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Comparaison de la toxicité des pétroles conventionnels et non conventionnels sur trois espèces de poissons d’eau douce : effets moléculaires, développement et santé globale.

Bérubé, Roxanne (2021). Comparaison de la toxicité des pétroles conventionnels et non conventionnels sur trois espèces de poissons d’eau douce : effets moléculaires, développement et santé globale. Thèse. Québec, Doctorat en sciences de l'eau, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 231 p.

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Résumé

La production de produits pétroliers du Canada est en constante augmentation, principalement due à l’exploitation des sables bitumineux. Les pétroles bitumineux circulent majoritairement par oléoducs, dans lesquels ils doivent être dilués pour diminuer leur viscosité et augmenter leur fluidité. Ils sont alors nommés les pétroles bitumineux dilués (dilbit). L’ajout de diluant fait varier la composition chimique des pétroles bitumineux en augmentant la quantité d’hydrocarbures légers. Avec l’augmentation de la quantité d’oléoducs et du volume de ces produits qui circulent en Amérique du Nord, il est nécessaire d’étudier les effets de ces pétroles sur les écosystèmes dulcicoles. Dans le cadre de cette thèse, la toxicité des pétroles conventionnels et des pétroles bitumineux a été évaluée et comparée chez trois espèces de poissons d’eau douce du Canada, durant leurs jeunes stades de développement. Les résultats ont démontré que les dilbits étaient plus toxiques que le pétrole conventionnel, et cette toxicité était principalement induite par la concentration plus élevée de composés légers. La majorité des biomarqueurs des voies de détoxication augmentent en fonction de la quantité totale d’hydrocarbures, mais ne sont pas nécessairement des indicateurs précis de la toxicité des mélanges d’hydrocarbures. Les premiers stades de développement sont les plus sensibles aux hydrocarbures, les embryons exposés à partir de la fertilisation subissent des retards et des troubles de croissance. D’ailleurs, les expositions de la truite arc-en-ciel ont permis d’observer que les embryons s’étant développés dans un milieu contaminé avaient de plus faibles chances de survie et plus de probabilité d’avoir des malformations, malgré une remédiation du milieu. Les expositions du saumon atlantique ont permis d’observer que les hydrocarbures peuvent perturber des voies moléculaires essentielles, par exemple les rétinoïdes et la réparation de l’ADN. Globalement, cette thèse met en évidence l’importance d’obtenir un profil chimique complet des pétroles et de l’eau contaminée aux hydrocarbures, afin d’évaluer les risques environnementaux des déversements d’hydrocarbures en eau douce. En effet, les différents types de composés chimiques des pétroles induisent des effets spécifiques sur les organismes. Finalement, cette thèse a confirmé que la sensibilité des organismes aquatiques exposés aux produits pétroliers varie entre les espèces. Ces résultats permettront de protéger les espèces de poissons d’eau douce du Canada, particulièrement les salmonidés qui sont les plus sensibles aux expositions aux hydrocarbures, mais qui sont importants pour l’économie et la culture canadienne. Puis, les résultats obtenus par cette thèse pourront être utilisés par les ministères canadiens et québécois, afin de mettre à jour les plans d’interventions en cas de déversements de pétroles bitumineux en eau douce.

Abstract

Canada’s production of petroleum products is constantly increasing, mainly due to the exploitation of oil sands. The bituminous oils circulate mainly through pipelines, in which they must be diluted to reduce their viscosity and increase their fluidity. They are then called diluted bitumen (dilbit). The chemical composition of the dilbit varies with the addition of diluent which increases the amount of low molecular weight hydrocarbons. With the increasing volume of dilbits circulating in pipelines in North America, there is a need to study the effects of these oils on freshwater ecosystems. In this thesis, the toxicity of conventional oil and dilbits was evaluated and compared in three species of Canadian freshwater fish during their early developmental stages. The results showed that dilbits were more toxic than conventional oil, and this toxicity was mainly induced by the higher concentration of low molecular weight hydrocarbons. The majority of biomarkers of detoxification pathways increased with the total amount of hydrocarbons but were not necessarily accurate indicators of the toxicity of oil mixtures. Early developmental stages are the most sensitive to hydrocarbons, with embryos exposed from fertilization onward experiencing developmental delays and deformities. Moreover, rainbow trout exposures throughout their embryonic development had lower chances of survival and higher probability of having malformations, despite environmental remediation. Atlantic salmon exposures have shown that hydrocarbons can disrupt essential molecular pathways, such as retinoids and DNA repair. Overall, this thesis highlights the importance of obtaining a complete chemical profile of the oils and oil-contaminated water in order to assess the environmental risks of spills in freshwater ecosystems. Indeed, the different types of chemical compounds in oils induce specific effects on organisms. Finally, this thesis confirmed that different species have variable sensitivities to petroleum product exposures. These results will help protect Canada’s freshwater fish species, particularly salmonids, which are the most sensitive to hydrocarbon exposures, and are important to the Canadian economy and culture. The results of this thesis can be used by Canadian and Quebec government departments to update their response plans in case of oil spills in freshwater.

Type de document: Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Couture, Patrice
Co-directeurs de mémoire/thèse: Langlois, Valérie
Mots-clés libres: hydrocarbures; pétrole non conventionnel; pétrole conventionnel; toxicité chronique; toxicité aquatique; développement; métabolisme de détoxication; métabolisme du stress oxydant; hydrocarbons; unconventional oil; conventional oil; chronic toxicity; aquatic toxicity; development; detoxification pathway; oxidative stress pathway
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 04 mars 2022 16:46
Dernière modification: 20 sept. 2022 04:00
URI: https://espace.inrs.ca/id/eprint/12478

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