisée élargit les mesures de contrôle qui limitent l'utilisation des PBDE dans les produits fabriqués et importés pour inclure du nona-bromodiphényléther et du déca-bromodiphényléther.

Avantages pour les Canadiens et Canadiennes

Bocaux à échantillons marqués servant à l’entreposage à long terme de tissus prélevés pour les besoins de la Banque nationale de spécimens | Photo: Mandi ClarkLa Banque nationale de spécimens d'espèces sauvages et la Banque nationale de spécimens biologiques aquatiques d'Environnement Canada apportent des avantages environnementaux aux Canadiens, car elles fournissent une ressource importante pour précipiter l'élaboration de nouveaux règlements et lois afin de réduire et d'éliminer les composés nocifs.

De plus, les archives de tissus apportent des avantages économiques importants aux Canadiens. Les chercheurs peuvent étudier les tendances depuis dix ans dans une très courte période, fournissant des résultats en temps opportun tout en réduisant le besoin d'une collecte d'échantillon coûteuse. En examinant un produit chimique à mesure qu'il progresse dans un réseau trophique, les conséquences pour la santé des humains et des écosystèmes peuvent être déterminées rapidement. Cela signifie que les responsables des politiques peuvent prendre des mesures dans les plus brefs délais afin de gérer une nouvelle menace au lieu d'avoir à attendre plusieurs années pour effectuer des surveillances et des analyses supplémentaires. Ainsi, les banques de spécimens agissent à titre de système « d'alerte rapide » pour les substances nuisibles dans l'écosystème.

Congélateurs à -80 C de la Banque nationale de spécimens biologiques aquatiques | Photo : Mike KeirDe manière plus générale, ces prélèvements de spécimens profitent aux Canadiens par la présentation de nouvelles possibilités importantes à la science canadienne. La nature multi-espèces des échantillons recueillis pendant plusieurs décennies appuiera de nouvelles utilisations des banques de spécimens, comme des études des changements génétiques chez une espèce au fil du temps et des répercussions des espèces envahissantes sur les plans d'eau. Des applications de ce genre permettront d'assurer que les banques de spécimens continueront de contribuer aux progrès majeurs des connaissances scientifiques et demeureront extrêmement importantes dans l'évaluation des risques pour l'environnement et la santé humaine.

Études des produits chimiques ayant recours aux archives :

Banque nationale de spécimens d'espèces sauvages

  • Plomb chez les oiseaux marins – études contribuant à la réglementation en matière de grenaille de plomb et en ce qui a trait à la chasse et à la pêche récréatives.
  • Concentrations de biphényles polychlorés (BPC) dans les œufs de goélands argentés des Grands Lacs.
  • Dioxines chez le cormoran et le Grand héron en Colombie-Britannique et au Québec – études menant à des changements apportés de façon volontaire aux technologies de blanchiment, aux processus en usine et au traitement des effluents dans les usines de pâte, qui ont été mis en œuvre avec des lois à l'échelle du Canada en 1993.
  • Composés organochlorés et contaminants organochlorés chez les oiseaux marins des côtes de l'Atlantique, du Pacifique et de l'Arctique.
  • Composés organochlorés et métabolites chez l'ours blanc – trois collectes dans les années 1960 et 1970 et entre 1989 et 1994.
  • Le mercure relevé dans des carcasses de huards et des œufs non éclos démontre un gradient qui se déplace d'ouest en est d'une exposition au mercure à la hausse chez cette espèce.

Banque nationale de spécimens biologiques aquatiques

  • Ignifugeants bromés dans les réseaux alimentaires aquatiques des Grands Lacs.
  • Enquête sur la bioaccumulation et l'amplification des polluants organiques persistants existants, y compris les pesticides organochlorés (dichlorodiphényltrichloréthane, chlordane, hexachlorobenzènem, etc.), les biphényles polychlorés et plusieurs métaux, y compris le mercure.
  • Bioaccumulation du sulfonate de perfluorooctane – étude qui a mené à la réglementation du sulfonate de perfluorooctane et à son inscription en 2009 pour sa quasi-élimination de l'environnement du Canada.
  • Étude de la tendance des naphtalènes polychlorés chez le touladi du lac Ontario a déterminé que cette substance a diminué considérablement depuis le début des années 1980, mais qu'elle peut toujours contribuer à la toxicité chez le touladi.

Pour de plus amples renseignements :

[BNSBA] Base de données et Banque nationale de spécimens biologiques aquatiques du Canada – détails sur la collection de spécimens de la BNSBA (en ligne) sur le site Web de l'Institut national de recherche sur les eaux.

Plan de gestion des produits chimiques du gouvernement du Canada.

Site Web sur les substances chimiques du gouvernement du Canada.

Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999)Rapport d'évaluation écologique préalable des polybromodiphényléthers (PBDE). Juin 2006.

Gazette du Canada – Règlement sur les polybromodiphényléthers.

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