Impacts subcellulaires d'un déversement de bitumes dilués selon la méthode d'intervention sur deux espèces commerciales majeures du Québec, Mytilus edulis et Homarus americanus

Berthod, Camille (2022). Impacts subcellulaires d'un déversement de bitumes dilués selon la méthode d'intervention sur deux espèces commerciales majeures du Québec, Mytilus edulis et Homarus americanus. Thèse. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 239 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : L'extraction des pétroles non classiques de l'Alberta au Canada ne cesse de croître et entraîne une accélération de son exportation par oléoducs, train ou encore bateau. L'ajout de condensat pour le rendre transportable, en fait un pétrole particulier, le bitume dilué (dilbit). Les deux principaux bitumes dilués exportés d'Alberta sont l'Access Western Blend (AWB) et le Cold Lake Blend (CLB). Les risques de déversements ne peuvent être niés et doivent être étudiés afin de pouvoir sélectionner la meilleure méthode d'intervention. Le fleuve du Saint-Laurent, mis en danger par le rapprochement des réseaux d'oléoducs et le passage du transport maritime, regorge d'espèces de grandes importances commerciales pour le Québec, dont la moule bleue, Mytilus edulis, et le homard américain, Homarus americanus. Ainsi, connaître les impacts à court et long termes est fondamental pour la gestion des pêches commerciales. La densité élevée de ce pétrole non classique soulève la question de l'efficacité de dispersants chimiques, méthode d'intervention autorisée au Canada, en plus du débat quant à l'augmentation possible de la toxicité de la nappe de pétrole dispersé par cette technique. Des expériences en laboratoires ont été réalisées sur les deux bitumes dilués les plus transportés, afin de vérifier l'efficacité de deux dispersants chimiques, Corexit® 9500A (CXT) et Finasol® OSR52 (FIN), selon une large gamme de températures et de salinités. On a constaté que le FIN est plus efficace sur les dilbits que le CXT dans les conditions de basses températures et salinités, mais que la taille des particules est plus grande lorsqu'elle est dispersée avec FIN que CXT. Or, la taille des gouttelettes qui vont en découler détermine la vitesse de dilution de la nappe de pétrole, de sa dégradation naturelle, mais également de sa filtration par les organismes marins. De l'eau de mer a été contaminée, en laboratoire par des bitumes dilués, avec ajout ou non de dispersant chimique et utilisée pour exposer des moules. Afin d'analyser les impacts propres aux dilbits, des tests identiques ont été effectués avec un pétrole classique importé au Canada, l'Heidrun (HEI). Les impacts physiologiques, subcellulaires et génotoxiques, ainsi que les concentrations accumulées dans les tissus, ont été mesurés tout au long de trois saisons (printemps, automne et hiver). Notre étude démontre une bioaccumulation plus importante dans les moules exposées au HEI par rapport au dilbit, surtout lorsque le dispersant chimique est utilisé. Des déstabilisations de la membrane lysosomale, une diminution de la viabilité cellulaire, ainsi qu'une augmentation des dommages à l'ADN ont été mesurées. L'apport d'un indice intégré de réponses des biomarqueurs (IBR) permet de mettre en évidence des impacts globalement plus importants lors d'une dispersion chimique du bitume dilué CLB en été, entraînant même une importante mortalité. Les dommages mesurés sur l'ADN soulèvent la question d'impact à long terme sur la moule bleue, augmentant le préjudice pour les mytiliculteurs en cas de contamination. Une exposition des moules bleues, suivie d'une période de dépuration, apporte de nouvelles données sur la capacité de ces organismes filtreurs à éliminer le contaminant et à réparer les dommages. La vitesse de dépuration varie en fonction des composés, mais semble assez rapide avec les HAP (< 48 h) après une exposition de 8 jours. Cependant, les concentrations d'autres composés mesurés dans les tissus des moules bleues sont toujours supérieures à celles des moules contrôles, même après 4 jours dans des eaux propres. Cependant, ce temps est suffisant afin de revenir aux valeurs de moules non exposées pour la dégradation de la membrane lysosomale, la viabilité cellulaire et, même, le niveau de dommages à l'ADN. Toutes ces analyses biologiques ont été rendues possibles grâce à des analyses sur l'hémolymphe de la moule, permettant un suivi des mêmes individus. Les impacts d'un dilbit ont été comparés avec un produit pétrolier léger à risque pour les homards américains des Îles-de-la-Madele ne, le diesel marin. Une exposition au CLB sur le homard américain démontre que, comme chez la moule bleue, des impacts sur les membranes lysosomales et la viabilité cellulaire sont mesurés après une exposition au bitume dilué, ainsi qu'une induction de l'activité enzymatique EROD (ethoxyresorufin O-deethylase). Chez les homards, un retour au niveau basal des biomarqueurs a été mesuré après plusieurs jours, voire plusieurs semaines dans des eaux propres. De plus, des concentrations encore importantes d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) ont été mesurées dans la chair des homards après 3 mois de maintien en eau propre, ainsi que dans les œufs, interrogeant sur un impact sur la génération suivante. -- Mot(s) clé(s) en français : Bitume dilué, Dispersant chimique, Mytilus edulis, Homarus americanus, Bioaccumulation, Hydrocarbures, Effets subcellulaires, Dommage à l'ADN, Dépuration, Capacité de récupération. --
ABSTRACT : The extraction of unconventional oils from Alberta, Canada, continues to grow, accelerating its export by pipeline, train, or boat. The risks of spills during oil transportation cannot be denied and must be studied to understand the best intervention strategy. The St. Lawrence River, endangered by the proximity of pipeline networks and the passage of maritime transport, abounds in species of great commercial importance for Quebec, including the blue mussel, Mytilus edulis, and the American lobster, Homarus americanus. Consequently, awareness of the short- and long-term impacts of a potential spill is fundamental to commercial fishery management. In case of a spill of unconventional Albertan oil, it is important to be able to rapidly employ effective clean-up strategies. However, condensate is added to these unconventional oils to facilitate their transportation; the result of the mixing of the two is known as diluted bitumen (dilbit) and possesses unique chemical properties. The high density of diluted bitumen raises the question of the effectiveness of chemical dispersants (a method of intervention authorized in Canada), and the possible increase in the toxicity of oil dispersed by this technique is subject to debate. To fill these gaps in the knowledge, our laboratory experiments evaluated the most exported Albertan diluted bitumen: Access Western Blend (AWB) and Cold Lake Bland (CLB). Experiments allowed to verify the effectiveness of two chemical dispersants, Corexit® 9500A (CXT) and Finasol® OSR52 (FIN), over a wide range of temperatures and salinities. We found that FIN is more effective on dilbits than CXT at low temperatures and salinities, despite larger oil particle size after dispersion with FIN. The size of the resulting droplets determines the speed of dilution of the oil slick, its natural degradation, and its filtration by marine organisms. In the laboratory, we contaminated seawater with diluted bitumen. We then exposed mussels to this contaminated water, with or without the addition of chemical dispersant. Identical tests carried out with a conventional oil imported into Canada (Heidrun, HEI) allowed to identify the specific impacts of dilbits. For three seasons (spring, autumn, and winter), we measured the diluted bitumen and chemical dispersant concentrations accumulated in the tissues, as well as the physiological, subcellular, and genotoxic impacts. Our study demonstrates greater bioaccumulation in mussels exposed to HEI than those exposed to dilbit, especially when using chemical dispersant. We measured destabilization of the lysosomal membrane, decreased cell viability, and increased DNA damage. The contribution of an integrated index of biomarker responses (IBR) makes it possible to highlight the consequences of chemical dispersion of CLB diluted bitumen in summer, which even results in significant mortality. The measured DNA damage raises the question of long-term harm to the blue mussel, increasing the risk to mussel farm in the event of contamination. Blue mussels' exposure to dilbit, followed by a period of depuration, provides new data on the ability of these filter-feeding organisms to extract the contaminant and repair the damage. The depuration rate varies according to the compounds but seems rapid for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs; < 48 h) after an exposure of eight days. However, the concentrations of other compounds measured in the tissues of exposed blue mussels are always higher than in our control mussels, even after four days in clean water. Moreover, this time period typically suffices to return to unexposed mussel values for lysosomal membrane damage, cell viability, and level of DNA damage. We obtained this biological data by analysing mussels' hemolymph, which allowed to follow-up on individuals' health. American lobsters' exposure to CLB demonstrates that, as in blue mussels, impacts on lysosomal membranes and cell viability are noticeable after exposure to diluted bitumen. These results are validated by observing EROD (ethoxyresorufin-o-deethylase) activit in the exposed individuals. In lobsters, biomarkers recovery was measured after several days or several weeks in clean water. High concentrations of PAHs were measured in the flesh and eggs of lobsters three months after their exposure to CLB, raising questions about impacts on their reproductive capacities and the health of future generations. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Diluted bitumen, Chemical dispersant, Mytilus edulis, Homarus americanus, Bioaccumulation, Hydrocarbons, Subcellular effects, DNA damage, Depuration, Recovery.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Saint-Louis, Richard
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Triffault-Bouchet, Gaëlle
Information complémentaire :	Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en océanographie en vue de l'obtention du grade de Philosophiae Doctor es océanographie.
Mots-clés :	Bitume; Bitume dilué; Déversements de pétrole; Hydrocarbure; Aspect de l'environnement; Pollution marine par les hydrocarbures; Moule bleue; Homard d'Amérique; Bioaccumulation; Homarus americanus; Mytilus edulis.
Départements et unités départementales :	Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	22 mars 2023 16:00
Dernière modification :	22 mars 2023 16:00
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2127

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