Développement d’une approche par bioessais pour évaluer la présence de perturbateurs endocriniens dans les eaux usées du Québec.

Robitaille, Julie (2023). Développement d’une approche par bioessais pour évaluer la présence de perturbateurs endocriniens dans les eaux usées du Québec. Thèse. Québec, Doctorat en sciences de l'eau, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 302 p.

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Résumé

Les perturbateurs endocriniens (PE) sont des substances qui peuvent altérer le fonctionnement normal du système endocrinien. Lorsque relâchés dans l’environnement via les eaux usées, ceux-ci peuvent engendrer différents effets chez les poissons comme la féminisation et autres désordres de la fonction de la reproduction. Cependant, les PE sont peu suivis dans l’eau (ex : eaux de surface, eaux usées) et encore moins réglementés. Ceci est en partie expliqué par la complexité du suivi des PE par des méthodes classiques tel que la chimie ciblée qui nécessiterait de tester pour différentes classes de produits chimiques (ex : médicaments, plastiques), et ce, à faibles doses (ng/L). Une approche de suivi qui pourrait pallier ces problèmes est l’utilisation d’outils bioanalytiques ou bioessais. Les bioessais permettent d’évaluer et dans certains cas de quantifier un effet biologique in vitro ou in vivo. Ce projet de doctorat vise à développer une approche par bioessais pour détecter les PE dans les eaux usées municipales et industrielles en partenariat avec le Ministère de l'Environnement, de la Lutte contre les Changements Climatiques, de la Faune et des Parcs (MELCCFP). Basée sur une revue de la littérature des bioessais existants, une approche en deux niveaux a été conçue. Le premier niveau est composé de deux bioessais de transactivation des récepteurs pour les estrogènes et les androgènes, et le deuxième d’une version abrégée (7 jours) du bioessai de reproduction de courte durée (FSTRA) chez le mené à grosse tête (Pimephales promelas). Pour valider son pouvoir de prédiction de la perturbation endocrinienne engendrée par des effluents, cette approche a été comparée à un FSTRA standard de 21 jours. Le premier niveau a détecté de l’activité estrogénique, androgénique et anti-androgénique qui a pu être associée à un arrêt de reproduction provoquer par un effluent municipal et un de l’industrie des pâtes et papiers. Le FSTRA de 7 jours du niveau 2 a permis d’atteindre les mêmes conclusions que celui de 21 jours pour des substances pures (17α-éthinylestradiol, 17β-trenbolone et propiconazole) et l’effluent de pâtes et papiers. L’exception était l’effluent municipal qui avait aussi des effets de stress lié à la qualité de l’eau. L’approche par bioessais s’est aussi montrée plus avantageuse que la chimie ciblée qui a principalement détecté des bisphénols et des nonylphénols sous les seuils d’effets. Lorsqu’implémentée, cette approche pourrait permettre au MELCCFP de mieux gérer les risques liés aux PE pour les écosystèmes aquatiques en établissant les niveaux de bases des PE dans les eaux usées de la province et en identifiant les points chauds.

Endocrine disrupting chemicals (EDCs) are compounds which can alter the normal function of the endocrine system. When released in the environment via wastewater, EDCs can induce effects in fish such as feminization and reproductive problems. However, EDCs are not often monitored and even less regulated. This is in part explain by the complexity of monitoring EDCs with classical monitoring methods such as targeted chemistry which requires to test for various classes of chemicals (e.g., pharmaceuticals, plasticizers) at low levels (ng/L). A monitoring approach which could overcome those issues is bioanalytical tools or bioassays. Bioassays allow to quantify a biological effect either in vitro or in vivo. This Ph.D. project aims to develop a bioassay-based approach to detect EDCs in municipal and industrial wastewaters in partnership with the Ministère de l'Environnement, de la Lutte contre les Changements Climatiques, de la Faune et des Parcs (MELCCFP). Based on a literature review of existing bioassays, a two-Tier approach was designed. The first level is composed of two receptor transactivation assays for estrogens and androgens, and the second with the abbreviated version (7 days) of the fish short-term reproduction assay (FSTRA) in fathead minnow (Pimephales promelas). To validate its predictive power for endocrine disruption generated by effluent, this approach was compared to the standard FSTRA of 21 days. The first level detected estrogenic, androgenic, and anti-androgenic activity which was linked to reproduction arrest generated by a municipal and a pulp and paper industry effluent. The 7-day FSTRA of Tier 2 allowed to reach the same conclusion as a 21-day FSTRA for pure substances (17α-ethinylestradiol, 17β-trenbolone, and propiconazole) and a pulp and paper industry effluent. An exception was the municipal effluent for which some effects could be linked to stress induced by changes in water quality. The bioassay-based approach also had more advantage than targeted chemistry which primarily detected bisphenols and nonylphenols under thresholds of effects. When implemented, this approach will allow the MELCCFP to better manage risk associated with EDCs in aquatic ecosystems by first establishing the base levels of EDCs in wastewater throughout the province and by identifying hotspots.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Langlois, Valérie
Co-directeurs de mémoire/thèse:	St-Hilaire, André
Mots-clés libres:	perturbateur endocrinien; bioessai; eaux usées; effluent; municipal; industriel; in vitro; poisson; reproduction; endocrine disrupting chemicals; bioassay; wastewater; industrial; fish
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	18 avr. 2024 14:23
Dernière modification:	18 avr. 2024 14:23
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/15607

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