7 Le point sur la recherche

Les scientifiques d'Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) et de Santé Canada (SC) mènent un large éventail de travaux de recherche pour éclairer les évaluations et la gestion des risques associés à diverses substances pour la santé humaine et l'environnement. Il arrive fréquemment que des scientifiques d'autres organismes et d'universités du Canada et du monde entier collaborent à ces travaux.

Dans la présente section, nous présentons les faits saillants des travaux de recherche publiés en 2021-2022. L'identificateur d'objet numérique (DOI) ou le numéro international normalisé du livre (ISBN) a été fourni pour chaque publication de recherche. Pour obtenir un accès en ligne à une publication particulière, copiez et collez le DOI (par exemple, DOI:17.1019/acs.est.1q03279) ou l'ISBN dans la barre de recherche de votre moteur de recherche. La liste complète de toutes les études publiées en 2021-2022 se trouve à l'annexe.

7.1 Substances chimiques

La recherche sur les substances chimiques vise principalement à :

• combler les lacunes dans les données des évaluations et de la gestion des risques;
• élaborer des méthodes et des approches nouvelles pour améliorer l'établissement des priorités, étayer l'évaluation des risques et réduire les expériences sur les animaux;
• évaluer le devenir et les effets des substances toxiques, des mélanges environnementaux complexes et d'autres substances préoccupantes pour l'environnement et la santé humaine;
• déterminer l'ampleur de l'exposition de l'environnement et des humains aux contaminants;
• étudier la toxicité des produits chimiques, y compris leurs effets sur le système endocrinien;
• étudier les effets des produits chimiques sur la santé humaine.

SC mène également des recherches pour soutenir l'élaboration de règlements et de lignes directrices, dans le but d'améliorer la santé humaine en réduisant l'exposition de la population aux polluants.

Au cours de l'année 2021-2022, des recherches sur les produits chimiques ont été réalisées par les deux ministères dans le cadre de plusieurs programmes, notamment le Plan de gestion des produits chimiques (PGPC), le Programme de lutte contre les contaminants dans le Nord (PLCN), le programme de l'Application stratégique des technologies génomiques dans le domaine de l'environnement (STAGE), Génome Canada et l'Initiative de protection des Grands Lacs.

7.1.1 Activités de recherche à Environnement et Changement climatique Canada

Dans le cadre du PGPC, ECCC a mené des activités de recherche dans 21 projets. Il s'agissait soit de nouveaux projets, soit de la poursuite de projets en cours ralentis par la pandémie et la suspension des travaux en laboratoire et sur le terrain. Certains de ces travaux ont pu progresser dans le cas des projets de recherche menés en partenariat avec des universités qui n'ont connu que de courtes périodes d'interruption. Les études sur les effluents municipaux comprenaient la caractérisation des rejets toxiques liés aux intrants des usines textiles et l'évaluation de l'exposition des organismes du milieu récepteur aux inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS). Des évaluations sur le terrain et en laboratoire des substances chimiques d'intérêt prioritaire, notamment les substances perfluoroalkyliques, les sulfonates d'alkylbenzène et le plomb chez les crustacés, les poissons, les moules et les grenouilles, ont également été entamées. Des progrès importants ont été réalisés dans tous les projets de recherche sur le plan de l'analyse des données et de la publication d'articles. Une série d'articles sur les produits chimiques dans l'environnement ont été publiés par les scientifiques d'ECCC en 2021-2022, dont certains sont présentés ci-dessous.

7.1.1.1 Produits chimiques dans l'environnement

• Substances ignifuges organiques et autres substances d'intérêt prioritaire

  Objectif de la recherche : Des études à l'échelle mondiale ont été menées sur les sources, les concentrations et le comportement dans l'air des produits ignifuges organophosphorés et du bisphénol A (BPA), et leurs risques associés pour la santé humaine.

  Résultats :  Une nouvelle méthodologie a été présentée pour évaluer les risques associés aux produits chimiques en suspension dans l'air comprenent les risques associés à tout nouveau produit créé par des réactions chimiques atmosphériques du produit chimique d'origine. Elle a révélé que les produits de transformation des produits ignifuges organophosphorés sont présents dans le monde entier, ce qui représente un risque d'exposition jusqu'alors non reconnu pour les populations urbaines du monde entier. Les évaluations des risques associés aux produits chimiques commerciaux doivent tenir compte de ces transformations atmosphériques.

  En raison de leur faible volatilité, le BPA et ses analogues sont principalement présents dans l'air en association avec des particules, ce qui a des répercussions importantes pour leur persistance dans l'air et le rôle des particules (notamment les microplastiques) dans leur transport et leur dépôt.

   

  Publications : Liu, Q., Li, L., Zhang, X., Saini, A., Li, W., Hung, H., Hao, C., Li, K., Lee, P., Wentzell, J.J.B., Huo, C., Li, S.-M., Harner, T., Liggio, J. Uncovering global-scale risks from commercial chemicals in air, Nature, 600 (7889), pp. 456-461, DOI:10.1038/s41586-021-04134-6, 2021

  Vasiljevic, T., Harner, T. Bisphenol A and its analogues in outdoor and indoor air: Properties, sources and global levels, Science of the Total Environment, 789, 48013, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.148013, 2021

• Microfibres et microplastiques dans l'Arctique canadien

  Objectif de la recherche : La première étude à l'échelle de l'Arctique canadien sur les particules d'origine humaine dans les sédiments marins prélevés dans 14 sites entre 2014 et 2017.

  Résultats : L'analyse des microfibres a permis d'établir que 69 % d'entre elles étaient d'origine humaine, dont 82 % étaient des microfibres (cellulose synthétique ou modifiée, comme celle des vêtements) et 15 % des microplastiques. Les concentrations de particules artificielles dans les sédiments secs allaient de 0,6 à 4,7 particules par gramme, ce qui peut dépasser certaines concentrations enregistrées dans les zones urbaines à proximité de sources de pollution plastique, ce qui indique que l'Arctique canadien est un « puits » où s'accumule la pollution par les fibres artificielles.

  Publication : Adams, J.K., Dean, B.Y., Athey, S.N., Jantunen, L.M., Bernstein, S., Stern, G., Diamond, M.L., Finkelstein, S.A. Anthropogenic particles (including microfibers and microplastics) in marine sediments of the Canadian Arctic (2021) Science of the Total Environment, 784, art. no. 147155, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.147155

• Mercure

  Objectif de la recherche : Décrire les tendances des concentrations de mercure dans le temps, retracer les sources, le transport et le dépôt de mercure et évaluer le bilan massique du mercure total en Arctique, mettre en évidence, dans le contexte des changements climatiques, les préoccupations relatives au mercure dans l'environnement et à la cryosphère de l'Arctique, et évaluer l'incidence des émissions des sables bitumineux sur les concentrations de mercure.

  Résultats : Plus de 98 % du mercure atmosphérique présent dans l'Arctique est émis en dehors de la région, et environ 80 tonnes de mercure sont rejetées chaque année dans l'océan Arctique par les rivières et l'érosion côtière. Le dépôt atmosphérique de mercure dans l'océan et la sédimentation peuvent être sous-estimés de près de 100 %. Il a été déterminé que la fonte de la glace de mer, la dynamique de la glace de mer, le dégel du pergélisol, les variations de température de l'océan et les processus atmosphériques ont une incidence significative sur le cycle du mercure dans l'Arctique. Il a été constaté que les sources de mercure mondiales étaient responsables du dépôt de fond annuel de mercure dans la région des sables bitumineux de l'Alberta, tandis que les émissions de mercure provenant des sables bitumineux constituaient une part importante du dépôt de mercure dans le voisinage immédiat des exploitations de sables bitumineux.

  Un certain nombre de scientifiques d'ECCC ont été les auteurs principaux et les auteurs collaborateurs de l'évaluation scientifique 2021 produite par le Programme de surveillance et d'évaluation de l'Arctique (PSEA), qui résume les connaissances actuelles sur le mercure dans l'Arctique, y compris les facteurs déterminant les concentrations de mercure et les effets de l'exposition au mercure sur le biote arctique et la santé humaine. L'évaluation comprenait une évaluation de nombreux ensembles de données pour décrire les tendances du mercure dans l'Arctique sur plus des 20 dernières années, ainsi qu'une étude des sources, du transport et du dépôt de mercure vers et dans l'Arctique. Les concentrations atmosphériques dans l'Arctique sont généralement en baisse, probablement en raison de la diminution générale des émissions des principales sources les plus proches de l'Arctique, tandis que des tendances à la hausse et à la baisse du mercure dans le biote arctique ont été observées au cours des deux dernières décennies. Les émissions contemporaines produites par l'homme et la réémission de la contamination ancienne par le mercure (p. ex., par les feux de forêt) sont des sources importantes qui transportent cette substance chimique vers l'Arctique par les courants atmosphériques et océaniques et les cours d'eau. L'évaluation a fourni des informations mises à jour sur les processus de transport à grande distance et de dépôt et a permis de mieux comprendre comment le mercure est stocké et circule dans l'environnement arctique.

  Publications : Dastoor, A., Angot, H., Bieser, J., Christensen, J.H., Douglas, T.A., Heimbürger-Boavida, L.-E., Jiskra, M., Mason, R.P., McLagan, D.S., Obrist, D., Outridge, P.M., Petrova, M.V., Ryjkov, A., St. Pierre, K.A., Schartup, A.T., Soerensen, A.L., Toyota, K., Travnikov, O., Wilson, S.J., Zdanowicz, C. Arctic mercury cycling. Nat Rev Earth Environ 3, 270–286 (2022), DOI: 10.1038/s43017-022-00269-w

  Steffen, A., Angot, H., Dastoor, A., Dommergue, A., Heimbürger-Boavida, L.-E., Obrist, D., and Poulain, A.: Mercury in the Cryosphere, Chapter 9. Advances in Atmospheric Chemistry. Volume 3: Chemistry in the Cryosphere, Part 2, 459–502 (2022), DOI: 10.1142/9789811230134_0009

  Dastoor, A., Ryjkov, A., Kos, G., Zhang, J., Kirk, J., Parsons, M., and Steffen, A.: Impact of Athabasca oil sands operations on mercury levels in air and deposition, Atmos. Chem. Phys., 21, 12783–12807 (2021), DOI: 10.5194/acp-21-12783-2021

  Morris, A.D., Rigét, F., Wilson, S., Steffen, A., Stupple, G. + 71 additional coauthors, AMAP Assessment 2021: Mercury in the Arctic, Chapter 2: Temporal Trends of Mercury in Arctic Media, Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Tromsø, Norway, 2021.

  Dastoor, A., Zhang, L. + 41 additional coauthors, AMAP Assessment 2021: Mercury in the Arctic, Chapter 3: Changes in Arctic Mercury Levels: Emissions Sources, Pathways and Accumulation, Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Tromsø, Norway, 2021.

• Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et composés aromatiques polycycliques (CAP)

  Objectif de la recherche : Caractériser les HAP dans l'air ambiant urbain et semi-urbain, et évaluer les risques sanitaires en appréciant les effets de la taille des particules de CAP sur l'exposition humaine.

  Résultats : Une étude a permis d'examiner la contribution de 22 HAP alkylés individuels à la concentration globale et à la toxicité des HAP dans l'air à Toronto, en Ontario, et a permis de constater que ces HAP alkylés et gazeux, qui ne sont pas systématiquement visés par les nombreux programmes de surveillance de la qualité de l'air, ont une incidence toxique importante.

  Dans une étude évaluant la distribution granulométrique des CAP dans des échantillons et ses effets sur la santé humaine, il a été déterminé que l'exposition aux CAP par voie cutanée est comparable à l'exposition par inhalation, en matière de risques de cancer à vie, malgré des doses d'exposition cutanée quotidienne plus faibles, ce qui signifie que les répercussions sur la santé peuvent être sous-estimées si seule l'exposition par inhalation est prise en compte.

  Publications : Moradi, M., Hung, H., Li, J., Park, R., Shin, C., Alexandrou, N., Iqbal, M.A., Takhar, M., Chan, A., Brook, J.R.: Assessment of Alkylated and Unsubstituted Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Air in Urban and Semi-Urban Areas in Toronto, Canada, Environ. Sci. Technol. 2022, 56, 5, 2959–2967, DOI:10.1021/acs.est.1c04299

  Tian, M., Liang, B., Zhang, L., Hu, H., Yang, F., Peng, C., Chen, Y., Jiang, C., Wang, J. Measurement of size-segregated airborne particulate bound polycyclic aromatic compounds and assessment of their human health impacts - A case study in a megacity of southwest China (2021) Chemosphere, 284, art. no. 131339, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.131339

• Polluants organiques persistants (POP) et produits chimiques nouvellement préoccupants pour l'Arctique

  Objectif de la recherche : Examen de la littérature scientifique concernant les biphényles polychlorés produits de façon non intentionnelle (UP-PCB), étude du transport et de la circulation de divers contaminants dans l'Arctique et examen des concentrations d'hexachlorocyclohexane (un pesticide) dans les eaux du lac Supérieur.

  Résultats : Un examen des voies de formation et du transport des UP-PCB a permis de déterminer que la fabrication de teintures et de pigments et les procédés thermiques industriels produisent des émissions d'UP-PCB dans le monde entier. Les UP-BPC représentent une proportion importante des BPC totaux, de quelques pour cent à 85 %, et ce pourcentage continue d'augmenter.

  Les changements climatiques augmentent le transport des contaminants tels que les POP et les NPCPA dans les écosystèmes arctiques. Par exemple, la fonte des glaciers et du pergélisol libère ces contaminants dans les écosystèmes marins et d'eau douce.

  De 1986 à 2016, les concentrations de deux isomères de l'hexachlorocyclohexane ont été surveillées dans les eaux du lac Supérieur. En 2016, il ne restait plus que 2,7 % et 7,9 % des quantités de 1986 des deux isomères. Le principal processus d'élimination était la volatilisation, suivie de la dégradation et de l'écoulement par les rivières, tandis que la sédimentation était mineure. L'étude souligne le succès des contrôles réglementaires des pesticides ainsi que l'importance de la surveillance à long terme des produits chimiques dans l'eau pour interpréter les processus d'élimination et les tendances dans le biote.

  Publications : Mastin, J., Harner, T., Schuster, J.K., South, L.: A review of PCB-11 and other unintentionally produced PCB congeners in outdoor air, Atmospheric Pollution Research, 13 (4), art. no. 101364, DOI:10.1016/j.apr.2022.101364

  Hung, H., Halsall, C., Ball, H., Bidleman, T., Dachs, J., De Silva, A., Hermanson, M., Kallenborn, R., Muir, D., Sühring, R., Wang, X., Wilson, S.: Climate change influence on the levels and trends of persistent organic pollutants (POPs) and chemicals of emerging Arctic concern (CEACs) in the Arctic physical environment - a review, Environ. Sci.: Processes Impacts, 2022, DOI: 10.1039/D1EM00485A

  Bidleman, T.F., Backus, S., Dove, A., Lohmann, R., Muir, D., Teixeira, C., Jantunen, L.: Lake Superior Has Lost over 90% of Its Pesticide HCH Load since 1986, Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 14, 9518–9526, DOI: 10.1021/acs.est.0c07549

7.1.1.2 Substances chimiques et effets sur la faune et les poissons ainsi que sur les réseaux trophiques et écosystèmes associés

• Examens du mercure et de ses effets biologiques dans l'exposition du biote arctique

  Objectif de la recherche : Le Programme de surveillance et d'évaluation dans l'Arctique (PSEA) a publié une évaluation scientifique du mercure dans l'Arctique en 2021. La rédaction de ce rapport du PSEA et des articles de périodiques connexes a été rendue possible grâce aux contributions en données et à la participation d'experts internationaux sur le mercure (dans l'Arctique), dont de nombreux scientifiques d'ECCC. Les chapitres de cette nouvelle évaluation du mercure ont été révisés et publiés sous forme d'articles de synthèse distincts dans un numéro spécial de la revue Science of the Total Environment.

  Résultats : Les préoccupations concernant les risques de l'exposition au mercure pour la santé humaine et l'environnement à l'échelle mondiale ont mené, en 2013, à la Convention de Minamata sur le mercure, qui est entrée en vigueur en 2017. La Convention établit un cadre réglementaire mondial, instaurant des contrôles relatifs à l'extraction du mercure, aux émissions dans l'air, le sol et l'eau, et à l'élimination progressive de l'utilisation du mercure dans un certain nombre de produits et de procédés. Le PSEA publie, depuis 1998, des évaluations scientifiques du mercure dans l'Arctique. Le présent résumé concerne l'évaluation du mercure en 2021 par le PSEA, qui met à jour la dernière évaluation de ce programme portant exclusivement sur le mercure (2011), de même que l'information sur le mercure de la récente évaluation du PSEA sur les effets des contaminants sur les espèces sauvages de l'Arctique (2018), en plus de présenter les plus récentes données sur le mercure et la santé humaine dans l'Arctique. Les données produites par la PSEA, ainsi que la participation des peuples autochtones et des pays de l'Arctique, ont joué un rôle déterminant dans les négociations qui ont mené à la Convention de Minamata, dont le préambule mentionne « la vulnérabilité particulière des écosystèmes arctiques et des communautés autochtones ». La Convention exige une évaluation continue de sa propre efficacité, soit une surveillance de la pollution par le mercure. La dernière évaluation du PSEA sur le mercure fournit les données scientifiques et le contexte actuels dont la communauté internationale aura besoin pour comprendre les effets de la Convention de Minamata sur l'environnement et les populations de l'Arctique, et précise les recherches supplémentaires qui seront nécessaires pour réduire au minimum les répercussions du mercure.

  Publications : AMAP Assessment 2021: Mercury in the Arctic,  ISBN – 978-82-7971-111-7, chapitres du rapport :

  • 2021 AMAP Mercury Assessment, Summary for Policy-makers | AMAP

  • Dietz, R., Letcher, R.J. + 54 additional coauthors. 2022. AMAP Assessment 2022 Report, Chapter 6: What are the toxicological effects of mercury in Arctic marine and terrestrial mammals?, Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norvège.

  • Houde, M., Krümmel, E.M., Letcher, R.J. + 37 additional coauthors. 2022. AMAP Assessment 2022 Report, Chapter 9: Contributions and perspectives of Indigenous Peoples to the study of mercury in the Arctic, Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norvège

  • McKinney, M.A., Chételat, J., Burke, S.M., Elliott, K.H., Fernie, K.J., Houde, M., Kahilainen, K.K., Letcher, R.J., Morris, A.D., Muir, D.C.G, Routti, H., Yurkowski, D.J. 2022. AMAP Assessment 2022 Report, Chapter 5: Climate change and mercury in the Arctic: Biotic interactions, Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP).

  • Morris, A.D., Rigét, F.F., Wilson, S., Letcher, R.J. + 31 additional coauthors. 2022. AMAP Assessment 2022 Report, Chapter 4: Temporal trends of mercury in Arctic biota: 10 more years of progress in Arctic monitoring, Chapter 2, Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), Oslo, Norvège

  Publications dans des revues correspondantes à certains chapitres du rapport du PSEA :

  • Dietz, R., Letcher, R.J. + 54 additional coauthors. 2022. What are the toxicological effects of mercury in Arctic marine and terrestrial mammals? Special Issue-Science of the Total Environment, Vol. 829, Article #154445, DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.154445

  • Houde, M., Krümmel, E.M., Letcher, R.J. + 37 additional coauthors. 2022. Contributions and perspectives of Indigenous Peoples to the study of mercury in the Arctic. Special Issue-Science of the Total Environment, sous presse.

  • McKinney, M.A., Chételat, J., Burke, S.M., Elliott, K.H., Fernie, K.J., Houde, M., Kahilainen, K.K., Letcher, R.J., Morris, A.D., Muir, D.C.G, Routti, H., Yurkowski, D.J. 2022. Climate change and mercury in the Arctic: Biotic interactions, Special Issue-Science of the Total Environment, Vol. 829, Article #155221, DOI: /10.1016/j.scitotenv.2022.155221

  • Morris, A.D., Rigét, F.F., Wilson, S., Letcher, R.J. + 31 additional coauthors. 2022. Temporal trends of mercury in Arctic biota: 10 more years of progress in Arctic monitoring. Special Issue-Science of the Total Environment, Vol., 829, Article #155803, DOI: /10.1016/j.scitotenv.2022.155803

  Autres commentaires relatifs au mercure en Arctique :

  • Sonne, C., Letcher, R.J., Jenssen, B.M. et Dietz, R. 2022. Chapter 6 - Arctic Ecosystems, Wildlife and Man: Threats from Persistent Organic Pollutants and Mercury. In: Arctic One Health: Challenges for Northern Animals and People (ed. M. Tryland). ISBN: 978-3-030-87852-8

• Variations dans le temps et influence des facteurs climatiques et météorologiques sur la présence de mercure chez les ours polaires, les caribous et les œufs d'oiseaux de mer de la baie d'Hudson

  Objectif de la recherche : Cette recherche a porté principalement sur les variations dans le temps des concentrations de mercure total (Hgt) chez les caribous (Rangifer tarandus groenlandicus) du troupeau de Qamanirjuaq, les ours polaires (Ursus maritimus) et les œufs de Guillemots de Brünnich (Uria lomvia), tous de la région de la baie d'Hudson. Les variables climatiques et météorologiques ont été modélisées avec les concentrations de Hgt au fil du temps afin de dégager les facteurs d'influence et de pouvoir améliorer les tendances temporelles en fonction de l'année de modélisation. Cette recherche est le fruit d'une collaboration entre chercheurs de l'Arctique d'ECCC (et d'autres) du Programme de lutte contre les contaminants dans le Nord (RCAANC), le ministère de l'Environnement du Nunavut et de nombreux peuples autochtones des communautés participantes du Nunavut.

  Résultats : Les variations dans le temps des concentrations de mercure dans la faune arctique sont actuellement incohérentes au sein d'une même espèce et entre espèces, et sont souvent non significatives, ce qui limite l'interprétation des données. La présente étude a comparé les séries chronologiques des concentrations de Hgt dans le foie d'ours polaires (2007/08-2015/16), les œufs de Guillemots de Brünnich (1993-2015) et les reins de caribous (2006-2015) de la région de la baie d'Hudson au Canada et a comparé les concentrations de Hgt au fil du temps avec les données climatiques et météorologiques disponibles. Aucune tendance temporelle significative des concentrations de Hgt n'a été dégagée chez les espèces. Cependant, dans les modèles multivariés qui comprenaient des dates décalées de gel de la glace de mer, les concentrations de Hgt ont augmenté chez les caribous de Qamanirjuaq. Les conditions de glace de mer étaient également liées aux concentrations de Hgt dans le foie des ours polaires, mais pas à celles des œufs de Guillemots, bien que l'année ne soit pas un facteur significatif. Des niveaux de précipitations plus importants un à deux ans avant l'échantillonnage ont été associés à des concentrations de Hgt plus élevées chez les ours polaires et les caribous, probablement en raison d'un dépôt, d'une inondation et d'une décharge plus importants des zones humides et des rivières voisines. Les indices de l'oscillation arctique et/ou du nord-atlantique (AO/NAO) décalés dans le temps ont également généré des modèles inverses significatifs pour les trois espèces, en accord avec les relations établies dans d'autres séries chronologiques de durée similaire. L'ampleur et la direction de nombreuses relations ont été touchées par la saison, la durée des décalages temporels et la durée de la série chronologique. Les résultats corroborent des observations récentes semblant indiquer que les études temporelles de surveillance du Hg dans la faune arctique devraient comprendre des facteurs climatiques ou météorologiques clés afin de contribuer à dégager les variables d'influence cohérentes et d'améliorer les analyses temporelles des séries chronologiques de Hgt. Cette étude permet d'évaluer l'efficacité de la réglementation liée à la Convention de Minamata sur le mercure, qui dépend d'une interprétation optimale des tendances temporelles du mercure chez les espèces de haut niveau trophique.

  Publication : Morris, A.D., Braune, B.M., Gamberg, M., Stow, J., O'Brien, J. et Letcher, R.J. 2022. Temporal change and the influence of climate and weather factors on mercury concentrations in Hudson Bay polar bears, caribou, and seabirds. Environmental Research, Vol., 207, Article #: 112169, DOI: /10.1016/j.envres.2021.112169

• Changements climatiques, mercure et substances perfluoroalkyliques associés à des réponses hormonales, comportementales et reproductives chez les oiseaux marins de l'Arctique

  Objectif de la recherche : La faune arctique est exposée simultanément à de multiples facteurs de stress, dont les changements climatiques et les contaminants environnementaux. Certains contaminants peuvent perturber les hormones qui régissent le comportement des animaux sauvages et leurs réactions aux variations climatiques. Des effets des interactions du mercure, des acides perfluoroalkyliques et d'autres polluants chimiques sur les hormones, les comportements de recherche de nourriture et le succès d'éclosion ont été observés chez un oiseau de mer arctique de longue longévité, le Guillemot de Brünnich (Uria lomvia), qui se reproduit dans le nord de la baie d'Hudson (2016-2018). Les Guillemots sont une espèce fortement dépendante de la glace de mer et, comme les autres oiseaux, leurs hormones thyroïdiennes (p. ex., la triiodothyronine) jouent un rôle important dans le métabolisme, l'incubation et la thermorégulation. Cette étude est le fruit d'une collaboration entre des chercheurs d'ECCC (Kim Fernie, Robert Letcher et Birgit Braune) et de collègues et étudiants de l'Université McGill.

  Résultats : Les Guillemots de Brünnich ont été échantillonnés de 2016 à 2018 pendant leur saison de reproduction dans le nord de la baie d'Hudson. Les Guillemots contenaient plus de mercure que de produits chimiques organiques ou de pesticides hérités du passé ou de remplacement. Le mercure, les hormones thyroïdiennes et les comportements de recherche de nourriture des oiseaux ont varié chaque année, et la débâcle de la glace de mer a eu lieu une à deux semaines plus tôt (2016, 2017) ou de manière semblable (2018) à la moyenne sur 50 ans. Lorsque les Guillemots subissant probablement déjà du stress en raison de la débâcle précoce de la banquise (2016, 2017), leurs concentrations de mercure dans le sang ont influé sur la triiodothyronine circulante, ce qui a réduit le temps passé par les oiseaux à chercher de la nourriture sous l'eau. Il a été conclu que lorsque la glace de mer se brise au début de la saison de reproduction, le mercure peut interférer avec la capacité des Guillemots à adapter leur comportement de recherche de nourriture, par les hormones thyroïdiennes, aux conditions variables de la glace de mer.

  Des acides perfluoroalkyliques, un polluant, étaient également présents dans le sang des mêmes Guillemots, et leur concentration était plus élevée chez les femelles que chez les mâles, correspondant probablement à des différences dans l'alimentation. Plusieurs de ces produits chimiques ont modifié la triiodothyronine circulante chez les mâles et ont été associés négativement au poids corporel des oiseaux. Certains acides perfluoroalkyliques étaient également liés négativement à la date d'éclosion des œufs, peut-être parce qu'ils perturbaient le comportement d'incubation des oiseaux, ce qui entraînait des dates d'éclosion plus précoces. Cette étude a conclu qu'en tant qu'oiseau marin de l'Arctique subissant plusieurs effets indirects des changements climatiques, le Guillemot subit l'action des polluants de l'acide perfluoroalkyle sur leur activité thyroïdienne, ce qui peut leur causer un stress supplémentaire.

  Publications : Esparza, I., Elliott, K.H., Choy, E.S., Braune, B.M., Letcher, R.J., Patterson, A., Fernie, K.J. Mercury, legacy and emerging POPs, and endocrine-behavioural linkages: implications of Arctic change in a diving seabird. Environmental Research. volume 212A, 2022, 113190, DOI:10.1016/j.envres.2022.113190

  Choy, E.S., Elliott, K.H., Esparza, I., Patterson, A., Letcher, R.J. Fernie, K.J. Potential disruption of thyroid hormones by perfluoroalkyl acids in an Arctic seabird during reproduction. Environmental Pollution volume 305, 2022, 119181, DOI:10.1016/j.envpol.2022.119181

• Examen des changements climatiques et du flux de polluants chimiques organiques persistants dans les réseaux trophiques de l'Arctique

  Objectif de la recherche : Le PSEA a publié en 2021 un rapport d'évaluation scientifique de l'influence des changements climatiques mondiaux sur les polluants organiques persistants (POP) et les substances chimiques suscitant de nouvelles préoccupations dans l'Arctique (NPCPA), y compris un chapitre sur l'accumulation et la toxicité de ces substances chimiques dans les réseaux trophiques de l'Arctique. La rédaction de ce rapport du PSEA et des articles de périodiques connexes a été rendue possible grâce à la participation d'experts internationaux en matière de polluants organiques persistants (dans l'Arctique), y compris à celle de nombreux scientifiques d'ECCC, ainsi que de nombreux peuples autochtones des communautés participantes dans de nombreuses entités nationales et internationales. Les chapitres de ce nouveau rapport d'évaluation des polluants organiques persistants liés aux changements climatiques sont publiés sous forme d'articles de synthèse distincts dans un numéro spécial de la revue Environmental Science: Processes and Impacts.

  Résultats : Les préoccupations relatives à l'exposition, à l'accumulation et à la toxicité des POP et des NPCPA pour la faune, la santé humaine et l'environnement mondial, ont conduit à l'adoption de la Convention de Stockholm sur les polluants organiques persistants des Nations Unies (1972). La Convention crée un cadre réglementaire mondial, introduisant des contrôles sur la production et l'utilisation des POP et des PEAC, leurs émissions dans l'environnement et l'élimination progressive de multiples polluants chimiques utilisés dans divers produits et processus. Le PSEA contribue à la Convention de Stockholm par ses évaluations scientifiques des POP et des PEAC dans l'Arctique depuis 1998. Ce nouveau rapport résume les connaissances actuelles sur la manière dont les changements climatiques influencent les processus naturels qui, à leur tour, ont une incidence sur les POP et les PEAC, notamment dans la faune et les réseaux trophiques de l'Arctique. Les changements climatiques interagissent avec d'autres facteurs de stress environnementaux pour influer sur les contaminants et leur toxicité dans de multiples espèces sauvages, populations et écosystèmes de l'Arctique; ces facteurs de stress comprennent les paramètres climatiques physiques (p. ex., les indices d'oscillation climatique, les précipitations, la salinité de l'eau et l'âge et la qualité de la glace de mer), le dégel du pergélisol et le déplacement des espèces vers le nord, et entraînent des changements dans les réseaux trophiques. Bien que peu étudiés dans leur ensemble, ces facteurs de stress multiples, ainsi que d'autres, peuvent avoir un effet cumulatif sur certaines populations de la faune arctique. La réglementation mondiale et les changements climatiques peuvent influer sur les POP et les PEAC, mais il faut plus d'informations sur un large éventail d'habitats, d'espèces et de processus pour mieux comprendre les conséquences des changements climatiques sur la distribution, l'accumulation et les effets des POP et des PEAC dans l'Arctique.

  Publication : Borgå, K., McKinney, M., Routti, H., Fernie, K.J., Giebichenstein, J., Muir, D., Hallanger, I. The influence of global climate change on accumulation and toxicity of POPs and CEACs in Arctic food webs: A review. Environmental Science: Processes and Impacts (Special Issue). 2022, DOI: 10.1039/D1EM00469G

• Examen de la transformation métabolique des produits ignifuges bromés chez les espèces sauvages

  Objectif de la recherche : L'objectif de cette initiative était de réaliser un examen complet et systématique de toutes les données disponibles dans la littérature depuis 2015 concernant la biotransformation et la métabolisation à médiation animale non humaine des produits ignifuges bromés, un contaminant, dans la faune mondiale, et d'évaluer de manière critique les lacunes actuelles et importantes dans les connaissances et les besoins en matière de recherche. Cette étude est le fruit d'une collaboration entre un chercheur d'ECCC (Robert Letcher), son étudiant en doctorat (Tristan Smythe) et des collègues de l'Université de Stockholm, en Suède (Ake Bergman) et de l'Université des sciences et technologies de Nanjing, en République populaire de Chine (Guanyong Su).

  Résultats : Au cours des dernières décennies, les tendances de production de l'industrie des produits ignifuges, et plus particulièrement des produits ignifuges bromés, ont consisté à remplacer les composés interdits et réglementés par des composés plus fortement bromés et de poids moléculaire plus élevé, y compris des composés polymères. La stabilité chimique, biologique et environnementale des produits ignifuges bromés a fait l'objet d'une certaine attention au fil des ans, mais on manque actuellement de connaissances sur le potentiel de transformation et la métabolisation des produits ignifuges bromés de remplacement émergents ou nouveaux. Concernant les articles publiés depuis 2015, une stratégie de recherche systématique a permis d'examiner la littérature existante sur la métabolisation directe non humaine (p. ex., in vitro ou in vivo) des produits ignifuges bromés chez les espèces sauvages (animaux). Sur les 51 articles examinés et les 75 produits ignifuges bromés environnementaux connus, les PBDE étaient de loin les plus étudiés, suivis par les HBCD et le TBBPA. Les protocoles expérimentaux dans les études ont montré de grandes disparités dans la durée d'exposition ou d'incubation, l'âge, le sexe, les périodes de dépuration et l'absence de témoins actifs utilisés dans les expériences in vitro. La sélection des espèces a mis l'accent sur des animaux de laboratoire non classiques et/ou des animaux dont des échantillons ont été prélevés sur le terrain, ce qui rend les comparaisons difficiles. Pour les études in vitro, les variables de confusion n'ont généralement pas été prises en considération (p. ex., la saison et l'heure de la collecte, les sources ponctuelles de pollution ou les établissements humains). En 2021, il n'existe pratiquement aucune information sur le devenir et les voies métaboliques ou la cinétique de 30 des 75 produits ignifuges bromés émergents pertinents pour l'environnement. Quoi qu'il en soit, il existe des différences claires, propres aux espèces et aux produits ignifuges bromés, dans la métabolisation et la formation de métabolites (p. ex., les congénères BDE et les isomères du HBCDD). De futures recherches sur le métabolisme/la biotransformation in vitro et in vivo des produits ignifuges bromés émergents sont nécessaires pour mieux comprendre leur bioaccumulation et leur devenir dans les organismes exposés. De même, des études doivent être menées sur des espèces de laboratoire bien caractérisées (par exemple, rongeurs de laboratoire, poissons zèbres) et des espèces sauvages couramment échantillonnées et utilisées comme modèles en captivité (carpe crucienne, Caille japonaise, pinsons zébrés et ours polaires).

  Publication : Smythe, T.A., Su, G., Bergman, Å., Letcher, R.J. 2022. Metabolic transformation of environmentally relevant brominated flame retardants in fauna: A review. Environment International. Vol. 161, Article #: 107097, DOI: /10.1016/j.envint.2022.107097

• Les diesters d'organophosphates et l'examen de leurs sources, de leurs propriétés chimiques, de leur présence dans l'environnement et de leurs effets nocifs

  Objectif de la recherche : La présente étude a examiné tous les diesters d'organophosphates qui ont été rapportés dans la documentation scientifique jusqu'à la fin de 2020. Les principaux objectifs étaient 1) de dresser la liste de tous les diesters d'organophosphates qui ont été rapportés et d'analyser leurs caractéristiques potentielles dans l'environnement; 2) de caractériser leurs sources potentielles; 3) de résumer les données sur l'occurrence et la distribution des diesters d'organophosphates dans différentes matrices environnementales; et 4) d'analyser les connaissances actuelles sur les effets nocifs des diesters d'organophosphates chez les animaux ou les humains exposés. Cet examen est le fruit d'une collaboration entre un chercheur d'ECCC (Robert Letcher) et des collègues et étudiants de l'Université des sciences et technologies de Nanjing, en République populaire de Chine (Guanyong Su).

  Résultats : Ces dernières années, les scientifiques de l'environnement ont prouvé que les diesters d'organophosphates sont largement répandus dans diverses matrices environnementales et différents échantillons biotiques dans le monde entier, y compris les risques potentiels de l'exposition du biote et des humains aux diesters d'organophosphates présents dans l'environnement. Le présent document rend compte de l'examen de la documentation scientifique pour recenser les études portant sur les diesters d'organophosphates, et ce, jusqu'à la fin de 2020. L'objectif était d'évaluer les connaissances actuelles sur les propriétés physicochimiques, les sources (production industrielle et dégradation), la présence des diesters d'organophosphates dans l'environnement et les effets nocifs sur les organismes exposés. En examinant la documentation, au moins 23 diesters d'organophosphates ont été rapportés comme contaminants dans divers milieux ou comme produits de dégradation des triesters d'organophosphates. Les propriétés physicochimiques des diesters d'organophosphates varient en fonction de leurs structures chimiques spécifiques. Les sources de diesters d'organophosphates étaient multiples, notamment la production industrielle et la dégradation biotique ou abiotique à partir de triesters des esters d'organophosphate. Dix diesters d'organophosphates sont produits quelque part dans le monde, et la production annuelle totale a été estimée à 17 050 tonnes métriques. La vaste application des triesters d'organophosphates dans le monde entier fait de la dégradation des diesters d'organophosphates une autre source critique de diesters d'organophosphates pour l'environnement et les organismes. Les études de surveillance actuelles ont montré que certains diesters d'organophosphates étaient détectables dans le corps humain (par des échantillons de sang et d'urine), la poussière intérieure, les eaux naturelles et les eaux usées, les boues d'épuration et les organismes partout dans le monde. Les effets nocifs de l'exposition directe ou indirecte à 11 diesters d'organophosphates pour certains organismes (y compris des animaux, des humains, des bactéries et des algues) ont été rapportés, et les effets nocifs enregistrés suite à l'exposition à des diesters d'organophosphates comprenaient la toxicité pour le développement, la modification de l'expression génétique et la perturbation de l'activité des récepteurs nucléaires. Les études de biosurveillance portant sur des échantillons humains ont fréquemment rapporté des associations statistiquement significatives entre les concentrations de diesters d'organophosphates et les marqueurs de la santé humaine (principalement liés à la toxicité pour la reproduction).

  Publication : Liu, Y., Gong, S., Ye, L., Li, J., Liu, C., Chen, D., Fang, M., Letcher, R.J., Su, G. 2021. Organophosphate (OP) Diesters and a review of sources, chemical properties, environmental occurrence, adverse effects, and future directions. Environment International. Vol.155, Article #: 106691, DOI: 10.1016/j.envint.2021.106691

• Évaluation visant à surveiller les microplastiques dans l'environnement terrestre à l'aide d'oiseaux insectivores

  Objectif de la recherche : Les microplastiques font partie des polluants environnementaux les plus omniprésents dans le monde. Jusqu'à présent, la plupart des recherches sur les microplastiques se sont concentrées sur les écosystèmes marins et d'eau douce. Les études sur les microplastiques dans les écosystèmes et les biotes terrestres sont limitées. La présente étude a porté sur la présence de microplastiques (de plus de 125 μm) chez les poussins d'Hirondelles bicolores (Tachicyneta bicolor), un oiseau insectivore dont le régime alimentaire comprend des insectes provenant de sources terrestres et/ou d'eau douce. Des comparaisons ont été faites entre des poussins d'Hirondelles bicolores élevés immédiatement en aval (300 m) du tuyau de décharge d'un système de traitement des eaux usées (STEU) et des poussins élevés à 40 km de là, dans une aire de conservation rurale. L'étude est le fruit d'une collaboration entre des chercheurs d'ECCC (Kim Fernie, Jennifer Provencher) et l'Université de Toronto.

  Résultats : Des microparticules anthropiques, y compris des microplastiques, ont été décelées chez près de 90 % des poussins élevés en aval du STEU et chez 83 % des poussins de référence. Toutes les microparticules étaient des fibres trouvées dans le tractus gastro-intestinal des poussins élevés près du STEU, alors que, de manière inattendue, les microparticules étaient plus diverses dans le tractus gastro-intestinal des poussins de référence, dont environ 15 % étaient caractérisées comme des boulettes de plastique de préproduction. Les fientes de 90 % des poussins contenaient des microparticules qui étaient toutes des fibres, ce qui suggère qu'elles sont excrétées par les poussins. En comparaison, les poussins de référence avaient plus de microparticules dans leurs fientes et de plus grosses particules dans leur tractus gastro-intestinal, reflétant probablement leur régime alimentaire plus aquatique par rapport au régime alimentaire plus terrestre des poussins élevés en aval du STEU. Le nombre de microparticules n'était pas associé au tractus gastro-intestinal et aux fèces des poussins, ni à l'état corporel ou à la taille des poussins (poids, organes, plumes). Les recommandations portaient notamment sur l'échantillonnage de proies macroinvertébrés pour permettre des conclusions plus solides concernant les STEU comme sources possibles de microplastiques pour les hirondelles, et pour déterminer si ces macroinvertébrés peuvent constituer une méthode non létale pour caractériser la diversité des microparticules ingérées par les oiseaux et décelées dans le tractus gastro-intestinal des poussins. Il a été conclu que l'échantillonnage des fientes uniquement, bien qu'il ne soit pas indicatif de la diversité des microplastiques ingérée par les passereaux terrestres (p. ex. les Hirondelles bicolores), est utile pour déterminer l'exposition de leurs poussins aux microparticules.

  Publication : Sherlock, C., Fernie, K.J., Munno, K., Provencher, J., Rochman, C. The potential of aerial insectivores for monitoring microplastics in terrestrial environments. Science of the Total Environment, Volume 807, 2022, 150453, DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.150453

• Effets des insecticides néonicotinoïdes sur des organismes aquatiques non ciblés

  Objectif de la recherche : L'étude a évalué les effets des insecticides néonicotinoïdes sur des paramètres du stress chez des têtards pour connaître les effets sublétaux de l'exposition chronique à ces composés sur des vertébrés sensibles non ciblés. Plus précisément, nous avons évalué le profil des cellules sanguines, pris des mesures du stress oxydatif, la vulnérabilité aux parasites et déterminé la concentration d'une hormone de stress, la corticostérone.

  Résultats : Nous avons constaté que les grenouilles léopards (Rana (Lithobates) pipiens) présentaient des signes de stress léger d'après le profil des cellules sanguines et certains signes de dommage oxydatif lorsqu'elles étaient exposées à la clothianidine (un néonicotinoïde). En outre, le thiaméthoxame (également un néonicotinoïde) a modifié certains profils de cellules sanguines, mais ni la clothianidine ni le thiaméthoxame n'ont fait varier les concentrations de corticostérone ni l'état d'infection parasitaire. Ces études indiquent que les têtards de grenouilles léopards exposés à certains néonicotinoïdes pendant des périodes prolongées ont des réponses de stress accrues, mais l'incidence sur la santé globale n'est pas claire. Ce travail contribue à la compréhension de la préoccupation mondiale pour les insecticides néonicotinoïdes sur les vertébrés aquatiques non ciblés et permettra d'informer les réglementations pour ce produit pesticide.

  Publications : Gavel, M.J., Young, S.D., Dalton, R.L., Soos, C., McPhee, L., Forbes, M.R., Robinson, S.A. 2021. Effects of two pesticides on northern leopard frog (Lithobates pipiens) stress metrics: Blood cell profiles and corticosterone concentrations. Aquatic Toxicology 235:105820 DOI:10.1016/j.aquatox.2021.105820 * Ce travail a été réalisé en collaboration avec l'Université Carleton

  Gavel, M.J., Young, S.D., Blais, N., Forbes, M.R., Robinson, S.A. Trematodes coupled with neonicotinoids: effects on blood cell profiles of a model amphibian. Parasitology Research 120 (6): 2135-2148. DOI:10.1007/s00436-021-07176-x * Ce travail a été réalisé en collaboration avec l'Université Carleton

   

  Robinson, S.A., Chlebak, R.J., Young, S.D., Dalton, R.L., Gavel, M.J., Prosser, R.S., Bartlett, A.J., de Solla, S.R. Clothianidin alters leukocyte profiles and elevates measures of oxidative stress in tadpoles of the amphibian, Rana pipiens. Environmental Pollution 284:117149 DOI: 10.1016/j.envpol.2021.117149 * Ce travail a été réalisé en collaboration avec l'Université Carleton

• Évaluation des activités de perturbation de la thyroïde d'un antioxydant phénolique synthétique

  Objectif de la recherche : L'étude a évalué les effets de l'antioxydant phénolique synthétique 4,4'‑thiobis(6-t-butyl-m-crésol) (TBBC) utilisé dans divers produits en plastique et en caoutchouc courants pour prolonger la durée de vie du produit contre l'oxydation (p. ex., atténuer le changement de coloration, la formation de rouille, la dégradation du caoutchouc). La grenouille à griffes occidentales (Silurana tropicalis) a été utilisée pour déterminer si la survie et le développement des embryons étaient affectés après 96 heures d'exposition ou si le composé affectait le développement métamorphique des têtards après 48 à 52 jours d'exposition.

  Résultats : Des expositions aiguës de 96 heures ont permis de déterminer que la concentration létale pour une mortalité de 50 % (CL50) était de 70,5 µg/L et que la concentration efficace pour 50 % avec malformations (CE50) était de 76,5 µg/L. Les concentrations d'exposition de 25 à 100 µg/L ont affecté la croissance des embryons avec une mortalité complète à 200 et 400 µg/L. L'exposition chronique à 5 µg/L a réduit la taille du corps de 8 % snf sy 0,002 µg/L a réduit la masse corporelle de 17 % par rapport aux traitements de contrôle avec de l'eau propre. Cette étude fournit la première évaluation de la toxicité du TBBC pour les amphibiens, où il s'est avéré être toxique, induire des malformations et inhiber la croissance des têtards après des expositions aiguës et chroniques. Les résultats contribueront à l'évaluation des risques pour ce composé et éclaireront les futures études de toxicité sur les antioxydants phénoliques synthétiques.

  Publication : Reyes, Y.M., Robinson, S.A., De Silva, A., Brinovcar, C., Trudeau, V.L. Exposure to the synthetic phenolic antioxidant 4,4'-thiobis(6-t-butyl-m-cresol) disrupts early development in the frog Silurana tropicalis. Chemosphere, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.132814. * Cette étude a été réalisée en collaboration avec l'Université d'Ottawa.

• Toxicité des éléments des terres rares chez la truite arc‑en‑ciel et l'hydre

  Objectif de la recherche : Déterminer la toxicité et le mécanisme d'action des éléments des terres rares

  Résultats : La toxicité et le mode d'action de plus de dix métaux des terres rares ont été examinés chez la truite arc-en-ciel et l'hydre. La toxicité létale a pu être prédite par l'électronégativité et le rayon ionique chez les poissons et les hydres. Les études sur le mode d'action ont révélé que les métaux de terres rares pouvaient endommager (dénaturer) les protéines, altérer la formation des os et endommager l'ADN à des concentrations 200 fois inférieures aux valeurs de toxicité aiguë.

  Publications : Hanana, H., Taranu, Z.E., Turcotte, P., Gagnon, C., Kowalczyk, J., Gagné, F. 2020. Evaluation of general stress, detoxification pathways, and genotoxicity in rainbow trout exposed to rare earth elements dysprosium and lutetium. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2021, 208, 111588

  Hanana, H., Taranu, Z.E., Turcotte, P., Kowalczyk, J., Gagné, F. 2021. Sublethal effects of terbium and praseodymium in juvenile rainbow trout. Science of the Total Environment, 2021, 777, 146042.

7.1.1.3 Nanomatériaux

• Présence et distribution de la taille des nanoparticules d'argent dans les effluents d'eaux usées provenant de divers procédés de traitement au Canada

  Objectif de la recherche : L'objectif de cette étude était d'examiner l'occurrence et la distribution de la taille de l'argent (Ag) libéré par les effluents municipaux. Du point de vue de la gestion des risques environnementaux, il est important de mieux comprendre la distribution de taille de l'Ag libéré sous forme de nanoparticules (NP), car les NP pourraient avoir une toxicité différente de celle de leur homologue ionique en vrac (c.-à-d. l'Ag [I] en raison de sa surface et de sa réactivité élevées). Il s'agit de la première étude sur la caractérisation des rejets de NP Ag provenant de différents systèmes de traitement des eaux usées (STEU) en utilisant la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS) en mode particule unique, une technique adaptée à la détection spécifique des NP.

  Les effluents municipaux de dix municipalités utilisant différents procédés de traitement (des lagunes aérées aux traitements biologiques avancés), ont été échantillonnés partout au Canada. En outre, des eaux usées non traitées ont également été collectées afin de déterminer l'élimination globale de l'Ag dans les stations d'épuration.

  Résultats : Les résultats d'ECCC ont montré la présence de nanoparticules d'argent (NP Ag) dans tous les échantillons d'effluents avec des concentrations atteignant 0,5 ng/L sur une base de masse. Cependant, sur la base du nombre de particules, les concentrations de NP d'Ag (exprimées en particules/mL) dans la fraction 20-34 nm (jusqu'à 3400 particules/mL) étaient beaucoup plus abondantes (>700 %) que dans la fraction plus grande >35 nm. La proportion d'Ag à l'échelle nanométrique (1-100 nm) représente moins de 8 % du total de l'Ag en suspension pour tous les échantillons d'effluents. Étant donné que la nanotoxicité de l'Ag dépend de sa taille, la détermination de la distribution de la taille et de la concentration de l'exposition sur la base du nombre de particules (c.-à-d. le nombre au lieu de la masse) pourrait être un point utile lors de l'évaluation des risques de cette classe de nanomatériaux.

  Publication : Gagnon C, Turcotte P, Gagné F, Smyth SA. 2021. Occurrence and size distribution of silver nanoparticles in wastewater effluents from various treatment processes in Canada. Environ Sci Pollut Res. 28 : 65952–65959. DOI: 10.1007/s11356-021-15486-x

7.1.2 Recherche de Santé Canada

SC a financé 24 projets de recherche, de suivi et de surveillance du PGPC en 2021-2022. Ces projets répondaient aux priorités ministérielles et internationales et portaient sur un certain nombre de sujets tels que les suivants :

• La mise au point de nouvelles méthodes de détection de substances chimiques et d'évaluation de leur toxicité
• La caractérisation de l'exposition aux produits chimiques des Canadiens et de leur domicile
• La caractérisation des nanomatériaux, des microplastiques et des produits de la biotechnologie et la réponse toxicologique
• Nouvelles méthodes d'approche
• Évaluation de la toxicité cancérogène et génétique
• Les effets de produits chimiques sur la santé humaine
• Caractérisation des dangers

7.1.2.1 Substances chimiques dans la population canadienne

• Programme national de biosurveillance dans le cadre de l'Enquête canadienne sur les mesures de la santé (ECMS)

  Objectif de la recherche : L'ECMS est une enquête nationale sur la santé dirigée par Statistique Canada, en partenariat avec Santé Canada et l'Agence de la santé publique du Canada. Le volet Mesures physiques de l'enquête comprend la biosurveillance, c.-à-d. la mesure des produits chimiques présents dans l'environnement ou de leurs métabolites dans des échantillons de sang, d'urine et/ou de cheveux, financée et dirigée par le Programme national de biosurveillance de Santé Canada. Depuis 2007, le Programme national de biosurveillance a établi des concentrations de référence pour plus de 250 produits chimiques environnementaux dans les Canadiens, ce qui a permis de déterminer les priorités en matière d'évaluation des risques, de caractériser les expositions dans les évaluations des risques, de mesurer le rendement des récentes mesures de gestion des risques, tout en servant de base à de nombreuses études de recherche scientifique.

  Résultats : Les principales activités de surveillance et de recherche du Programme national de biosurveillance pour 2021-2022 comprennent les suivantes :

  • La publication du Sixième rapport sur la biosurveillance humaine des produits chimiques environnementaux au Canada, qui comprend des données sur 79 produits chimiques environnementaux (p. ex. plastifiants et pesticides de remplacement) recueillies dans le cadre du cycle 6 de l'ECMS (2018-2019).
  • La publication de fiches d'information sur la biosurveillance de l'arsenic, du cadmium, du plomb, du mercure, des SPFA, du DEHP, du bisphénol A (BPA) et des parabènes, qui mettent en évidence les changements dans l'exposition des Canadiens à ces produits chimiques au fil du temps, et la comparaison entre les populations du Canada et des États-Unis.
  • La publication d'un article clé sur les tendances temporelles de 39 substances chimiques environnementales mesurées à au moins trois moments entre 2007 et 2017 dans l'ECMS.
  • La poursuite de l'élaboration de l'approche de la charge d'exposition pour quantifier la charge d'exposition multichimique.
  • Le peaufinage de la base de données et de l'outil de comparaison en ligne des valeurs guides de biosurveillance.
  • Le peaufinage des méthodes d'analyse de certaines substances chimiques prioritaires pour la biosurveillance dans le cycle 7 de l'ECMS
  
  L'achèvement de l'analyse des échantillons de la biobanque de l'ECMS pour certains produits chimiques initialement prévus pour être mesurés dans le cycle 7 de l'ECMS, ce qui minimise l'incidence réglementaire du retard dans le démarrage du cycle 7 de l'ECMS.
  

  Publications : Pollock, T., Karthikeyan, S., Walker, M., Werry, K., St-Amand, A. 2021. Trends in environmental chemical concentrations in the Canadian population: Biomonitoring data from the Canadian Health Measures Survey 2007-2017. Environment International. Vol.155, 106678, DOI: 10.1016/j.envint.2021.106678
  
  Health Canada. 2021. Sixth report on human biomonitoring of environmental chemicals in Canada. Minister of Health, Ottawa, ON. ISBN : 2562-9360
  
  Health Canada. 2021. Arsenic in Canadians. Ottawa, ON. ISBN: 978-0-660-40587-2
  
  Health Canada. 2021. Cadmium in Canadians. Ottawa, ON. ISBN: 978-0-660-40591-9
  
  Health Canada. 2021. Lead in Canadians. Ottawa, ON. ISBN: 978-0-660-40595-7
  
  Health Canada. 2021. Mercury in Canadians. Ottawa, ON. ISBN: 978-0-660-40597-1
  
  Health Canada. 2021. Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in Canadians. Ottawa, ON. ISBN: 978-0-660-40601-5
  
  Health Canada. 2021. Di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) in Canadians. Ottawa, ON. ISBN: 978-0-660-40593-3
  
  Health Canada. 2021. Bisphenol A (BPA) in Canadians. Ottawa, ON. ISBN: 978-0-660-40589-6
  
  Health Canada. 2021. Parabens in Canadians. Ottawa, ON. ISBN: 978-0-660-40599-5 

 

• Plateforme de recherche MIREC (Étude mère-enfant sur les composés chimiques de l'environnement)

   

  En collaboration avec : Chercheurs cliniques et universitaires, et Centre hospitalier universitaire Sainte-Justine

  Objectif de la recherche : La plateforme de recherche MIREC est conçue pour obtenir des données pancanadiennes sur l'exposition de la mère, du fœtus et du jeune enfant à des substances chimiques de l'environnement jugées prioritaires et sur les effets nocifs potentiels sur la santé durant la grossesse, ainsi que sur la croissance et le développement du nouveau-né, du nourrisson et de l'enfant. Elle englobe l'étude MIREC initiale menée auprès de femmes enceintes au Canada ainsi que les études de suivi menées auprès de certains de leurs enfants, soit MIREC-ID (développement des nourrissons), MIREC-CD3 (développement des enfants à 3 ans) et MIREC-CD Plus (biosurveillance et neurodéveloppement chez les enfants), et MIREC-ENDO (chez les adolescents – début de la puberté, fonction endocrinienne et métabolisme). La plateforme comprend également un dépôt de données et de biospécimens MIREC, la Biobanque MIREC, qui servira aux autres recherches sur la santé des mères et de leurs enfants.

  Résultats : En 2021-2022, 10 articles de la plateforme de recherche MIREC ont été publiés, dont six ont été cosignés par Santé Canada. Ces études ont porté sur l'exposition prénatale et par le lait maternel à de multiples produits chimiques et nutriments, dont les métaux, les SPFA, le bisphénol A, la pollution atmosphérique et la vitamine D. Les chercheurs de la plateforme MIREC ont publié le premier ensemble de données pancanadien sur les concentrations de SPFA dans le lait humain. Une autre étude a abordé une controverse scientifique concernant la méthode analytique appropriée pour mesurer le BPA urinaire total. La plate-forme de recherche MIREC continue de produire de nouvelles connaissances sur l'exposition cumulative aux produits chimiques environnementaux durant les premiers stades de la vie et sur les facteurs de risque pour les populations vulnérables, comme les femmes enceintes, les fœtus et les enfants. Ces connaissances sont utiles dans l'évaluation des risques et la gestion des substances chimiques au Canada et à l'étranger.

  Publications : Ashley-Martin, J., Gaudreau, É., Dumas, P., Liang, C. L., Logvin, A., Bélanger, P., Provencher, G., Gagne, S., Foster, W., Lanphear, B., Arbuckle, T.E. 2021. Direct LC-MS/MS and indirect GC–MS/MS methods for measuring urinary bisphenol A concentrations are comparable. Environment International, Vol. 157, article number 106874, DOI: 10.1016/j.envint.2021.106874

  Fisher, M., Potter, B., Little, J., Oulhote, Y., Weiler, H. A., Fraser, W., Morisset, A.S., Braun, J., Ashley-Martin, J., Borghese, M.M., Shutt, R., Kumarathasan, P., Lanphear, B., Walker, M., Arbuckle, T. E. 2022. Blood metals and vitamin D status in a pregnancy cohort: A bidirectional biomarker analysis. Environmental Research, Vol. 211, article number 113034, DOI: 10.1016/j.envres.2022.113034

  Gogna, P., King, W. D., Villeneuve, P. J., Kumarathasan, P., Johnson, M., Lanphear, B., Shutt, R., Arbuckle, T.E., Borghese, M. M. 2021. Ambient air pollution and inflammatory effects in a Canadian pregnancy cohort. Environmental Epidemiology, Vol. 5, Issue 5, p e168, DOI: 10.1097/EE9.0000000000000168

  Johnson, M., Shin, H. H., Roberts, E., Sun, L., Fisher, M., Hystad, P., Van Donkelaar, A., Martin, R.V., Fraser, W.D., Lavigne, E., Clark, N., Beaulac, V., Arbuckle, T.E. 2022. Critical Time Windows for Air Pollution Exposure and Birth Weight in a Multicity Canadian Pregnancy Cohort. Epidemiology (Cambridge, Mass.), Vol. 33, Issue 1, pp 7-16, DOI: 10.1097/EDE.0000000000001428

  Rawn, D. F., Dufresne, G., Clément, G., Fraser, W. D., & Arbuckle, T. E. 2022. Perfluorinated alkyl substances in Canadian human milk as part of the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) study. Science of The Total Environment, Vol. 831, article number 154888, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.154888

  Weiler, H. A., Brooks, S. P., Sarafin, K., Fisher, M., Massarelli, I., Luong, T. M., Johnson, M., Morisset, A.S., Dodds, L., Taback, S., Helewa, M., von Dadelszen, P., Smith, G., Lanphear, B.P., Fraser, W.D., Arbuckle, T.E. 2021. Early prenatal use of a multivitamin diminishes the risk for inadequate vitamin D status in pregnant women: results from the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) cohort study. The American journal of clinical nutrition, Vol. 114, Issue 3, pp 1238-1250, DOI: 10.1093/ajcn/nqab172

7.1.2.2 Méthodes

• Élaboration de méthodes non ciblées pour l'utilisation des données de biosurveillance humaine dans l'évaluation des risques chimiques

  En collaboration avec :

  • National Institute of Standards and Technology (É.-U.)
  • Environmental Protection Agency des États-Unis, Office of Research and Development, Center for Computational Toxicology and Exposure.
  • Centre de toxicologie, Université de la Saskatchewan
  • Southern California Coastal Water Research Project Authority
  • Southwest Research Institute
  • Food and Drug Administration des États-Unis, Center for Food Safety and Applied Nutrition
  • Institute of Environment & Department of Chemistry and Biochemistry, Florida International University
  • Food and Drug Administration des États-Unis, Center for Devices and Radiological Health
  • Agilent Technologies, Inc.
  • Connecticut Agricultural Experiment Station
  • Pacific Northwest National Laboratory
  • Environmental Protection Agency des États-Unis, Office of Research and Development, Center for Public Health and Environmental Assessment
  • Département de chimie et de toxicologie alimentaires, Faculté de chimie, Université de Vienne.

  Objectif de la recherche : L'analyse non ciblée (ANC) englobe un ensemble de techniques de spectrométrie de masse en évolution rapide visant à caractériser la composition chimique d'échantillons complexes, à relever des composés inconnus et/ou à classer des échantillons, sans connaissance préalable de leur contenu chimique. Les progrès récents en matière d'ANC sont le résultat d'une instrumentation améliorée et plus accessible pour la génération de données et d'outils d'analyse pour l'évaluation et l'interprétation des données. Alors que les chercheurs continuent d'élaborer des méthodes d'analyse non technologique dans divers domaines scientifiques, il est de plus en plus nécessaire d'établir, de diffuser et d'adopter des lignes directrices pour la communication des méthodes à l'échelle de la communauté. En 2018, les chercheurs d'ANC ont formé le groupe de travail sur l'analyse comparative et les publications pour l'analyse non ciblée (BP4NTA) afin de répondre à ce besoin. Composé de participants du monde entier et représentant des domaines allant de la science de l'environnement et de la chimie alimentaire à la « science omique » et à la toxicologie, le BP4NTA) fournit des ressources répondant à divers défis associés à l'ANC. Cette recherche soutient l'évaluation et la gestion des risques des produits chimiques dans le cadre du Plan de gestion des produits chimiques et répond aux responsabilités de Santé Canada inscrites dans la LCPE. L'objectif de cette recherche est d'établir un consensus sur les termes et concepts liés à l'ANC et de créer une cohérence dans les pratiques d'établissement de rapports.

  Résultats : Cette publication décrit le mandat, les priorités et les progrès du BP4NTA. Les membres de BP4NTA ont pour objectif d'établir un consensus sur les termes et concepts liés à l'ANC et de créer une cohérence dans les pratiques d'établissement de rapports en fournissant des ressources Web accessibles au public, notamment des définitions consensuelles, du contenu de référence et des listes d'outils disponibles. À l'avenir, le BP4NTA offrira un cadre aux chercheurs de l'ANC pour continuer à discuter des défis émergents et contribuer à des efforts d'harmonisation supplémentaires. Ces efforts permettront aux méthodes d'évaluation non technologique d'être plus applicables au dépistage des substances chimiques émergentes et inconnues pour l'évaluation de l'exposition humaine. Les outils, les rapports et les pages Web resteront souples, permettant des mises à jour permanentes au fur et à mesure de l'évolution et des progrès des techniques de l'ANC.

  Publication : Place, B.J., Ulrich, E.M., Challis, J.K., Chao, A., Du, B., Favela, K., Feng, Y.L., Fisher, C.M., Gardinali, P., Hood, A. and Knolhoff, A.M., 2021. An Introduction to the Benchmarking and Publications for Non-Targeted Analysis Working Group. Analytical Chemistry, Vol. 93, issue 49, pp.16289-16296, DOI: 10.1021/acs.analchem.1c02660

• Mise au point de nouvelles méthodes pour évaluer la toxicité endocrinienne des substituts chimiques

  En collaboration avec :

  • Département de pharmacologie et de thérapeutique, Université McGill
  • Département d'obstétrique et de gynécologie, Université McGill

  Objectif de la recherche : L'incidence des expositions chimiques sur le système endocrinien suscite une inquiétude croissante. Au cours des dernières décennies, le Canada (en vertu de la LCPE), et d'autres gouvernements internationaux, ont réglementé la production et l'utilisation de produits chimiques dont il a été démontré qu'ils agissent comme des perturbateurs endocriniens. Par conséquent, cela a conduit à une utilisation accrue d'autres produits chimiques pour répondre aux besoins du marché. Cependant, les données sur la toxicité sont limitées ou non disponibles pour beaucoup de ces produits chimiques de remplacement. En se concentrant sur certains produits ignifuges et plastifiants comme classes chimiques d'exemple, les principaux objectifs de ce projet de recherche en équipe multidisciplinaire intitulé « Endocrine Disrupting Chemicals: Towards Responsible Replacements » sont 1) de déterminer le potentiel d'exposition aux produits chimiques de remplacement, 2) d'examiner la toxicité et les effets nocifs potentiels sur la santé, et 3) de s'engager avec les partenaires du projet issus du gouvernement, de l'industrie, et des organismes non gouvernementaux pour discuter de solutions de rechange plus sûres.

  Résultats : Des méthodes non animales sont utilisées pour évaluer la toxicité de l'exposition à des concentrations de substances chimiques émergentes présentes dans les aliments et l'eau potable, telles que détectées dans les études de biosurveillance humaine. Une série de lignées cellulaires représentant des fonctions endocriniennes clés montre que l'exposition à divers substituts a des effets spécifiques à la lignée cellulaire et au produit chimique sur la viabilité cellulaire et les paramètres phénotypiques. Ce projet contribue à l'effort mondial de réduction de l'expérimentation animale et permet de mieux comprendre le potentiel de toxicité des produits chimiques pour lesquels on manque actuellement de données sur les effets sur la santé.  Ces méthodes peuvent fournir des éléments de preuve dans le cadre d'une stratégie de dépistage visant à désigner les substances chimiques susceptibles d'avoir des effets sur la reproduction et le système endocrinien, afin de fixer des priorités pour une évaluation plus approfondie.

  Publications : Rajkumar, A., Luu, T., Beal, M.A., Barton-Maclaren, T.S., Robaire, B., Hales, B.F. 2021. Elucidation of the Effects of Bisphenol A and Structural Analogs on Germ and Steroidogenic Cells Using Single Cell High-Content Imaging. Toxicological Sciences, Vol. 180, Issue 2, pp 224-238, DOI: 10.1093/toxsci/kfab012

  Wang, X., Luu, T., Beal, M.A., Barton-Maclaren, T.S., Robaire, B., Hales, B.F. 2022. The Effects of Organophosphate Esters Used as Flame Retardants and Plasticizers on Granulosa, Leydig, and Spermatogonial Cells Analyzed Using High-Content Imaging. Toxicological Sciences, Vol. 186, Issue 2, pp 269-287, DOI: 10.1093/toxsci/kfac012

  Rajkumar, A., Luu, T., Beal, M.A., Barton-Maclaren, T.S., Hales, B.F., Robaire, B. 2022. Phthalates and alternative plasticizers differentially affect phenotypic parameters in gonadal somatic and germ cell lines. Biology of Reproduction, Vol. 106, Issue 3, pp 613-627, DOI: 10.1093/biolre/ioab216

• Élaboration et application de méthodes d'analyse informatique pour prédire la puissance chimique

  En collaboration avec : Center for Computational Toxicology and Exposure, Office of Research and Development, Environmental Protection Agency des États-Unis, Research Triangle Park (Caroline du Nord), États-Unis

  Objectif de la recherche : À l'échelle mondiale, des milliers de produits chimiques existants et nouvellement introduits dans le commerce sont de plus en plus complexes et souvent accompagnés d'informations limitées sur la toxicité et l'exposition. Il existe un besoin crucial de méthodes robustes à haut débit pour indiquer les priorités en matière d'évaluation et de gestion des risques chimiques. Santé Canada continue d'accroître ses efforts pour faire progresser la science du risque par l'exploration, l'élaboration et l'application d'outils informatiques et de nouvelles approches méthodologiques (NAM) pour exploiter et intégrer efficacement les données existantes et émergentes. Ce travail a exploré l'utilisation d'un nouveau flux de travail qui a appliqué les prédictions in silico et la méthodologie de lecture croisée pour combler les lacunes de données clés soutenant la priorisation des produits chimiques sur la LIS canadienne.

  Résultats : Dans ce projet, l'utilisation de modèles in silico a été explorée pour répondre aux besoins de données pour la toxicocinétique à haut débit (HTTK) et pour prédire l'activité biologique des produits chimiques pauvres en données sur la LIS. L'application de l'approche informatique a permis d'augmenter le nombre de produits chimiques pouvant être criblés, à partir d'un nombre initial de 357 produits chimiques qui répondaient aux exigences de données initiales pour l'application de l'approche à des milliers de produits chimiques. Ce travail démontre la puissance de l'utilisation des NAM combinés avec des méthodes de lecture croisée permettant de se concentrer davantage sur les essais et les évaluations des produits chimiques démontrant le plus grand potentiel de danger et de risque.

  Publication : Beal, M.A., Gagne, M., Kulkarni, S.A., Patlewicz, G., Thomas, R.S., Barton-Maclaren, T.S. 2022. Implementing in vitro bioactivity data to modernize priority setting of chemical inventories. ALTEX, Vol. 39, Issue 1, p. 123-139, DOI: 10.14573/altex.2106171

7.1.2.3 Caractérisation de l'exposition

• Caractérisation des expositions résidentielles, Enquête sur la poussière domestique au Canada

  Objectif de la recherche : L'étude canadienne sur la poussière domestique, une étude nationale comprenant la collecte d'échantillons de poussière dans des foyers urbains, donne un aperçu de la présence de produits chimiques préoccupants dans les foyers canadiens, et des niveaux auxquels les Canadiens sont généralement exposés. Cette recherche soutient l'évaluation des risques et les mesures de gestion des risques dans le cadre du Plan de gestion des produits chimiques et de la LCPE. L'objectif de cette recherche est d'élaborer et d'appliquer des méthodes de quantification de composés organiques spécifiques (phosphates d'aryle et d'alkyl-aryle ciblés, qui sont courants dans les produits ignifuges et les plastifiants) ainsi que du mercure et de la teneur en carbone total, dans des échantillons de poussière domestique canadienne.

  Résultats : Les résultats de l'étude indiquent que certains des composés organiques cibles ont été détectés dans 100 % des échantillons et que la fréquence de détection correspondait aux concentrations dans les mélanges ignifuges utilisés en grande quantité au Canada. De fortes corrélations ont été trouvées entre les trois produits ignifuges étudiés, ce qui suggère que des produits de consommation et de construction contenant des mélanges de ces substances peuvent être présents dans les foyers canadiens. Les concentrations moyennes de mercure (Hg) se sont avérées supérieures aux concentrations de fond moyennes rapportées pour les échantillons extérieurs, tels que les sols et les sédiments. De plus, l'étude du carbone total (CT) a permis d'établir une corrélation entre le Hg total et le CT, reflétant les associations précédemment observées dans l'environnement extérieur. Dans l'ensemble, ces études permettront non seulement de fournir des données sur l'exposition des ménages canadiens et de contribuer à l'élaboration et à la priorisation des stratégies d'atténuation, mais aussi d'établir des concentrations de référence à partir du moment où les échantillons sont prélevés (2007-2010) afin de soutenir la surveillance future des changements et des tendances. La surveillance peut inclure l'évaluation de l'incidence des changements industriels ou environnementaux et l'efficacité des mesures d'atténuation. Par exemple, la surveillance future de la poussière domestique canadienne pourrait fournir des données supplémentaires permettant de déterminer l'évolution des schémas d'exposition aux produits ignifuges et au Hg dans les foyers canadiens.

  Publications : Kubwabo C., Fan X., Katuri G.P., Habibagahi A., Rasmussen P.E., 2021. Occurrence of aryl and alkyl-aryl phosphates in Canadian house dust. Emerging Contaminants, Vol. 7, pp. 149-159, DOI: 10.1016/j.emcon.2021.07.002

  Levesque, C., Rasmussen, P.E., 2022. Determination of Total Mercury and Carbon in a National Baseline Study of Urban House Dust. Geosciences, Vol. 12, issue 2, art. no. 52, DOI: 10.3390/geosciences12020052

• Surveillance des contaminants environnementaux pauvres en données qui sont présents dans les eaux de surface et les sédiments au Canada

  Objectif de la recherche : L'étude porte sur les méthodes de détection et de mesure des pesticides et des produits pharmaceutiques dans les environnements aquatiques. L'information provenant de ces mesures est essentielle pour comprendre le devenir, le transport et la présence de ces substances dans l'environnement et pour évaluer leur importance pour la santé et la sécurité des Canadiens et de l'environnement canadien. La surveillance traditionnelle des contaminants environnementaux dans les eaux de surface a consisté à analyser un ensemble de composés ciblés dans des échantillons distincts. L'étude a examiné de nouvelles méthodes de détection des contaminants dans les zones rurales, urbaines et agricoles, en utilisant deux types d'échantillonneurs chimiques passifs, combinés à des ANC. Cette étude a été réalisée en collaboration avec Agriculture et Agroalimentaire Canada.

  Résultats : L'échantillonnage ciblé traditionnel a pour limite de ne fournir que des informations sur les composés figurant dans une liste cible au moment et à l'endroit de l'échantillonnage. Pour essayer d'améliorer ces méthodes, qui peuvent potentiellement manquer des événements épisodiques et ne fournir qu'un « instantané », deux échantillonneurs passifs ont été comparés, combinés à une ANC qui détecte tous les composés ionisables, avec l'avantage supplémentaire de l'archivage des données pour une exploitation rétrospective. Parmi les deux échantillonneurs passifs comparés, les échantillonneurs intégratifs de produits chimiques organiques polaires se sont avérés capturer le plus grand nombre d'analytes avec une meilleure reproductibilité. Il s'est avéré que l'ANC combinée à l'échantillonnage passif donne une image plus représentative des contaminants dans les bassins versants à usage mixte représentant des zones rurales, urbaines/agricoles et forestières/périurbaines. Cela représente une augmentation de la quantité de produits chimiques pouvant être mesurés, un moyen d'examiner sur une plus longue période les augmentations et les diminutions d'un produit chimique, et la possibilité de revenir en arrière et d'examiner les années précédentes un produit chimique qui devient une nouvelle préoccupation.

  Publication : Renaud JB, Sabourin L, Hoogstra S, Helm P, Lapen DR, Sumarah MW. 2021 Monitoring of environmental contaminants in mixed-use watersheds combining targeted and nontargeted analysis with passive sampling. Environmental Toxicology and Chemistry. 2022 May;41(5):1131-43 (Published online 18 August 2021 in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com), DOI: https://doi.org/10.1002/etc.5192

• Influence de la conjugaison sur le devenir des hormones et des produits pharmaceutiques dans les usines de traitement des eaux usées canadiennes

  Objectif de la recherche : Les produits pharmaceutiques et les hormones peuvent être excrétés par l'homme sous des formes conjuguées, à la suite du métabolisme. La conjugaison est la liaison d'une petite molécule à un produit pharmaceutique ou à une hormone de plus grande taille, généralement pour augmenter la solubilité dans l'eau et rendre la molécule plus facile à excréter. La déconjugaison (élimination de la petite molécule) par des enzymes naturellement présentes dans l'environnement et dans les UTEU permet aux substances de retrouver leur forme et leur puissance d'origine. Les méthodes de détection ne recherchent que l'hormone ou le produit pharmaceutique libre original et peuvent sous-estimer la quantité, car les formes conjuguées ne sont pas détectées. Par conséquent, le niveau des produits pharmaceutiques et des hormones dans les UTEU peut être sous-estimé. L'étude a examiné l'utilité des enzymes de déconjugaison pendant le dépistage, afin de quantifier plus précisément la présence et l'élimination des hormones et des produits pharmaceutiques. Cette étude a été réalisée en collaboration avec Environnement et Changement climatique Canada.

  Résultats : L'étude a montré que la conjugaison et la déconjugaison ont une incidence sur les concentrations et le devenir de certains produits pharmaceutiques et hormones et que leur incidence varie selon les analytes et le type de traitement de l'UTEU. Certains produits pharmaceutiques n'ont pas subi de déconjugaison dans les installations de traitement des eaux usées plus simples, telles que les lagunes, et n'ont donc pas été éliminés avant d'être rejetés, contrairement aux UTEU qui utilisent des processus biologiques dans le traitement secondaire et avancé. Il a été démontré que d'autres produits pharmaceutiques ne subissaient pas de déconjugaison ni d'élimination dans aucune UTEU, ce qui indique la possibilité d'une déconjugaison lente et d'une prévalence croissante dans l'environnement naturel. L'étude a démontré qu'il est utile d'inclure une étape de déconjugaison lors du dépistage des eaux provenant des UTEU, car elle permet d'indiquer la forme totale (conjuguée + déconjuguée) d'un produit pharmaceutique ou d'une hormone. La technique a été examinée en vue de son application à d'autres substances chimiques excrétées par les humains sous des formes conjuguées, comme le BPA.

  Publication : Gewurtz SB, Teslic S, Hamilton MC, Smyth SA, 2022. Influence of Conjugation on the Fate of Pharmaceuticals and Hormones in Canadian Wastewater Treatment Plants. ACS Environmental Science & Toxicology Water. DOI: 10.1021/acsestwater.1c00376

7.1.2.4 Caractérisation de la toxicité

• Classement de la puissance des substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles à l'aide d'une analyse transcriptomique à haut débit de sphéroïdes de foie humain

  En collaboration avec : Université d'Ottawa et les National Institutes of Health des États-Unis

  Objectif de la recherche : Les substances perfluoroalkyliques et polyfluoroalkyliques (SPFA) forment une grande classe de produits chimiques qui sont présents dans l'environnement en raison de leurs applications industrielles et commerciales, de leur persistance et de leur mobilité élevée. L'exposition aux SPFA a été liée à des effets sur la santé, notamment à une toxicité hépatique et rénale. Santé Canada a dressé la liste des 23 SPFA qui représentent le mieux les diverses compositions chimiques de l'ensemble des SPFA et, surtout, qui ont été observées dans l'eau potable canadienne ou qui peuvent être détectées dans l'eau potable. Dans cette étude, des cellules hépatiques humaines en culture sous forme de sphéroïdes ont été exposées à un groupe de 23 SPFA pendant des durées plus courtes (1 jour) et plus longues (10 jours), puis classées selon leur puissance et leur potentiel de dangerosité à l'aide de données toxicogénomiques. La toxicogénomique est un domaine d'étude qui étudie la façon dont les gènes réagissent à l'exposition aux produits chimiques, fournissant ainsi des informations sur les changements biologiques liés aux maladies. L'objectif de l'enquête était d'utiliser des méthodes toxicogénomiques à haut débit pour établir des modèles de puissance pour divers groupes de SPFA.

  Résultats : Santé Canada a constaté que les SPFA à chaîne de carbone plus longue (7 à 10 carbones) étaient plus puissants que les SPFA à chaîne plus courte (moins de 6 carbones). Certaines SPFA étaient plus susceptibles d'induire des changements biologiques à des niveaux d'exposition plus faibles, et les 23 SPFA étudiées ont pu être classées en fonction de leur puissance. Cette étude améliore la compréhension des effets des SPFA sur la santé et démontre le potentiel des techniques toxicogénomiques comme solution de rechange aux méthodologies toxicologiques plus traditionnelles utilisant des animaux. Ces techniques sont des exemples de NAM, qui sont essentiels pour aller au-delà des méthodes traditionnelles d'expérimentation animale. L'acquisition d'informations sur les substances pauvres en données pour l'évaluation des risques a été un défi pour les organismes de réglementation du monde entier, y compris Santé Canada, et ces NAM peuvent être un outil important pour générer des données pour les futures activités d'évaluation des risques concernant les SPFA, et d'autres classes chimiques.

  Publication : Reardon, A. J., Rowan-Carroll, A., Ferguson, S. S., Leingartner, K., Gagne, R., Kuo, B., Williams, A., Lorusso, L., Bourdon-Lacombe, J.A., Carrier, R., Moffat, I., Yauk, C.L., Atlas, E. 2021. Potency ranking of per-and polyfluoroalkyl substances using high-throughput transcriptomic analysis of human liver spheroids. Toxicological Sciences, Vol. 184, issue 1, pp 154-169, DOI: 10.1093/toxsci/kfab102

7.1.2.5 Nanomatériaux et microplastiques

• L'ingestion de faibles doses d'antibiotiques potentialise les changements systémiques et microbiologiques causés par les nanoparticules d'argent

  En collaboration avec : Environnement et Changement climatique Canada, et Université McMaster

  Objectif de la recherche : Santé Canada est responsable de la réglementation des applications et des produits contenant des nanoparticules (NP) afin de protéger la santé des Canadiens. Afin de fournir des preuves scientifiques pour l'évaluation des risques des NP pour la santé humaine, la recherche à Santé Canada vise à comprendre le comportement et les effets des NP sur la santé humaine dans divers scénarios d'exposition. Santé Canada a étudié les NP composées d'argent, qui sont ajoutées comme antibiotiques dans plusieurs produits de consommation différents, tels que les bandages, les emballages alimentaires et les vêtements de sport. Les preuves scientifiques existantes concernant le danger pour la santé associé aux NP d'argent sont contradictoires, mais les preuves de l'exposition à d'autres antibiotiques justifient amplement l'évaluation des effets des NP d'argent sur la fonction des organes, l'immunité, le métabolisme et le microbiote associé à l'intestin. L'objectif de cette étude était d'étudier la toxicité systémique des NP d'argent, y compris les effets toxiques sur le microbiome.

  Résultats : Des souris ont été exposées à des NP d'argent pendant 5 semaines par ingestion, avec et sans de faibles doses d'antibiotiques conventionnels. Les animaux ont été pesés tous les jours et leur tolérance au glucose, la fonction des organes, les marqueurs immunologiques tissulaires et sanguins et les modifications du microbiome intestinal ont été évalués. Les données ont montré une perte de poids chez les animaux et des effets immunologiques systémiques correspondant à des altérations de la microflore intestinale. Les modifications du microbiote intestinal étaient des indicateurs de toxicité plus sensibles que les marqueurs métaboliques ou immunologiques. De plus, l'étude a indiqué des altérations dans la présence de types précis de microbes associés à l'équilibre immunologique. Cette étude soutient l'idée que les espèces microbiennes clés de l'intestin peuvent servir d'indicateurs sensibles du stress induit par les produits chimiques, même à des doses qui ne provoquent pas nécessairement une réponse systémique. Les résultats soutiendront la définition de nouveaux critères toxicologiques pouvant être utilisés pour l'évaluation des risques des nanomatériaux.

  Publication : Meier M.J., Nguyen K.C., Crosthwait J, Kawata A., Rigden M. , Leingartner K., Wong A., Holloway A., Shwed P.S., Beaudette L., Navarro M., Wade M., Tayabali A.F. 2021. Low dose antibiotic ingestion potentiates systemic and microbiome changes induced by silver nanoparticles. NanoImpact, Vol. 23, article number 100343, DOI: 10.1016/j.impact.2021.100343

• Voies d'effets indésirables visant à déterminer, à hiérarchiser et à élaborer des systèmes d'essais expérimentaux fondés sur des mécanismes et des essais de toxicité ciblés pour l'évaluation de la sécurité des nanomatériaux et des microplastiques

  Objectif de la recherche : Les nanomatériaux (NM) sont des substances fabriquées par l'homme, d'une taille comprise entre 1 et 100 nanomètres, dotées de propriétés uniques et largement utilisées dans diverses applications commerciales. D'après les résultats de recherches menées sur des animaux, les propriétés associées à la taille de certains NM contribuent à leur toxicité. Les microplastiques (MP) sont de petits fragments, fibres ou particules générés par l'altération des plastiques dans l'environnement. Les MP échangent de nombreuses propriétés avec les NM et pourraient également présenter un risque pour la santé. L'expérimentation animale n'est pas une option envisageable pour les NM ou les MP en raison du temps et des ressources nécessaires aux méthodes d'essai de toxicité, du nombre considérable de particules et de la diversité des propriétés des particules à évaluer.

  Des approches basées sur la voie associée aux effets toxiques et les mécanismes éclairés par la voie associée aux effets toxiques sont en cours d'élaboration pour remplacer l'expérimentation animale dans l'évaluation de la sécurité des NM et des MP. Les voies associées aux effets toxiques permettent l'organisation systématique d'informations complexes sur les mécanismes qui conduisent éventuellement à des effets toxiques au moyen de séquences linéaires simples d'événements biologiques clés aux niveaux cellulaire, tissulaire et individuel ou de la population. Les voies associées aux effets toxiques permettent la conception et l'élaboration de stratégies ciblées comme solutions de rechange à l'expérimentation animale.

  Résultats : Grâce à une analyse systématique de la documentation, une base de données sur les NM et une méthode de détermination des événements clés (EC) à partir de la documentation sur les NM ont été élaborées. Les EC sont des événements biologiques induits par les NM, liés aux mécanismes de la toxicité induite par les NM. Plusieurs EC pouvant être ciblés par des essais spécifiques, facilement disponibles et ne faisant pas appel à des animaux ont été identifiés. En outre, cinq voies associées aux effets toxiques liées à la toxicité pulmonaire due à l'inhalation de NM sont en cours d'élaboration. En outre, la documentation sur les NM a été utilisée pour proposer une procédure opérationnelle australienne et pour hiérarchiser et élaborer des systèmes d'essais expérimentaux fondés sur des mécanismes et des essais de toxicité ciblés pour l'évaluation de la sécurité des MP. Enfin, les possibilités, les défis et les considérations liés à l'évaluation de la toxicité des NM et des MP ont été mis en évidence.

  Publications : Halappanavar, S., Mallach, G. 2021. Adverse outcome pathways and in vitro toxicology strategies for microplastics hazard testing. Current Opinion in Toxicology, Vol. 28, pp 52-61, DOI: 10.1016/j.cotox.2021.09.002

  Rahman, L., Mallach, G., Kulka, R., Halappanavar, S. 2022. Microplastics and nanoplastics science: collecting and characterizing airborne microplastics in fine particulate matter. Nanotoxicology, Vol. 15, Issue 9, pp 1253-1278, DOI: 10.1080/17435390.2021.2018065

7.2 Polluants atmosphériques et gaz à effet de serre

La recherche sur la qualité de l’air :

• Aide à quantifier les polluants atmosphériques prioritaires et à dégager les tendances.
• Améliore et valide les prévisions de la qualité de l'air à court terme et à l'avenir à l'échelle nationale et mondiale.
• Améliore la compréhension des effets de la pollution atmosphérique sur la population canadienne et l'environnement.
• S'attaque aux problèmes émergents.
• Élabore et peaufine les outils permettant de communiquer les effets de la pollution atmosphérique sur la santé.
• Sous-tend et éclaire l'élaboration de politiques et de règlements fondés sur des données probantes, notamment la définition des normes canadiennes de qualité de l'air ambiant et des lignes directrices sur la qualité de l'air intérieur résidentiel.

7.2.1 Recherche d'Environnement et Changement climatique Canada

Les recherches en cours se sont poursuivies sur un large éventail de polluants atmosphériques, dont les polluants climatiques de courte durée de vie, l’ammoniac, les oxydes d’azote (NO_x), le dioxyde de soufre (SO₂), les composés organiques volatils (COV), l’ozone et les particules et aérosols. Voici quelques articles de recherche sur les polluants atmosphériques et les gaz à effet de serre publiés en 2021-2022 dans des revues scientifiques dont les articles sont évalués par des pairs.

• Tendances à long terme et caractéristiques des particules en suspension dans l'air dans les zones urbaines canadiennes

  Objectif de la recherche : Les tendances des quantités et des types de carbone contenus dans les particules fines (PM_2,5) atmosphériques ont été analysées à l'aide des données du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA) provenant de sept villes canadiennes au cours de la période 2003-2017. Les caractéristiques et les sources des éléments traces dans les PM_2,5, et les PM_10-2,5 (particules grossières), ont été étudiées dans des zones de trafic dense à Toronto et Vancouver, de 2015 à 2017.

  Résultats : L'analyse n'a montré qu'une baisse modeste des concentrations de carbone organique, mais une baisse significative de la concentration de carbone élémentaire, qui est associée à des processus de combustion tels que la combustion de la biomasse et la combustion de combustibles fossiles, notamment par les moteurs diesel. La diminution de l'utilisation du bois de chauffage comme combustible et les normes et réglementations plus strictes en matière d'émissions dans le secteur des transports ont été indiquées comme les causes de ce déclin.

  Dans l'ensemble, les résultats de l'étude des PM à proximité des routes urbaines montrent que les processus non liés à la circulation (poussière de croûte/route, usure des freins/pneus) ont été les principaux responsables des diverses espèces métalliques présentes dans les PM qui sont susceptibles de former des produits d'oxydation réactifs pouvant avoir des effets négatifs sur la santé humaine.

  Publications : Wang, H., Zhang, L., Yao, X., Cheng, I., Dabek-Zlotorzynska, E. Identification of decadal trends and associated causes for organic and elemental carbon in PM_2.5 at Canadian urban sites, Environment International, 159, art. no. 107031, DOI:10.1016/j.envint.2021.107031, 2021

  Celo, V., Yassine, M.M., Dabek-Zlotorzynska, E.: Insights into Elemental Composition and Sources of Fine and Coarse Particulate Matter in Dense Traffic Areas in Toronto and Vancouver, Canada, Toxics, 9 (10), Art. No. 264, DOI:10.3390/toxics9100264, 2021

• Effets du carburant de niveau 3 sur les émissions des motocyclettes

  Objectif de la recherche : Des essais ont été réalisés sur trois motos produites pour le marché nord-américain afin de comparer l'incidence sur les émissions de l'utilisation de carburant de niveau 3 contenant 10 % d'éthanol (E10) par rapport au carburant de niveau 2 sans éthanol (E0).

  Résultats : D'une manière générale, les essais ont montré que l'utilisation des carburants E10 par rapport aux carburants E0 entraînait une réduction des émissions de monoxyde de carbone, de dioxyde de carbone, d'hydrocarbures et de certaines substances toxiques pour l'air telles que le toluène et le benzène; le potentiel de formation d'ozone était également réduit. Aucune tendance n'a été constatée concernant les émissions de particules, et certaines émissions de polluants ont augmenté (NO_x, acétaldéhyde). L'étude donne un aperçu de l'incidence de l'introduction de carburants contenant de l'éthanol sur l'inventaire des émissions.

  Publication : Rosenblatt, D., Stokes, J., Caffrey, C., Brown, K.: Effect of North American Certification Test Fuels on Emissions from On-Road Motorcycles, SAE Technical Papers, DOI:10.4271/2021-01-1225

• Effets de la pandémie de COVID-19 et des confinements sur la qualité de l'air

  Objectif de la recherche : Étudier les effets de la réduction des émissions sur les principaux polluants atmosphériques au Canada et dans le monde en raison de la pandémie de COVID-19 et des confinements.

  Résultats : Dans les pays où les conditions de confinement sont strictes, les concentrations moyennes de NO₂ sont inférieures de 29 % à celles des pays sans confinement. Des études mondiales et canadiennes ont montré des réductions importantes de NO₂ liées à la diminution du trafic automobile, tandis que des polluants tels que le CO₂ et les particules fines ont enregistré des réductions moindres ou n'ont pas connu de changement net.

  Publications : Sokhi, R.S., Singh, V., Querol, X., Finardi, S., Targino, A.C., Andrade, M.D.F., Pavlovic, R., Garland, R.M., Massagué, J., Kong, S., Baklanov, A., Ren, L., Tarasova, O., Carmichael, G., Peuch, V.-H., Anand, V., Arbilla, G., Badali, K., Beig, G., Belalcazar, L.C., Bolignano, A., Brimblecombe, P., Camacho, P., Casallas, A., Charland, J.-P., Choi, J., Chourdakis, E., Coll, I., Collins, M., Cyrys, J., da Silva, C.M., Di Giosa, A.D., Di Leo, A., Ferro, C., Gavidia-Calderon, M., Gayen, A., Ginzburg, A., Godefroy, F., Gonzalez, Y.A., Guevara-Luna, M., Haque, S.M., Havenga, H., Herod, D., Hõrrak, U., Hussein, T., Ibarra, S., Jaimes, M., Kaasik, M., Khaiwal, R., Kim, J., Kousa, A., Kukkonen, J., Kulmala, M., Kuula, J., La Violette, N., Lanzani, G., Liu, X., MacDougall, S., Manseau, P.M., Marchegiani, G., McDonald, B., Mishra, S.V., Molina, L.T., Mooibroek, D., Mor, S., Moussiopoulos, N., Murena, F., Niemi, J.V., Noe, S., Nogueira, T., Norman, M., Pérez-Camaño, J.L., Petäjä, T., Piketh, S., Rathod, A., Reid, K., Retama, A., Rivera, O., Rojas, N.Y., Rojas-Quincho, J.P., San José, R., Sánchez, O., Seguel, R.J., Sillanpää, S., Su, Y., Tapper, N., Terrazas, A., Timonen, H., Toscano, D., Tsegas, G., Velders, G.J.M., Vlachokostas, C., von Schneidemesser, E., VPM, R., Yadav, R., Zalakeviciute, R., Zavala, M.: A global observational analysis to understand changes in air quality during exceptionally low anthropogenic emission conditions, Environment International, 157, 106818 (2021), DOI: 10.1016/j.envint.2021.106818

  Mashayekhi, R., Pavlovic, R., Racine, J., Moran, M.D., Manseau, P.M., Duhamel, A., Katal, A., Miville, J., Niemi, D., Peng, S.J., Sassi, M., Griffin, D., McLinden, C.A. Isolating the impact of COVID-19 lockdown measures on urban air quality in Canada (2021) Air Quality, Atmosphere and Health, DOI: 10.1007/s11869-021-01039-1

  You Y, Byrne B, Colebatch O, Mittermeier RL, Vogel F, Strong K. Quantifying the Impact of the COVID-19 Pandemic Restrictions on CO, CO2, and CH4 in Downtown Toronto Using Open-Path Fourier Transform Spectroscopy, Atmosphere, 12(7), 848 (2021), DOI: 10.3390/atmos12070848

  Zhao, X., Fioletov, V., Alwarda, R., Su, Y., Griffin, D., Weaver, D., Strong, K., Cede, A., Hanisco, T., Tiefengraber, M., McLinden, C., Eskes, H., Davies, J., Ogyu, A., Sit, R., Abboud, I., Lee, S.C.: Tropospheric and Surface Nitrogen Dioxide Changes in the Greater Toronto Area during the First Two Years of the COVID-19 Pandemic, Remote Sens. 2022, 14(7), 1625, DOI: 10.3390/rs14071625

• Émissions atmosphériques attribuables aux feux de forêt et à d'autres combustions de la biomasse

  Objectif de la recherche : Évaluation de l'influence des émissions des feux de forêt sur l'exactitude des prévisions météorologiques et de la qualité de l'air, et mesure des émissions de mercure gazeux dans les panaches des feux de forêt.

  Résultats : Il a été déterminé que les panaches d'émissions créent des boucles de rétroaction qui affectent la météo locale et le comportement des panaches eux-mêmes. La prise en compte de ces effets peut améliorer considérablement la précision des prévisions.

  Des mesures aériennes du mercure gazeux dans le panache de fumée sous le vent d'un feu de forêt dans le nord de la Saskatchewan ont été utilisées pour estimer les concentrations de mercure à la source. La comparaison avec les méthodes d'estimation existantes indique que les hypothèses utilisées dans ces méthodes créent une incertitude extrêmement élevée des résultats, ce qui rend difficile l'extrapolation de ces résultats à tous les feux de forêt.

  Publications : Makar, P. A., Akingunola, A., Chen, J., Pabla, B., Gong, W., Stroud, C., Sioris, C., Anderson, K., Cheung, P., Zhang, J., and Milbrandt, J. Forest-fire aerosol–weather feedbacks over western North America using a high-resolution, online coupled air-quality model, Atmos. Chem. Phys., 21, 10557–10587 (2021), DOI: 10.5194/acp-21-10557-2021

  McLagan, D. S., Stupple, G. W., Darlington, A., Hayden, K., and Steffen, A. Where there is smoke there is mercury: Assessing boreal forest fire mercury emissions using aircraft and highlighting uncertainties associated with upscaling emissions estimates, Atmos. Chem. Phys., 21, 5635–5653 (2021), DOI: 10.5194/acp-21-5635-2021, 2021

• Sources et dépôts des émissions atmosphériques des sables bitumineux de l'Alberta

  Objectif de la recherche : Les émissions atmosphériques, y compris les sources, les durées de vie dans l'atmosphère et les dépôts dans la région des sables bitumineux (RSB) et en aval de celle-ci, et l'estimation des émissions fugitives de polluants, y compris les composés organiques volatils (COV), provenant des bassins de décantation.

  Résultats : Les sources liées aux sables bitumineux sont des contributeurs régionaux à presque tous les polluants atmosphériques. La plupart des polluants présentent des concentrations atmosphériques accrues dans un rayon d'environ 20 km autour des activités d'extraction à ciel ouvert, et certaines concentrations accrues à plus de 100 km sous le vent. Les industries des sables bitumineux en sont une source essentielle.

  Les distances de transport et les durées de vie des SO_x et des NO_x émis par l'exploitation des sables bitumineux étaient nettement plus courtes que ce que prévoyaient les modèles de qualité de l'air, ce qui suggère un dépôt plus important de ces polluants à proximité de leurs sources et un dépôt moins important plus loin qu'on ne le pensait auparavant.

  Les mesures sur le terrain ont indiqué qu'en 2017, un bassin de résidus a émis entre 2 600 et 4 000 tonnes de COV, soit environ le double de la quantité déclarée par les méthodes d'estimation actuellement acceptées. Une analyse plus poussée a indiqué que ces émissions ont contribué jusqu'à 57 % des COV totaux mesurés dans la communauté voisine de Fort McKay, ce qui renforce l'importance de méthodes précises d'estimation des émissions de COV pour les bassins de résidus.

  Publications : Horb, E.C., Wentworth, G.R., Makar, P.A., Liggio, J., Hayden, K., Boutzis, E.I., Beausoleil, D.L., Hazewinkel, R.O., Mahaffey, A.C., Sayanda, D., Wyatt, F., Dubé, M.G. A decadal synthesis of atmospheric emissions, ambient air quality, and deposition in the oil sands region, Integrated Environmental Assessment and Management, DOI: 10.1002/ieam.4539, 2021

  Mamun, A.A., Celo, V., Dabek-Zlotorzynska, E., Charland, J.-P., Cheng, I., Zhang, L. Characterization and source apportionment of airborne particulate elements in the Athabasca oil sands region (2021) Science of the Total Environment, 788, art. no. 147748, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.147748

  Hayden, K., Li, S.-M., Makar, P., Liggio, J., Moussa, S. G., Akingunola, A., McLaren, R., Staebler, R. M., Darlington, A., O'Brien, J., Zhang, J., Wolde, M., and Zhang, L.: New methodology shows short atmospheric lifetimes of oxidized sulfur and nitrogen due to dry deposition, Atmos. Chem. Phys., 21, 8377–8392, DOI:10.5194/acp-21-8377-2021, 2021

  Moussa, S.G., Staebler, R.M., You, Y., Leithead, A., Yousif, M.A., Brickell, P., Beck, J., Jiang, Z., Liggio, J., Li, S.-M., Wren, S.N., Brook, J.R., Darlington, A., Cober, S.G.: Fugitive Emissions of Volatile Organic Compounds from a Tailings Pond in the Oil Sands Region of Alberta, Environ. Sci. Technol., 55, 19, 12831–12840, doi.org/10.1021/acs.est.1c02325, 2021

7.2.2 Recherche de Santé Canada

En 2021-2022, SC a poursuivi ses recherches sur les effets sur la santé de l’exposition humaine aux polluants de l’air intérieur et extérieur afin de fournir des conseils aux gouvernements, aux industries, aux autres organisations et aux particuliers sur la manière de lutter contre la pollution atmosphérique. Les scientifiques de SC ont publié 38 articles dans des revues scientifiques avec comité de lecture. Ces publications ont abordé des questions telles que les suivantes :

• Les conséquences de l'exposition à la pollution atmosphérique sur l'incidence et la gravité de COVID-19 dans les communautés;
• L'effet des polluants atmosphériques sur les résultats de la naissance et sur le développement de maladies telles que l'asthme, le diabète et le cancer;
• Les risques liés à une exposition élevée aux polluants de la circulation et aux polluants industriels;
• Les interactions entre la pollution atmosphérique et les voies de stress.

7.2.2.1 Rôle du stress dans les effets des polluants atmosphériques sur la santé

• Rôle du stress et de la réactivité au stress dans les effets des polluants atmosphériques sur le cerveau et les poumons

  Objectif de la recherche : Des études antérieures ont montré que l'exposition à la pollution de l'air ambiant au Canada est associée à un risque accru de troubles neurologiques et mentaux (p. ex. déclin cognitif, démence, dépression). Bien que les mécanismes sous-jacents ne soient pas clairs, le stress peut être un mécanisme unificateur central qui sous-tend les effets sur la santé et la susceptibilité. Ce projet se concentre sur la manière dont les réponses au stress local et systémique initiées à la suite d'une exposition aux polluants contribuent aux effets sur la santé, avec une attention particulière pour le cerveau et les poumons. Plus précisément, l'objectif de cette recherche est d'étudier le rôle des réponses au stress dans la médiation des répercussions de l'inhalation de polluants à l'aide des modèles in vivo et in vitro, en examinant les voies biologiques qui sous-tendent les effets de la pollution atmosphérique sur la santé.

  Résultats : SC a montré que l'exposition à l'ozone, un polluant atmosphérique hautement réactif, augmente les niveaux d'hormones de stress dans les poumons. Il a été démontré que ces niveaux d'hormones de stress contrôlent les réponses à l'ozone des cellules immunitaires dans les poumons. Les différences dans la réponse à l'inflammation entre les sous-groupes à forte et faible réponse au stress laissent entendre que les différences individuelles dans la réponse au stress peuvent être importantes dans la détermination des effets de l'exposition aux polluants atmosphériques. Il a été démontré que l'inhalation de la pollution atmosphérique particulaire avait une incidence sur les marqueurs des principales voies de stress du système nerveux central (SNC), sur la pression sanguine et sur la variabilité de la fréquence cardiaque. Ces résultats de recherche suggèrent que les hormones de stress jouent un rôle clé dans la réponse de l'organisme aux polluants atmosphériques et soulignent comment les différences individuelles en matière de santé et de gènes peuvent contribuer à la vulnérabilité. Santé Canada a également réussi à établir un système pour évaluer l'exposition des cellules pulmonaires aux gaz et aux particules, une étape importante pour permettre l'évaluation des effets des polluants atmosphériques sur les cellules humaines à l'aide de modèles d'exposition plus pertinents sur le plan physiologique. Les recherches futures permettront de mieux comprendre les mécanismes des polluants atmosphériques et du stress dans des modèles cellulaires, parallèlement aux études épidémiologiques dans le contexte canadien.

  Publications : Thomas, J., Stalker, A., Breznan, D., Thomson, E.M. 2021. Ozone-dependent increases in lung glucocorticoids and macrophage response: Effect modification by innate stress axis function. Environmental Toxicology and Pharmacology. Vol. 86, DOI: 10.1016/j.etap.2021.103662

  Thomas, J., Thomson, E.M., 2021 Modulation by ozone of glucocorticoid-regulating factors in the lungs in relation to stress axis reactivity. Toxics. Vol 9, Issue 11, article number 290, DOI: 10.3390/toxics9110290

  Thomson, E.M., 2021. Air pollution, stress, and allostatic load: Linking systemic and central nervous system impacts in Alzheimer's Disease and Air Pollution: The Development and Progression of a Fatal Disease from Childhood and the Opportunities for Early Prevention. pp 387-404, DOI: 10.3233/AIAD210032

  Vincent, R., Kumarathasan, P, Goegan, P., Bjarnason, S.G., Guénette, J., Karthikeyan, S., Thomson, E.M.,  Adamson, I.Y., Watkinson, W.P., Battistini, B., Miller, F.J., 2022. Acute cardiovascular effects of inhaled ambient particulate matter: Chemical composition-related oxidative stress, endothelin-1, blood pressure, and ST-segment changes in Wistar rats. Chemosphere, Vol. 296, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2022.133933

7.2.2.2 Pollution atmosphérique et COVID-19

• Incidences de l'exposition à la pollution atmosphérique sur la COVID-19

  En collaboration avec : Hôpitaux et universités au Canada et au Chili

  Objectif de la recherche : De nombreuses études ont montré que la pollution de l'air ambiant est associée à un large éventail d'effets nocifs sur la santé, notamment un risque accru d'infection respiratoire. Des études menées aux États-Unis et en Europe laissent penser que l'exposition à court et à long terme à la pollution atmosphérique pourrait augmenter l'incidence de la COVID-19 et la mortalité liée à celle-ci, une maladie respiratoire principale. Comme la COVID-19 est actuellement à l'avant-garde de la santé publique, les collaborations existantes, y compris une collaboration au Chili, ont été mises à profit pour améliorer la compréhension des répercussions de la COVID et de la pollution atmosphérique sur la santé des Canadiens. Cette recherche étudie les liens entre la pollution de l'air ambiant et la COVID-19 en Alberta et en Ontario, au Canada, et à Santiago, au Chili.

  Résultats : Les augmentations à court terme de la pollution de l'air ambiant à Santiago, au Chili, ont été associées à une augmentation de la mortalité, ce qui suggère que les augmentations aiguës de la pollution atmosphérique peuvent être un facteur de risque pour la mortalité quotidienne de COVID-19. En Alberta et en Ontario, Santé Canada a découvert des liens entre l'exposition à court terme aux polluants de l'air ambiant et les visites aux services d'urgence de la COVID-19, ce qui suggère que l'exposition à la pollution atmosphérique peut également entraîner des maladies plus graves liées à la COVID-19. Santé Canada a également étudié les mécanismes qui pourraient lier la pollution atmosphérique à l'infection par le virus COVID-19, comme le stress oxydatif. Il est intéressant de noter que dans 140 quartiers de Toronto, le nombre de cas d'infection par la COVID-19 était lié au potentiel des particules fines (PM_2,5) de provoquer un stress oxydatif. Après ajustement pour d'autres facteurs, les quartiers présentant des niveaux plus élevés de stress oxydatif dû aux PM_2,5 présentaient un plus grand nombre de cas de COVID-19. Cela suggère que la réduction du stress oxydatif dû à la pollution atmosphérique pourrait réduire l'incidence de la COVID-19. L'ensemble de ces résultats laisse entendre que la pollution de l'air peut jouer un rôle dans les taux d'infection par COVID-19 et la gravité de la maladie de COVID-19. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ces résultats, et des études complémentaires sont en cours.

  Publications : Dales, R., Blanco-Vidal, C., Romero-Meza, R., Schoen, S., Lukina, A., Cakmak, S., 2021. The association between air pollution and COVID-19 related mortality in Santiago, Chile: A daily time series analysis. Environmental Research. Vol 198, number 111284, DOI: 10.1016/j.envres.2021.111284

  Lavigne, E., Ryti, N., Gasparrini, A., Sera, F., Weichenthal, S., Chen, H., To, T., Evans, G.J., Sun, L., Dheri, A., Lemogo, L., Kotchi, S.O., Stieb, D., 2022. Short-term exposure to ambient air pollution and individual emergency department visits for COVID-19: a case-crossover study in Canada. Thorax, number 2021-217602, DOI:10.1136/thoraxjnl-2021-217602

  Stieb, D.M., Evans, G.J., To, T.M., Lakey, P.S.J., Shiraiwa, M., Hatzopoulou, M., Minet, L., Brook, J.R., Burnett, R.T., Weichenthal, S.A., 2021. Within-City Variation in Reactive Oxygen Species from Fine Particle Air Pollution and COVID-19. American Journal of Respiratory Critical Care Medicine. Vol. 204 Issue 2, p. 168-177, DOI: 10.1164/rccm.202011-4142OC [epub 2 Apr 2021]

  Stieb, D.M., 2022 Strengthening the Epidemiological Evidence Linking Air Pollution and COVID-19. American Journal of Respiratory Critical Care Medicine. Vol 205, Issue 6, p. 605-606, DOI: 10.1164/rccm.202112-2813ED [epub 15 Mar 2022]

7.2.2.3 Associations entre la pollution atmosphérique et les résultats en matière de santé

• Maladies chroniques et pollution atmosphérique : trajectoire de la maladie et des interventions

  En collaboration avec : Statistique Canada, Environnement et Changement climatique Canada, CIEM, et universités canadiennes et internationales.

  Objectif de la recherche : La pollution atmosphérique a des conséquences majeures sur la santé publique et l'économie. Santé Canada étudie de manière approfondie le rôle de l'exposition chronique à la pollution atmosphérique (de plusieurs mois à plusieurs années) dans la trajectoire des individus vers différents états de santé (p. ex., maladies cardiaques et vasculaires), et la façon dont cela se déroule le long de différentes voies physiologiques. Compte tenu de la prépondérance des preuves des effets de la pollution de l'air sur la santé, le premier objectif du projet est de dépasser la question « la pollution de l'air affecte-t-elle la santé? », pour répondre à la question « comment la pollution de l'air affecte-t-elle la santé? ». Le deuxième objectif est d'évaluer plus en détail l'efficacité de certaines interventions largement mises en œuvre ou potentielles au niveau individuel et politique pour réduire les effets de la pollution atmosphérique sur la santé, car il existe une grande incertitude quant aux mesures qui peuvent être prises pour réduire les effets de la pollution atmosphérique.

  Résultats : Ce projet s'appuie sur les Cohortes santé et environnement du recensement canadien (CSERCan) et tire parti de nouvelles approches scientifiques, notamment des méthodologies d'inférence causale et des plans quasi expérimentaux. Les principaux résultats comprennent une association cohérente entre l'exposition à long terme à la pollution de l'air ambiant et l'hospitalisation pour infarctus du myocarde et accident vasculaire cérébral dans les CSERCan. En outre, les membres des CanCHEC qui se sont déplacés de zones où la pollution de l'air par les particules était faible vers des zones où la pollution de l'air était plus élevée ont présenté une augmentation significative de la mortalité par rapport à ceux qui se sont déplacés entre des zones où la pollution de l'air était similaire. De même, le fait de se déplacer de zones où la pollution atmosphérique par les particules est plus élevée vers des zones où elle est plus faible est associé à une réduction de la mortalité.

  Ces informations fournissent des données importantes à l'appui de conseils sanitaires fondés sur des preuves. Les études futures porteront sur l'incidence des interventions visant à réduire la pollution atmosphérique, ainsi que sur l'estimation de la charge de l'exposition sur divers aspects de la trajectoire de la maladie.

  Publications : Chen H, Kaufman JS, Olaniyan T, Pinault L, Tjepkema M, Chen L, van Donkelaar A, Martin RV, Hystad P, Chen C, Kirby-McGregor M, Bai L, Burnett RT, Benmarhnia T. Changes in exposure to ambient fine particulate matter after relocating and long term survival in Canada: quasi-experimental study. The British Medical Journal. Vol. 375, number 2368, DOI: 10.1136/bmj.n2368

  Olaniyan, T., Pinault, L., Li, C., van Donkelaar, A., Meng, J., Martin, R.V., Hystad, P., Robichaud, A., Ménard, R., Tjepkema, M., Bai, L., Kwong, J.C., Lavigne, E., Burnett, R.T., Chen, H., 2021. Ambient air pollution and the risk of acute myocardial infarction and stroke: A national cohort study. Environmental Research. Vol. 204, Pt A, number 111975, DOI: 10.1016/j.envres.2021.111975

7.2.2.4 Pollution de l’air intérieur et santé

• Zone de Sioux Lookout : Étude sur la santé des enfants

  En collaboration avec : Centre hospitalier pour enfants de l'est de l'Ontario; université d'Ottawa; École de médecine du Nord de l'Ontario; nation Nishnawbe Aski; Energy Matters;

  Université Carleton; autorité sanitaire des Premières Nations de Sioux Lookout; centre de santé Meno Ya Win de Sioux Lookout; université Carleton

  Objectif de la recherche : Selon la Société canadienne de pédiatrie, le logement a une incidence directe sur la santé des enfants et des jeunes. Les logements surpeuplés et inadéquats représentent un problème particulièrement répandu chez les Premières Nations et les Inuits, qui contribue à l'augmentation du nombre d'enfants hospitalisés pour des maladies des voies respiratoires. Il a été démontré que les taux d'asthme, de bronchiolite et de pneumonie sont élevés chez les enfants autochtones des communautés de la zone de Sioux Lookout (autorité sanitaire des Premières Nations de Sioux Lookout) au nord de l'Ontario, mais il y a peu d'information sur la qualité de l'environnement intérieur. La présente étude visait à évaluer la qualité de l'environnement intérieur des logements de 98 enfants qui vivent dans quatre communautés isolées de la région, en fonction de la santé respiratoire et du recours aux services de soins de santé.

  Résultats : Cette étude a montré que la plupart des logements de la zone de Sioux Lookout sont en mauvais état et que les enfants présentent des taux élevés d'infections respiratoires, d'évacuations médicales et d'affections dermatologiques nécessitant un traitement. La charge d'endotoxines à l'intérieur était extrêmement élevée et associée à des infections respiratoires chroniques, à des hospitalisations pour des maladies pulmonaires en bas âge et à une respiration sifflante en cas de rhume. Les infections des voies respiratoires supérieures étaient associées à une exposition accrue aux moisissures à l'intérieur.

  Publication : Kovesi, T., Mallach, G., Schreiber, Y., McKay, M., Lawlor, G., Barrowman, N., Tsampalieros, A., Kulka, R., Root, A., Kelly, L., Kirlew, M., Miller, J. D. (2022). Housing conditions and respiratory morbidity in Indigenous children in remote communities in Northwestern Ontario, Canada. 194(3), E80–E88. DOI: 10.1503/cmaj.202465 

7.2.2.5 Pollution atmosphérique due aux transports

• Étude sur la pollution de l'air marin dans la région atlantique du Canada

  En collaboration avec : Environnement et changement climatique Canada, ministère de l'Environnement, de la Conservation et des Parcs de l'Ontario, Université de Rochester et Université Dalhousie

  Objectif de la recherche : Pour lutter contre la pollution atmosphérique due au transport maritime, le Canada et les États-Unis ont conjointement mis en place une zone de contrôle des émissions nord-américaine (ZCENA) dans laquelle les navires sont tenus d'utiliser du carburant marin à faible teneur en soufre ou des épurateurs de dioxyde de soufre (SO₂) équivalents (c.-à-d. une teneur maximale en soufre de 3,5 % réduite à 1 % en 2012 et à 0,1 % en 2015). Pour étudier les effets de ces réglementations sur la qualité de l'air local, les concentrations de polluants atmosphériques (notamment le SO₂, les PM_2,5, le NO₂, l'O₃ et les composants connexes des PM_2,5) ont été examinées entre 2010 et 2016 dans les villes portuaires canadiennes de Halifax, de Vancouver, de Victoria, de Montréal et de Québec.

  Résultats : Les résultats de l'étude indiquent que la mise en œuvre de la ZCENA a amélioré la qualité de l'air dans les villes portuaires canadiennes immédiatement après l'exigence d'un carburant à plus faible teneur en soufre. Plus précisément, les concentrations de SO₂ ont fortement diminué sur tous les sites, les améliorations les plus importantes ayant été enregistrées dans les villes côtières lorsque la réglementation sur la teneur en soufre des carburants de 0,1 % est entrée en vigueur. Les espèces marqueurs du mazout résiduel, le vanadium (V) et le nickel (Ni), dans les MP_2.5 ont considérablement diminué après la mise en œuvre du règlement. Cela correspond à une diminution de l'utilisation du fioul résiduel et suggère un passage au fioul distillé à faible teneur en soufre. Des réductions plus faibles des PM_2,5 ont également été observées, ce qui reflète l'importance des sources de MP non marines.

  Publication : Anastasopolos, A.,  Sofowote, U., Hopke, P., Rouleau, M., Shin, T., Dheri, A., Peng, H., Kulka, R., Gibson, M., Farah, P-M., Sundar, N. Air quality in Canadian port cities after regulation of low-sulfur marine fuel in the North American Emissions Control Area. The Science of the Total Environment, Vol. 791, 147949, pp 1-12, DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.147949

7.2.2.6 Toxicité de la pollution atmosphérique

Liste complète des publications présentée dans l'annexe.

7.2.2.7 Répercussions des particules sur la santé et l'économie mondiales

Liste complète des publications présentée dans l'annexe.