Devenir et effets des bitumes dilués dans les écosystèmes benthiques d’eau douce.

Indiketi, Nishodi (2023). Devenir et effets des bitumes dilués dans les écosystèmes benthiques d’eau douce. Thèse. Québec, Doctorat en sciences de l'eau, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 256 p.

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Résumé

Les réserves de pétrole conventionnel s’épuisent à travers le monde alors que la demande en hydrocarbures pétroliers continue d’augmenter. Pour répondre à ce besoin, divers projets d’exploration et d’exploitation pétrolières ont vu le jour tels que l’industrie des sables bitumineux qui exploite des pétroles non conventionnels au Canada. Ce type de projet augmente par la même occasion le risque de déversements dans les eaux de surface, motivant un nombre croissant d’études sur leur impact environnemental. Plusieurs aspects du devenir des produits d’extraction des sables bitumineux restent à ce jour méconnus. Une fois déversés dans le milieu aquatique, les hydrocarbures interagissent avec les matières en suspension pour former des agrégats susceptibles de sédimenter, exposant ainsi les organismes benthiques et épibenthiques à des composés potentiellement toxiques. L’objectif de cette thèse était d’évaluer la toxicité des bitumes dilués (dilbits) sur les organismes Chironomus riparius et Hyalella azteca en la comparant à un pétrole conventionnel. Les résultats ont montré que les amphipodes sont plus sensibles à une contamination aux hydrocarbures que les larves de chironomes, quel que soit le milieu d’exposition (eau ou sédiments). Les amphipodes étaient également plus marqués par le pétrole conventionnel que par les deux dilbits contrairement aux larves de chironomes, plus sensibles aux dilbits. Les hydrocarbures dissous dans la colonne d’eau ne persistaient pas, contrairement à ceux présents dans les sédiments contaminés. Il semblerait que la toxicité des dilbits soit principalement due à des composés légers, alors qu’une partie de la toxicité observée auprès de H. azteca pour le pétrole conventionnel serait liée à la présence de composés plus lourds. Le sédiment naturel apportait une protection contre les hydrocarbures dissous pour H. azteca, avec toutefois un effet variant suivant la concentration et le type de pétrole. Après 60 jours de vieillissement des sédiments contaminés, naturellement ou en présence de biochar enrichi en hydrolysat de maquereau (bioremédiation), les organismes survivaient mieux dans les sédiments vieillis naturellement, quel que soit le type de pétrole. Les organismes qui survivaient étaient plus petits en moyenne que les organismes non exposés, indépendamment de la méthode de remédiation et du pétrole. Les hydrocarbures ont également retardé l’émergence des chironomes. Les activités d’enzymes de détoxication se sont avérées être de mauvais biomarqueurs auprès des deux organismes. En conclusion, les travaux réalisés montrent que les critères provisoires de toxicité du sédiment sont trop permissifs dans le cas d’un déversement de pétrole lourd en milieu aquatique pour les invertébrés benthiques.

Conventional oil reserves are being depleted around the world while the demand for petroleum hydrocarbons continues to grow. To meet this need, various petroleum exploration and development projects have emerged, such as the oil sands industry, which exploits unconventional oils in Canada. This type of project increases the risk of spills into surface waters, motivating a growing number of studies on their environmental impact. Many aspects of the fate of oil sands products remain unknown. Once spilled into the aquatic environment, hydrocarbons interact with suspended solids to form aggregates that can sediment, exposing benthic and epibenthic organisms to potentially toxic compounds. The objective of this thesis was to evaluate the toxicity of diluted bitumen (dilbits) on the organisms Chironomus riparius and Hyalella azteca by comparing it to conventional oil. The results showed that amphipods are more sensitive to hydrocarbon contamination than chironomid larvae, regardless of the exposure medium (water or sediment). Amphipods were also more impacted by conventional oil than by the two dilbits unlike chironomid larvae, which were more sensitive to dilbits. The hydrocarbons dissolved in the water column did not persist, unlike those present in the contaminated sediment. It seems that the toxicity of dilbits is mainly due to light compounds, while part of the toxicity observed with H. azteca for conventional oil would be linked to the presence of heavier compounds. The natural sediment provided protection against dissolved hydrocarbons for H. azteca, although the effect varied with concentration and type of oil. After 60 days of aging contaminated sediment, either naturally or in the presence of biochar enriched with mackerel hydrolysate (bioremediation), organisms survived better in naturally aged sediment regardless of oil type. Surviving organisms were smaller on average than unexposed organisms, regardless of remediation method and oil. The oil also delayed the emergence of chironomids. Detoxification enzyme activities were found to be poor biomarkers in both organisms. In conclusion, the work carried out shows that the provisional sediment toxicity criteria are too permissive in the case of a heavy oil spill in aquatic environment for benthic invertebrates.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Couture, Patrice
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Triffault-Bouchet, Gaëlle
Mots-clés libres:	pétrole lourd; bitumes dilués; WAF; toxicité; invertébrés benthiques; sédiment, biochar; biomarqueurs; HAP; heavy oil; diluted bitumen; toxicity; benthic invertebrates; sediment; biomarkers; PAH
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	31 août 2023 13:59
Dernière modification:	31 août 2023 13:59
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/13549

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