La contamination au mercure (Hg) des communautés riveraines et des divers compartiments environnementaux constitue un enjeu qui peut être directement lié à l'occupation du territoire amazonien. Les recherches développées dans le cadre de cette thèse apportent une meilleure compréhension de la dynamique spatio-temporelle du Hg dans les écosystèmes aquatiques du bassin du rio Tapajós. Une évaluation préliminaire du risque potentiel du Hg sur la santé reproductive des poissons a été réalisée et la relation entre le Hg dans les muscles des poissons et le sélénium (Se), élément reconnu comme ayant un rôle potentiel de détoxification, mise en évidence. Les travaux ont particulièrement permis d'évaluer l'influence des facteurs bio-écologiques propres à cette région, de l'activité de pêche et de l'utilisation du territoire par les populations locales, sur le niveau de contamination au Hg des ressources halieutiques. Dans un premier temps, nos efforts se sont concentrés autour d'une recherche participative visant à i) procurer une compréhension de l'activité de pêche et à expliciter la perception des pêcheurs, hommes ou femmes, sur l'état de leurs sites de pêches et des ressources halieutiques et ii) à évaluer la dynamique naturelle de l'ichtyofaune des milieux à faciès lentiques et à faciès lotiques situés dans le secteur à l'étude. Afin d'atteindre le premier objectif, l'application d'un court questionnaire a été menée dans 12 communautés riveraines et d'un deuxième plus étendu dans 6 communautés (choisies parmi les 12 communautés) pour approfondir les informations précédemment recueillies. Deux campagnes de pêche représentant la décrue 2003 et l'étiage 2004 ont été réalisées avec une batterie de filets constitués de mono-filaments transparents. Six milieux aquatiques ont été échantillonnés et les pêches ont été effectuées par des pêcheurs locaux au cours de 2 sorties par jour. D'après nos observations, les riverains/pêcheurs du Tapajós peuvent réaliser jusqu'à 7 sorties de pêche hebdomadaires et leurs captures varient d'une communauté à l'autre mais elles sont en général plus importantes pendant l'étiage comparativement à l'étale. Les espèces dominantes de poissons, décrites au chapitre 2, correspondent aux espèces les plus pêchées et les plus consommées par les riverains (chapitre 1). La montée saisonnière des eaux, et par le fait même l'apparition de nouveaux micro-habitats, semblerait être le facteur prépondérant contrôlant la variabilité des communautés de poissons du Tapajós. Parmi les changements environnementaux perçus au fil des années, le déboisement des berges et la mise en suspension de particules dans l'eau apparaissent comme étant les plus importants. La grande majorité des personnes interrogées ont aussi perçu une diminution de l'abondance et/ou de la réduction de la taille des poissons. Cependant, la plupart des riverains n'établissent pas de lien entre les changements observés sur les écosystèmes naturels et ceux observés sur la ressource halieutique. Suite à ce travail, une matrice des données analysées a été créée. Celle-ci, outre les 1500 mesures de Hg total dans les poissons, comporte les informations concernant l'occupation des bassins versants, obtenues à l'aide des cartes satellites, les taux et les teneurs en Hg dans la matière particulaire en suspension, les données écologiques présentés dans le chapitre 2 ainsi que les données des rendements de pêche normalisés présentés dans le chapitre 1. Les concentrations de Hg mesurées dans l'eau des milieux aquatiques ont varié de 0,46 à 1,47 ng/L. Les teneurs en Hg mesurées dans la MPS ont varié de 64 à 200 ng/g et de 199 à 421 ng/g respectivement lors de la décrue et de l'étiage. La MPS récoltée pendant l'étiage s'est montrée significativement plus contaminée que celle récoltée pendant la décrue (p = 0,0064). Les concentrations de Hg dans les poissons ont varié de 14 à 2330 ng/g et de 9 à 3502 ng/g respectivement pendant la décrue et l'étiage. La tendance de la contamination mercuriale des poissons, indépendamment des saisons et des milieux, a été la suivante : piscivores > omnivores> herbivores> détritivores. Les teneurs moyennes en Hg des espèces prédatrices ont souvent dépassé la limite de 500 ng/g poids frais dans tous les milieux aquatiques. Les niveaux moyens de Hg des espèces clés étaient significativement plus élevés pendant l'étiage, et dans les milieux lotiques, par rapport à la décrue, et dans les milieux lentiques. Nos données cartographiques ont montré que le milieu possédant une des plus importantes surfaces recouvertes par la végétation aquatique (6 % du bassin versant) de même que la plus faible surface sous couvert forestier (62 % du bassin versant) correspondait au milieu où les poissons avaient les plus fortes concentrations de Hg. À l'opposé, le milieu où les poissons ont présenté les plus faibles niveaux de contamination au Hg, possédait 94 % de son bassin versant sous couvert forestier et seulement 1 % de son bassin versant recouvert par la végétation aquatique. Ces résultats montrent l'importance clé de la composition du paysage des bassins versants sur le niveau de contamination au Hg de l'ichtyofaune locale. Dans un autre ordre d'idée, le niveau de contamination au Hg des gonades, mis en évidence dans le chapitre 4, peut représenter un risque pour la santé reproductive des poissons femelles prédatrices de même que la santé de leurs prédateurs naturels, tels les oiseaux, les dauphins ou les populations riveraines consommatrices de ces tissus. Les gonades des prédateurs (moyenne 792 ng/g et maximum 2207 ng/g (poids sec) sont beaucoup plus contaminées en Hg que celles des poissons non-prédateurs (moyenne 62 ng/g (poids sec). Nos résultats suggèrent également que le niveau de contamination des gonades puisse varier selon les espèces de poissons et le type de milieu échantillonné. Les proportions moyennes de méthylmercure mesurées dans les gonades ont été de 51 % chez les poissons non-prédateurs et de 87% chez les prédateurs. Les teneurs en Se des poissons ont varié de 50 ng/g (chez H. unimaculatus et A.falcirostris) à 1006 ng/g (chez G. proximus). Une accumulation antagonique entre le Hg et le Se dans les poissons a été mise en évidence dans le chapitre 5. Des niveaux élevés en Hg et faibles en Se ont ainsi été observés chez les espèces situées au sommet de la chaîne trophique, alors que des tendances inverses ont été observées chez les espèces situées au bas de la chaîne. Les concentrations de Se dans la chair de la plupart des poissons à l'étude dépassaient rarement le seuil de 1 µg/g-¹ poids humide. Il faut rappeler que compte tenu de la forte consommation de produits de la pêche par les riverains, les poissons peuvent représenter une source quotidienne non-négligeable de Se dans leur régime alimentaire. Ceci est d'autant plus vrai que les riverains de la région étudiée ont connaissance de leur exposition chronique au Hg et conscience de l'importance de privilégier la consommation des poissons non-prédateurs au détriment des poissons prédateurs, plus fortement contaminés au Hg. Un suivi visant à vérifier si leurs apports quotidiens de Se demeurent à des niveaux adéquats s'impose donc. En guise de conclusion, nos travaux ont démontré que l'élaboration de solutions durables au problème du Hg dépasse les actions à petite échelle basées sur la modulation du régime alimentaire des riverains. Elle requiert au contraire des actions à grande échelle, permettant de diminuer à la source le transfert du Hg vers les milieux aquatiques, et par le fait même l'exposition des humains. La participation de l'ensemble des acteurs concernés au niveau local, régional et national à ces solutions d'envergure est donc un élément incontournable. Enfin, toute intervention visant à soulever et/ou à implanter des méthodes durables d'exploitation des ressources halieutiques doit absolument passer par une activité préalable d'information dans un niveau de langage adaptée à la réalité humaine locale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Pêcheur, Poisson, mercure, Caractéristiques du paysage, Sélénium.

As in-suite heat recovery ventilator (HRV) use increases, cases of cross-contamination and odour transmission in MURBs are beginning to appear. To mitigate these issues and maximize HRV benefits, a better design and construction methodology specific to MURBs is required. Previously conducted condition surveys suggest the possibility of the fresh air supply becoming contaminated by the exhaust air stream from adjacent units. It is suggested that the intake and exhaust configuration has a significant influence on the potential for cross contamination. The results show cross contamination is an issue in high-rise condominiums. With a low exhaust vent angle and the right wind direction and speed, contaminants can travel from an exhaust source to a fresh air supply in a significant quantity. The potential impact here is to protect the health and safety of all home owners living in high-rise condominiums that utilize in-suite ventilation systems.

As in-suite heat recovery ventilator (HRV) use increases, cases of cross-contamination and odour transmission in MURBs are beginning to appear. To mitigate these issues and maximize HRV benefits, a better design and construction methodology specific to MURBs is required. Previously conducted condition surveys suggest the possibility of the fresh air supply becoming contaminated by the exhaust air stream from adjacent units. It is suggested that the intake and exhaust configuration has a significant influence on the potential for cross contamination. The results show cross contamination is an issue in high-rise condominiums. With a low exhaust vent angle and the right wind direction and speed, contaminants can travel from an exhaust source to a fresh air supply in a significant quantity. The potential impact here is to protect the health and safety of all home owners living in high-rise condominiums that utilize in-suite ventilation systems.

Mastitis causes largest economic losses in dairy production. Sub-clinical mastitis is detected in 50% of lactating cows in Lithuania. Curing effect is transient if major causes and factors of mastitis are not eliminated. Prophylactic measures are directed to strengthen the immune system of the cow and to define and to eliminate all factors causing mastitis. Bacteria are present on skin of the teat in the surroundings. Use of antiseptics of cow teats before and after milking is the most effective preventive procedure that can prevent from new mastitis cases. Antiseptic solutions help to fight most opportunistic and contagious bacterial infections causing mastitis. Teat antiseptics can reduce mastitis incidence by 50 to 75 %. It is recommended to use antiseptic solutions for udder and teats, as they improve physical condition of the udder and milk quality. Agents for udder and teat antiseptics contain bactericidal, skin protecting components in aqueous solution. Bactericidal activity is defined to kill germs during chemical and biological reactions. Active ingredients are iodoforms, chlorhexidins, sodium hypochloride, sodium chloride, lactic acid, hypochloric acid, antimicrobial proteins and fatty acids. Teat dipping reduces bacterial milk contamination, and spreading of pathogens on the teats during the milking. For the present moment this procedure is also used in Europe. Spraying teats with two different concentrations of iodine solution before and after the milking... [to full text]

A standardized method to examine soil microbial health incorporating biomass, activity, and diversity measurements is currently lacking, limiting the use of this ecologically relevant endpoint in ecological risk assessments. The soil microbial health of a petroleum hydrocarbon-contaminated boreal forest soil, relative to a reference soil, was examined using a suite of tests. Microbial health impacts in the contaminated soil were observed using nitrification, organic matter decomposition, bait lamina, denaturing gradient gel electrophoresis, community level physiological profiling, and most enzyme assays. Results of heterotrophic plate count and respiration tests indicated higher culturable numbers and activity in the contaminated soil. A data integration technique was developed to incorporate the results from individual tests into an overall conclusion, indicating that soil contamination at the site moderately to severely impacted microbial health. The research presented lays the foundation for the development of a soil microbial health standardized method.

A DNA microarray capable of detecting 445 virulence factors (VFs) and antibiotic resistance genes was used to assess human and animal fecal E. coli isolates for pathogenic potential and host specificity. The only enteric pathotype detected was atypical EPEC, which was found in 3.7% of all isolates. 17% of human isolates were extraintestinal pathotypes, with the majority of these being uropathogenic. Isolates from humans and chickens were the most likely to have resistance to at least one class of antibiotic. VFs that were found almost exclusively in human isolates, when compared to one other group, included sat (10% of human isolates and no animal isolates), iucD and iut (24% of human, <1% mammal) and iha (16% human, <1% wild avian). Decision trees utilizing multiple probes to identify the source of an E. coli isolate were able to correctly identify the source of 79% of validation isolates in a human vs. animal comparison. / Environment Canada

The purpose of this work was to estimate metals bioaccessibility in soil samples from 15 city parks in Toronto, Ontario, Canada. Total metals concentrations were analyzed to identify contaminants that exceeded the Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) guidelines for residential/parkland use. Arsenic, barium, cadmium, cobalt, copper, lead, nickel and zinc were of particular interest as they have been known to have major effects on human health. Metal concentrations were below the CCME guidelines except for lead at three of the parks. Lead, copper and cadmium bioaccessibility in the soil samples as determined by an in-vitro physiologically based extraction test (PBET) were relatively high. Based on linear regression analyses there were no significant relationships between total metals and soil properties such as pH and total organic carbon (TOC). Generally there was negative correlation between metal bioaccessibility and TOC and positive correlation between bioaccessibility and soil pH.

There is a growing need to develop rapid and cost-effective ecotoxicological tools for risk assessment because traditional methods examine endpoints such as mortality, which do not provide any insight into the mode of action (MOA) of the chemical. Research presented within this thesis illustrates the potential of 1H NMR-based metabolomics as a rapid and routine ecotoxicological tool that can elucidate a chemical’s MOA and also aid in the identification of metabolites of exposure. Metabolomics involves measuring the fluctuations in the endogenous metabolites of an organism within a cell, tissue, bio-fluid or whole organism in response to an external stressor. We focused on the model polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) phenanthrene, and the perfluoroalkyl acids (PFAAs) perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctane sulfonate (PFOS), due to their recalcitrant nature and widespread prevalence in soil environments. 1H NMR-based metabolomics analysis of the exposure of Eisenia fetida earthworms to sub-lethal phenanthrene exposure via filter paper contact tests revealed a concentration-dependent two-phased MOA: a linear correlation between the metabolic response and exposure concentration at low concentrations followed by a plateau in the responses at high concentrations. Alanine, glutamate, maltose, cholesterol and phosphatidylcholine emerged as potential indicators of phenanthrene exposure. An increased energy demand and an interruption in the conversion of succinate to fumarate in the Krebs cycle were observed due to phenanthrene exposure. Sub-lethal PFOA and PFOS exposure to E. fetida via contact tests for two days revealed heightened responses with higher PFOA and PFOS concentrations. Leucine, arginine, glutamate, maltose, and ATP were identified as potential indicators of PFOA or PFOS exposure. E. fetida responses were then investigated after exposure for two, seven and fourteen days to an artificial soil that was spiked with sub-lethal PFOS concentrations. An exposure time-dependent operation of two separate MOAs were identified. Both the contact tests and artificial soil exposure studies identified an elevation in fatty acid oxidation, a disruption in energy metabolism and biological membrane structure, and also an interruption of ATP synthesis following PFOA and PFOS exposure. This thesis illustrates the promise of NMR-based metabolomics as a routine tool for ecotoxicological assessment of contaminated sites.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

There is a growing need to develop rapid and cost-effective ecotoxicological tools for risk assessment because traditional methods examine endpoints such as mortality, which do not provide any insight into the mode of action (MOA) of the chemical. Research presented within this thesis illustrates the potential of 1H NMR-based metabolomics as a rapid and routine ecotoxicological tool that can elucidate a chemical’s MOA and also aid in the identification of metabolites of exposure. Metabolomics involves measuring the fluctuations in the endogenous metabolites of an organism within a cell, tissue, bio-fluid or whole organism in response to an external stressor. We focused on the model polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) phenanthrene, and the perfluoroalkyl acids (PFAAs) perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctane sulfonate (PFOS), due to their recalcitrant nature and widespread prevalence in soil environments. 1H NMR-based metabolomics analysis of the exposure of Eisenia fetida earthworms to sub-lethal phenanthrene exposure via filter paper contact tests revealed a concentration-dependent two-phased MOA: a linear correlation between the metabolic response and exposure concentration at low concentrations followed by a plateau in the responses at high concentrations. Alanine, glutamate, maltose, cholesterol and phosphatidylcholine emerged as potential indicators of phenanthrene exposure. An increased energy demand and an interruption in the conversion of succinate to fumarate in the Krebs cycle were observed due to phenanthrene exposure. Sub-lethal PFOA and PFOS exposure to E. fetida via contact tests for two days revealed heightened responses with higher PFOA and PFOS concentrations. Leucine, arginine, glutamate, maltose, and ATP were identified as potential indicators of PFOA or PFOS exposure. E. fetida responses were then investigated after exposure for two, seven and fourteen days to an artificial soil that was spiked with sub-lethal PFOS concentrations. An exposure time-dependent operation of two separate MOAs were identified. Both the contact tests and artificial soil exposure studies identified an elevation in fatty acid oxidation, a disruption in energy metabolism and biological membrane structure, and also an interruption of ATP synthesis following PFOA and PFOS exposure. This thesis illustrates the promise of NMR-based metabolomics as a routine tool for ecotoxicological assessment of contaminated sites.