Suivi des contaminants dans les habitats des épaulards

Par : Joseph Kim, chercheur scientifique

Contaminants sur la côte de la Colombie-Britannique (C.-B.)

Il est tard dans la nuit et je remarque que d’autres données ont été téléchargées dans la base de données PollutionTracker . J’utilise ces données pour examiner les niveaux de contaminants à l’intérieur et autour de l’habitat critique des épaulards (zones où les épaulards passent une grande partie de leur temps). Ces données nous aident à mieux comprendre à quels contaminants les épaulards et autres organismes marins sont exposés et aux effets possibles sur la santé.

Le programme PollutionTracker a été créé par Ocean Wise en 2015 pour déterminer et surveiller la pollution marine dans la côte de la Colombie-Britannique. La base de données PollutionTracker stocke des dizaines de milliers d’enregistrements de données concernant les contaminants préoccupant la santé des océans. Les données sont regroupées en quatorze classes générales de contaminants, incluant les produits pharmaceutiques et de soins personnels, les retardateurs de flamme, les pesticides, les métaux lourds et les produits pétrochimiques, qui ont été détectés dans des sédiments et des moules collectés sur des sites le long de la côte de la Colombie-Britannique.

La plupart de ces contaminants sont d’origine humaine et pourraient nuire aux mammifères marins . Ils peuvent gravir les échelons de la chaîne alimentaire par les processus de « bioaccumulation » et de « biomagnification ».

Bioaccumulation et bioamplissement : que signifient-elles pour les épaulards ?

La bioaccumulation est le processus par lequel les contaminants pénètrent dans la chaîne alimentaire, passant de l’environnement ou de la nourriture à des organismes individuels et s’accumulant dans leurs tissus. Cela se produit lorsque les organismes ne peuvent pas éliminer les contaminants par excrétion (certains contaminants peuvent être excrétés, selon leurs propriétés chimiques et l’organisme). La biomagnification se produit lorsque les contaminants sont transmis d’un niveau de la chaîne alimentaire à l’autre, en augmentant de concentration à chaque niveau. La bioaccumulation et la bioamplification sont deux processus distincts qui se produisent souvent en même temps.

En général, les contaminants pénètrent et se concentrent à la base d’un réseau alimentaire, au sein d’organismes photosynthétiques comme le phytoplancton. Le zooplancton se nourrit de phytoplancton et accumule à son tour des contaminants à une concentration plus élevée. De nombreux zooplanctons sont consommés par de petits poissons, qui sont ensuite consommés par des poissons plus gros, et les concentrations de contaminants continuent de s’accumuler et de bioamplifier. Finalement, les contaminants sont transmis des proies aux prédateurs supérieurs de la chaîne alimentaire marine (les épaulards), ce qui entraîne les niveaux les plus élevés de contaminants.

Les types de contaminants les plus dangereux et toxiques trouvés chez les épaulards appartiennent à un groupe appelé polluants organiques persistants (POPs). Les POP sont réputés pour leur transport à longue portée et leur persistance dans l’environnement, et parmi les POP les plus connus figurent des pesticides tels que le Dichlorodiphényltrichloroéthane (DDT), des produits ignifuges appelés Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDE), ainsi que des contaminants chimiques industriels omniprésents tels que les polychlorobiphényles (PCB). Les POPs sont particulièrement préoccupants chez les épaulards car ils s’accumulent dans les tissus adipeux (graisse) et ont des effets négatifs sur la santé, tels que des troubles de la reproduction, la suppression du système immunitaire et la perturbation du système endocrinien (hormonal) (Buckman et al. 2011 ; Mos et al. 2006 ; Ross 2006).

La menace pour les épaulards due à l’exposition aux POP est évidente uniquement par les PCB. Des études ont montré des niveaux extrêmement élevés de PCB dans la graisse des épaulards de la Colombie-Britannique, ce qui en fait « parmi les mammifères marins les plus contaminés par les PCB au monde » (Ross et al. 2000).

Avec les preuves croissantes que les épaulards de la Colombie-Britannique sont vulnérables à la bioaccumulation de POP dans les réseaux trofiques, et compte tenu de leur statut actuel de « menacée » (résidents du nord et épaulards de Bigg) ou « en danger » (résidents du sud) en vertu de la Loi sur les espèces en péril (SARA) au Canada, des réglementations strictes pour l’évaluation et la gestion des contaminants devraient être mises en place afin de conserver l’habitat critique des épaulards.

Surveillance des sédiments et directives

Les contaminants se déplacent après être entrés dans l’environnement marin (Figure 2), et il a été démontré que les sédiments constituent à la fois un lieu de « stockage » et une « source » subséquente de contaminants, ce qui en fait un élément important de la surveillance des contaminants marins. Par dépôt et resuspension de sédiments, les contaminants sont stockés et remobilisés respectivement, réexposant ainsi les organismes aquatiques.

Les Lignes directrices de qualité des sédiments (SQG) sont un outil réglementaire disponible pour l’évaluation et la gestion des contaminants dans les environnements aquatiques. Les SQG représentent la concentration maximale d’un contaminant, ou d’une classe de contaminants, dans les sédiments en dessous desquels les effets négatifs sur la santé sont peu susceptibles d’apparaître chez les organismes marins .

Dans le contexte des épaulards, les SQG peuvent être utilisés pour évaluer les niveaux de contaminants dans les sédiments des habitats critiques des épaulards et fournir une indication des risques potentiels. Par conséquent, les informations sur les contaminants dans les sédiments ainsi que le développement et l’utilisation de SQG appropriés sont essentielles pour soutenir les efforts de conservation des épaulards.

En tant que chercheur scientifique et analyste de données chez Ocean Wise, j’utilise les données de contaminants de PollutionTracker pour mener une évaluation plus détaillée de la qualité critique de l’habitat des épaulards. Cela se fait en générant des cartes montrant les niveaux de contaminants sédimentaires dans et autour de l’habitat critique des épaulards et en comparant les concentrations aux SQG marins disponibles.

Ce projet est en partie financé par la National Fish and Wildlife Foundation et le programme Mitacs Accelerate.

Références:

Alava, J.J. et Gobas, F.A.P.C. 2016. Modélisant la bioaccumulation ^{de 137}Cs dans la chaîne alimentaire des épaulards résidents du saumon et des épaulards du nord-est du Pacifique après l’accident nucléaire de Fukushima. Science de l’environnement total, 544, 56–67

Buckman, A.H., Veldhoen, N., Ellis, G., Ford, J.K.B., Helbing, C.C., Ross, P.S. 2011. Modifications associées aux PCB dans l’expression de l’ARNm chez les épaulards (Orcinus orca) issues du NE Pacific Ocean Environmental Science and Technology, 45(23), 10194– 10202

Mos, L., Morsey, B., Jeffries, S.J. 2006 La pollution chimique et biologique contribue aux profils immunologiques des phoques communs en liberté. Toxicologie et chimie environnementales, 25, 3110–3117

Miller, A., Braig, S., Delisle, K., Ross, P.S. 2020. Les points chauds de pollution dans l’habitat des épaulards identifiés par un nouvel outil de conservation. Projecteur Ocean Watch. Association de conservation de l’océan, Vancouver, Canada. 22 pages

Ross, P.S., Ellis, G.M., Ikonomou, M.G., Barrett-Lennard, L.G., Addison, R.F. 2000. Fortes concentrations de PCB chez les épaulards du Pacifique en liberté, Orcinus orca : effets de l’âge, du sexe et des préférences alimentaires. Bulletin de pollution marine, 40 504–515

Ross P.S. 2006. Orques ignifuges (Orcinus orca) : produits chimiques ignifuges et impératif de conservation dans l’icône charismatique de la Colombie-Britannique, Canada. Revue canadienne des pêches et des sciences aquatiques, 63, 224–34