Le présent mémoire s'insère dans un projet de plus grande envergure ayant eu lieu de 2003 à 2006 et qui visait à caractériser qualitativement et quantitativement les eaux souterraines de la vallée d'Annapolis en Nouvelle-Écosse. Le projet intitulé « Étude des aquifères de la vallée Annapolis-Cornwallis » (ÉAVAC) était dirigé par la Commission géologique du Canada en partenariat avec le ministère de l'environnement de la Nouvelle-Écosse (Nova Scotia Environment and Labour, NSEL). L'utilisation intensive de fertilisants pendant de nombreuses années a induit une augmentation des concentrations en nitrates dans les eaux de surface et dans les eaux souterraines. La présente étude avait comme objectif de mieux comprendre la contamination de l'eau souterraine par les nitrates sur le bassin du ruisseau Thomas. Ce petit bassin (8 km²) situé au nord-ouest de la municipalité de Berwick, est considéré représentatif de l'ensemble de la vallée de par sa géologie, sa topographie et ses activités agricoles. Plus de la moitié des terres du bassin sont cultivées et les principales cultures sont la fléole des prés, la luzerne, l'orge, les fraises et le maïs. Des travaux de terrain effectués en 2005 et 2006 ont permis de recueillir plusieurs échantillons de sol et d'eau sur lesquels des analyses granulométriques et géochimiques (pH, conductivité, ions majeurs), isotopiques (isotopes stables de l'eau et des nitrates) ont été effectuées. À partir de ces résultats et d'une carte d'occupation du territoire, il a été possible de simuler la migration des nitrates au travers de la zone non saturée à l'aide d'un logiciel de modélisation (AGRIFLUX). Finalement, une évaluation de la vulnérabilité intrinsèque et spécifique à la contamination des nitrates a été effectuée à l'aide de la méthode DRASTIC standard et modifiée. Les analyses en laboratoire ont révélé que la partie centrale de la zone à l'étude montre des concentrations en nitrates élevées (>10 mg N-NO₃/L) dans l'eau de l'aquifère rocheux. Les résultats de modélisation indiquent que la culture de la fraise et de l'orge ainsi que celle de la fléole des prés provoque un lessivage élevé en nitrates. Cependant, ces cultures ne sont pas situées dans les secteurs où les plus fortes concentrations en nitrates ont été décelées. L'utilisation de la méthode DRASTIC modifiée a permis d'obtenir une meilleure corrélation entre les concentrations mesurées et les zones de vulnérabilité par rapport à la méthode standard, mais la zone caractérisée par les plus fortes concentrations en nitrates n'est toujours pas classifiée vulnérable. Les caractéristiques géologiques de la région à l'étude et les directions d'écoulement souterrain pourraient expliquer ce résultat. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hydrogéologie, Nitrates, Modélisation, AGRIFLUX, Vulnérabilité, DRASTIC.

Les communautés autochtones et non autochtones de la région de Chibougamau s'inquiètent de la présence de mines sur le bassin versant de lacs fréquemment utilisés pour la pêche sportive et de subsistance. Cette étude concerne quatre lacs dont trois sont impactés par le lessivage de parcs à résidus issus de l'extraction industrielle de cuivre et de zinc. Cette recherche caractérise la pollution au mercure due à la biodisponibilité de cet élément et les risques de contamination des poissons. L'objectif est de différencier l'origine du Hg sédimentaire, entre le lessivage du bassin versant et celui des parcs à résidus, puis d'évaluer le potentiel de méthylation du Hg par rapport aux particularités biogéochimiques de ces milieux. Cette recherche utilise des indicateurs de géochimie inorganique (concentrations en métaux et métaux lourds, diffractométrie aux rayons X, granulométrie) de manière à caractériser l'intensité, l'extension géographique et l'évolution chronologique de la contamination des sédiments. Ces données sont complétées par des indicateurs organiques tels que le rapport (C/N)a et les biomarqueurs de la lignine pour caractériser le transfert de matière organique terrigène (MOT) depuis les bassins versants. Les différences observées dans la nature et l'origine de la matière organique terrigène permettent d'expliquer certaines variations des teneurs en mercure. Par ailleurs la caractérisation moléculaire de la MOT permet d'évaluer son état de dégradation. Ces nouvelles données sont mises en relation avec les teneurs en méthyle mercure afin d'expliquer dans une certaine mesure le potentiel de méthylation des milieux caractérisés. Il apparaît ainsi que des milieux situés à proximité des mines ont subi une contamination importante en Hg. Pourtant le potentiel de méthylation de ces milieux est moins élevé que celui des sédiments situés plus en aval, ayant reçu des apports en Hg moins importants. De la même façon des sédiments situés en dehors de toute influence minière ont des teneurs en Hg plus élevées que certains milieux proches des mines. Ces différences s'expliquent notamment par la quantité et la qualité de la MOT arrivant dans le système aquatique qui agit sur le métabolisme des bactéries méthylatrices.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Ecologie : Metz : 1981. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliographiques. Index.

Située dans une zone rurale de la Montérégie près de Montréal, le site des « lagunes de Mercier» comprend une nappe phréatique contaminée depuis 1968 par des déversements d'hydrocarbures et d'autres composés toxiques. Ces déversements autorisés jusqu'en 1972 par les pouvoirs publics, ont été suivis de déversements illégaux pendant plusieurs années, par la firme opérant l'incinérateur de déchets dangereux, chargée de décontaminer ces lagunes... Après bientôt quatre décennies de mal gestion environnementale, la contamination des eaux souterraines s'étend désormais sur près de 35 kilomètres carrés, alors que les émanations de cet incinérateur, le seul incinérateur industriel de produits liquides dangereux au Québec et le plus vieux au Canada, contribuent à la contamination de l'air, des sols et de l'eau de ce milieu déjà lourdement éprouvé, Dans ce mémoire, nous désignerons la contamination des « lagunes» et celle liée à l'incinérateur de déchets dangereux par l'expression «catastrophe écologique de la région de Mercier» en rappelant qu'elle est considérée comme l'une des plus grandes catastrophes écologiques du Québec, voire d'Amérique du Nord. Bien que plusieurs recherches, études et rapports aient été réalisés sur ce dossier bien connu des milieux environnementaux, ce mémoire est le premier à aborder cette problématique sous l'angle des sciences sociales avec pour objectif d'analyser, dans une approche écosanté, l'histoire socio-politique de ce dossier de contamination majeure qui, amorcé en 1968, perdure encore en 2007. Notre intention est de comprendre pourquoi ce dossier, malgré l'importance des coûts socio-environnementaux engendrés, ainsi que toutes les crises sociopolitiques et les mobilisations collectives suscitées, non seulement n'a pas été résorbé au cours des quatre dernières décennies, mais s'est au contraire complexifié. Cela témoigne-t-il de l'échec du rôle de protection de la santé et de l'environnement dévolu à l'État qui, responsable au premier chef n'a jamais réussi, en 38 ans, à résoudre ce dossier de façon durable et satisfaisante? Ce mémoire s'appuie sur une revue de littérature, sur une imposante analyse documentaire (analyses techniques, rapports publics, revue de presse, archives. municipales et privées, etc.) et sur une quinzaine d'entretiens semi-directifs avec des acteurs-clés de cette longue saga socio-environnementale (citoyens, écologistes, agriculteurs, élus municipaux et industriels). Pour mieux comprendre l'évolution de ce dossier et les différents épisodes de mobilisations collectives qui ont marqué l'histoire de cette catastrophe écologique, nous en avons analysé les dynamiques sociales et les différentes stratégies d'intervention, les types d'organisation et les intérêts en jeu, au fil de l'évolution du contexte socio-politique. Une demande récurrente a été, depuis 38 ans, au coeur de toutes les revendications citoyennes, celle de connaître les risques écologiques et sociosanitaires de la contamination et d'assurer la décontamination du site et éventuellement la fermeture de l'incinérateur. La crainte des risques socioéconomiques, bien que moins présente, explique parfois l'inaction, le silence, voire certains gestes d'intimidations à l'égard de certains citoyens. Enfin, nous examinons l'actuelle mobilisation collective, qui, issue d'un urgent besoin de suivi environnemental et sanitaire, a incité le démarrage d'une recherche universitaire Diagnostic Écosanté Mercier sous la direction d'une équipe du CINBIOSE de l'UOAM. Menée en étroite collaboration avec la communauté et incluant un volet de surveillance communautaire de la pollution par une coalition d'acteurs sociaux, celle-ci a pour objectif de documenter ce dossier de contamination de façon rigoureuse et indépendante afin d'inviter les différents responsables à prendre les mesures appropriées pour résoudre enfin cet épineux dossier. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Lagunes de Mercier, Catastrophe écologique, Sociologie de l'environnement, Pollution, Déchets industriels, Hydrocarbures, Mobilisations collectives, Approche écosanté, Approche écosystémique, Écocitoyen.

Certains métaux peuvent agir comme perturbateurs endocriniens: les truites arc-en-ciel vivant dans les lacs contaminés au cadmium (Cd) ou au zinc (Zn) présentent une sécrétion cortisolique affaiblie en réponse au stress comparativement à celles non exposées. Des études in vitro ont révélé que le Cd et le Zn agissent directement sur la cellule adrénocorticale et nous avons démontré que le ¹⁰⁹Cd est transporté dans ces cellules par un système de transport spécifique. Comme la sécrétion cortisolique en réponse à l'adrénocorticotrophine (ACTH) impliquerait un influx de calcium (Ca), nous avons émis l'hypothèse que le Cd et le Zn inhiberaient cet influx. Les effets réciproques du Cd et du Ca, ainsi que du Zn, sur le transport de ¹⁰⁹Cd et de ⁴⁵Ca ont été caractérisés dans des cellules adrénocorticales isolées de truites d'élevage. Nous avons utilisé des milieux d'incubation inorganiques et avons analysé les résultats en terme de spéciation des métaux. Nos résultats démontrent l'existence d'un transport spécifique pour le ⁴⁵Ca. Des inhibitions réciproques entre le Cd et le Ca ont été observées en conditions optimisant les niveaux de Cd²⁺ comparativement aux chloro-complexes (CdCln²¯n). Le Zn inhibe préférentiellement le transport de ¹⁰⁹CdCln²¯n sans affecter l'accumulation de ⁴⁵Ca. Le Cd pourrait donc perturber la sécrétion de cortisol en diminuant la biodisponibilité du Ca dans les cellules stéroïdogéniques du tissu interrénal, mais il est peu probable que le Zn agisse ainsi. Le transport de ¹⁰⁹Cd étant inhibé par le Zn, ces deux métaux n'agiraient pas en synergie sur la fonction hormonale. Cette étude valide l'utilisation de cellules adrénocorticales isolées pour mieux comprendre la défaillance cortisolique observée chez les poissons vivant en écosystèmes contaminés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cadmium, Zinc, Calcium, Cortisol, Spéciation, Inhibition réciproque.

La production de toxines telles que la microcystine (MC) est le principal problème de santé publique relié à la croissance excessive des cyanobactéries dans les lacs eutrophes. La toxicité résultante sera reliée à la dominance de genres potentiellement toxiques au sein de la communauté. Dans le cadre de cette étude, cinq lacs du bassin versant de la rivière Yamaska (Québec) ont été échantillonnés durant l'été 2007. Les cyanobactéries ont été caractérisées sur un gel contenant un gradient de dénaturant (DGGE) à la suite de l'amplification du gène 16S du ribosome. De plus, un dénombrement microscopique classique a été entrepris. Les toxines ont aussi été dosées de deux façons, soit une méthode immuno-enzymatique et une autre basée sur la chromatographie liquide. Les résultats confirment l'association des genres potentiellement toxiques à la concentration de MC, en particulier Anabaena. Ces corrélations sont meilleures lorsqu'entreprises à partir des données taxonomiques, avec un r2 aj. atteignant 0,64 (p<0,0001). Les données DGGE, moins adaptées à la détermination d'un modèle prédictif de MC, expliquent néanmoins une partie de la variation lorsque celle-ci est partitionnée dans une analyse de redondance. De plus, les analyses moléculaires étaient plus sensibles aux changements dans la communauté. La vitesse de changement telle que déterminée par DGGE était corrélée à celle déterminée par la taxonomie sur l'échantillon pris deux semaines plus tard (n=22, r2 adj. = 0.32, p=0.004). Ceci pourrait conférer au DGGE une valeur prédictive intéressante puisque la dynamique des communautés a montré une association entre stabilité et toxicité dans deux des cinq lacs. Cette stabilité, exprimée sous forme de taux de changement, est associée aux températures les plus élevées de la saison (r2 aj. = 0,21 pour le DGGE et 0,28 pour la taxonomie, p<0,005). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cyanobactéries toxiques, succession saisonnière, Haute-Yamaska, Microcystis, DGGE

La pollution des milieux aquatiques est un problème majeur qui a des répercussions importantes au niveau récréatif et commercial, mais également sur la santé des populations humaines, animales et végétales. Les écosystèmes aquatiques sont susceptibles d'être contaminés par une multitude de polluants provenant de sources anthropiques qui peuvent entrainer plusieurs conséquences directes ou indirectes. Le développement de tests rapides pour détecter les polluants aquatiques est essentiel afin d'évaluer le potentiel de risque d'un plan d'eau ou d'une source d'eau potable. L'objectif de mon mémoire a été d'évaluer l'efficacité des bioessais basés sur la fluorescence chlorophyllienne de phytoplancton dans l'étude de problématiques environnementales émergentes telles que la prolifération des cyanobactéries toxiques et la pollution par les perturbateurs endocriniens. Les bioessais basés sur l'activité photosynthétique d'algues ont démontré une grande sensibilité à divers polluants. Or, ils n'ont jamais été utilisés avec les perturbateurs endocriniens et très peu pour les microcystines (MCs). Nous avons donc évalué si ces toxiques influencent l'efficacité photochimique et comment les flux d'énergie du photosystème II (PSII) sont affectés. Pour y parvenir, quatre algues vertes (Chlamydomonas reinhardtii, Pseudokirchneriella subcapitata, Scenedesmus obliquus et Chlorella vulgaris) ont été exposées à des standards de MC (variantes LF, LR, RR, YR) ainsi qu'à des extraits de MC provenant de culture de Microcystis aeruginosa CPCC299, une cyanobactérie toxique. Aussi, ces mêmes espèces (à l'exception de C. vulgaris) ainsi que deux souches de cyanobactéries, M. aeruginosa CPCC299 et CPCC632 ont été exposées aux perturbateurs endocriniens (4-octylphénol, 4-nonylphénol et β-estradiol). Des mesures de l'efficacité photochimique ont été effectuées à l'aide des f1uorimètres PEA (Hansatech Ltd.) et LuminoTox (Lab_Bell Inc.). Nous avons démontré qu'en seulement 15 minutes d'exposition, les toxiques testés ont un effet significatif sur l'activité photosynthétique des organismes utilisées. Une différence de toxicité entre les standards de MC et une plus grande toxicité ont été mesurées pour l'extrait de MC comparativement à la toxine pure équivalente, soit MC-LR. Les trois perturbateurs endocriniens testés ont affecté les flux d'énergie du PSII des phytoplanctons exposés mais l'espèce P. subcapitata s'est avérée tolérante. De plus, les algues étudiées ont manifesté une sensibilité différente face aux toxiques testés, l'espèce la plus sensible face aux MCs et aux perturbateurs endocriniens étant respectivement S. obliquus et M. aeruginosa (CPCC632). Le choix de l'espèce est donc à considérer dans l'élaboration d'un bioessai sensible. Finalement, bien que le PEA s'est avéré moins sensible que le LuminoTox face aux MCs, il a permis d'obtenir de l'information sur le mode d'action des MCs au niveau du PSII. À la lumière de ces résultats, nous pouvons envisager l'utilisation des bioessais basés sur l'efficacité photochimique du phytoplancton pour détecter les MCs et les perturbateurs endocriniens dans un échantillon d'eau. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : bioessais, photosynthèse, perturbateurs endocriniens, microcystines, phytoplancton.

Thèse de doctorat : Pharmacie. Chimie et Microbiologie de l'Eau : Nancy 1 : 2003. / Thèse : 2003NAN12501. Titre provenant de l'écran-titre.

L'utilisation massive des retardateurs de flamme organohalogénés dans les produits manufacturés se solde, à ce jour, par une dispersion importante de ces composés dans l'environnement et par leur accumulation au sein des espèces aviaires notamment. À cet effet, il fut mesuré les plus fortes concentrations du congénère BDE-209 (composante principale du mélange Déca-BDE) couplé à une forte détection des isomères du Déchlorane Plus (syn- et anti-DP) dans les tissus de goéland à bec cerclé (GBC) nichant dans le fleuve Saint-Laurent, en aval de Montréal. En raison de leur forte charge en halogène et leur poids moléculaire important, le BDE-209 et le DP ont été considérés comme étant peu biodisponibles et très stables d'un point de vue physicochimique. Or, en ce qui a trait au BDE-209, plusieurs produits de débromination ont également été quantifiés dans ces mêmes tissus, mais leurs sources restent encore ambiguës. Par ce travail de recherche, nous avons donc tenté de vérifier l'hypothèse proposant que le BDE-209 et les isomères du DP représentent de bons substrats à l'action des enzymes de biotransformation isolées des microsomes hépatiques de GBC, résultant ainsi en une série de produits déhalogénés. Cette étude a donc pour but d'élucider le potentiel de biotransformation du BDE-209 et des deux isomères du DP à l'aide d'un essai de biotransformation in vitro (90 min) utilisant des microsomes hépatiques de GBC naturellement exposés, et ce, en les comparant à un congénère métabolisable (BDE-15) et à un autre étant résistant à la dégradation enzymatique (BDE-153). Basé sur un gradient d'activité EROD hépatique (faible, moyen et élevé), les oiseaux ayant une activité EROD moyenne ont démontré une diminution significative d'environ 20% du BDE-15 alors qu'aucune dégradation significative n'a été obtenue pour le BDE-153, -209 et pour les isomères du DP. Également, le pourcentage de dégradation du BDE-15 entre les groupes d'activité EROD « faible » et « moyen » a varié d'un peu plus de 10% laissant entrevoir qu'une certaine induction enzymatique serait favorable aux fins de la biotransformation de ce congénère. En somme, le présent travail ne permet pas d'expliquer la présence des produits de débromination du BDE-209 dans les tissus du GBC étant donné l'absence de biotransformation observée lors de l'essai in vitro. Ces produits pourraient toutefois avoir été absorbés par leur alimentation et/ou leur environnement quoique l'on ne puisse exclure que des processus métaboliques affectant l'intégrité moléculaire du BDE-209 aient véritablement lieu chez le GBC. Quant aux isomères du DP, il semble qu'ils ne soient pas susceptibles à la biotransformation dans le cadre du design expérimental réalisé. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Retardateur de flamme halogéné, polybromodiphényléther (PBDE), Déchlorane Plus (DP), oiseau, biotransformation in vitro, microsomes hépatiques

Les approches physico-chimiques étant insuffisantes pour évaluer l'impact de la pollution sur les écosystèmes , de nombreux bioessais, variant de par le niveau d'organisation représenté, ont été développés. Parmi ces essais on trouve les essais en microcosme aquatique de laboratoire qui sont un compromis entre les essais monospécifiques standards de laboratoire, méthodes couramment employées mais très simplifiées et peu représentatives sur le plan écologique et les essais en mésocosme extérieurs, plus représentatifs mais coûteux, lourds à mettre en œuvre, moins réplicables et plus difficiles à interpréter. Dans ce travail, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'essai initialement développé par Clément et Cadier (1998). Cet outil permet d'évaluer l'effet de substances ou de matrices potentiellement contaminées sur un écosystème artificiel composé d'eau et de sédiment, dans lesquels sont introduites simultanément 5 espèces aquatiques d'eau douce usuellement employées dans des essais de toxicité mono-spécifiques : l'algue Pseudokirchneriella subcapitata, la lentille d'eau Lemna minor, la daphnie Daphnia magna, l'amphipode Hyalella azteca et l'insecte Chironomus riparius. Cet essai en microcosme a été utilisé dans de nombreux projets depuis sa conception mais sa variabilité demeurait la principale limite malgré les améliorations successives. Le principal objectif de ce travail était donc d'optimiser l'essai. La principale amélioration testée a été le renouvellement continu de l'eau du système, qui a permis de stabiliser les paramètres physico-chimiques de la colonne d'eau des microcosmes et la densité algale, et ainsi d'améliorer le développement des organismes et la réplicabilité de l'essai. Le cadmium a été utilisé comme contaminant modèle afin d'évaluer les développements méthodologiques proposés. La diminution de la variabilité en présence de renouvellement d'eau augmente la capacité à détecter des effets sublétaux sur les organismes pélagiques avec les tests statistiques classiques. Le développement d'un cadre de modélisation dynamique a permis de comparer la sensibilité des daphnies au cadmium dans des expériences aux profils d'exposition différents.