Rapport annuel de la LCPE (1999) pour la période d'avril 2010 à mars 2011

3 Collecte de l'information et établissement d'objectifs, de directives et de codes de pratique (Partie 3)

3.2 Recherche

• 3.2.1 Air
• 3.2.2 Recherche climatique
• 3.2.3 Eau
• 3.2.4 Faune et sol
• 3.2.5 Santé humaine

Les exemples qui suivent donnent une idée des types de recherches entreprises en 2010-2011 et de leur diversité.

3.2.1 Air

3.2.1.1 Recherche sur la qualité de l'air à l'appui du Programme de réglementation de la qualité de l'air

La recherche sur la qualité de l'air en appui au Programme de réglementation de la qualité de l'air fournit des renseignements coordonnés, opportuns, crédibles et pertinents aux Canadiens et aux décideurs au sujet des risques pour la santé et des effets sur l'environnement des concentrations de polluants atmosphériques actuelles et futures par l'entremise de recherches, de surveillance, de modélisation et d'évaluation scientifique.

Le programme est surtout axé sur les polluants responsables du smog, des dépôts acides et de la pollution par le mercure (p. ex. dioxyde de soufre, oxydes d'azote, composés organiques volatils, matières particulaires, ozone et mercure).

L'information issue de ce programme permet également au gouvernement du Canada de faire le suivi de l'efficacité des mesures pour améliorer la qualité de l'air, comme celles mises en œuvre dans le cadre de la LCPE (1999), des standards pancanadiens relatifs aux matières particulaires, à l'ozone et au mercure, de l'Accord Canada–États-Unis sur la qualité de l'air, et de la Convention sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance de la Commission économique des Nations Unies pour l'Europe.

Voici certaines des activités menées dans le cadre du programme en 2010-2011.

La pollution de l'air en milieu urbain provient de sources multiples; par conséquent, les Canadiens respirent un mélange complexe de polluants. La composition et la variabilité de ces mélanges ont été étudiées en détail dans l'ensemble de la zone urbaine de Montréal. Les quartiers touchés à divers degrés par un secteur industriel (p. ex. pétrochimie) ou une circulation intense ont été comparés afin de déterminer les meilleurs indicateurs de certaines sources de pollution spécifiques. Certains composés, les oxydes d'azote par exemple, ont tendance à être associés à la plupart des mélanges, particulièrement celles qui sont liées à la circulation. Par conséquent, ils montrent un bon potentiel en tant qu'indicateurs de l'exposition de la population aux polluants de la circulation. Bien que d'autres composés soient de meilleurs indicateurs de l'exposition aux polluants de sources industrielles, les oxydes d'azote ont aussi certains liens avec ces émissions et pourraient par conséquent représenter le meilleur indicateur unique du niveau d'exposition. Certains composés sont fortement liés à des secteurs industriels précis (p. ex. oxydes de soufre) et par conséquent ne faisaient pas toujours partie des mélanges communs. De plus, les ratios de certains polluants communs variaient d'un quartier à l'autre (p. ex. quantités relatives de certains hydrocarbures). Les mélanges de polluants affichaient également une variabilité saisonnière, ce qui peut avoir un effet sur l'exposition de la population.

Dans le sud de l'Ontario, les Canadiens sont exposés à un mélange en constate évolution de pollution de sources nationales, de pollution provenant de sources américaines et de pollution par transport à grande distance de sources situées plus loin en amont de la région des Grands Lacs. Les régimes climatiques dans la région des Grands Lacs font qu'il est difficile de déterminer laquelle de ces zones géographiques joue un rôle plus important, particulièrement durant les épisodes de smog. Au cours de la période visée par le rapport, une série de résultats scientifiques ont été publiés afin de documenter les résultats d'une étude intensive centrée sur la région du sud-est de l'Ontario. Des experts en mesures, des chercheurs en météorologie et des experts en modélisation de la qualité de l'air ont travaillé en étroite collaboration afin de déterminer les sources des deux des principaux composants du smog, l'ozone et des matières particulaires (MP_2,5), ainsi que les facteurs qui ont une influence sur leur niveau. On a constaté une création rapide d'ozone et de MP_2,5 au-dessus des lacs et dans de longues, mais étroites régions au-dessus des terres. On a également constaté que les émissions provenant de sources relativement locales, près des Grands Lacs et des deux côtés de la frontière, contribuaient de façon importante aux dépôts; cela permettra de concentrer sur ces secteurs les efforts futurs d'amélioration et de prévision de la qualité de l'air.

De nouvelles voies de formation et de transformation des matières particulaires ont été établies grâce à des études de laboratoire, ce qui a permis de faire progresser notre compréhension de la façon dont les matières particulaires et les polluants gazeux interagissent les uns avec les autres et de la mesure dans laquelle les polluants peuvent être transportés. Les recherches menées sur ces nouvelles voies serviront à renforcer la capacité des modèles de qualité de l'air à prédire les niveaux de matières particulaires dans l'ensemble du Canada. Dans l'ensemble, on s'attend à ce que ce genre de recherche stimule le soutien du processus décisionnel réglementaire à l'avenir.

Les inventaires des émissions de matières particulaires provenant des navires commerciaux ont été validés à l'aide de mesures à bord des navires. Les émissions de carbone noir et de soufre ont diminué en réponse aux règlements sur la teneur en soufre des carburants dans les zones de contrôle des émissions sur la côte ouest de l'Amérique du Nord. La réduction des émissions de carbone noir est un résultat non prévu de l'entrée en vigueur de ces règlements. Les recherches ont démontré l'efficacité des règlements sur l'utilisation des carburants dans l'amélioration de la qualité de l'air dans les villes côtières où la navigation commerciale est une source importante de pollution de l'air.

Afin d'étudier le rôle des forêts canadiennes en tant que puits ou de sources de particules d'aérosols, une expérience a été effectuée avec des collaborateurs universitaires afin de mesurer les flux de matières particulaires et de composés organiques volatils à la station de recherche forestière de Borden. Étonnamment, cette forêt semble agir comme une source nette de particules dans 60 % des cas. Les processus responsables de cette observation nécessitent une étude plus approfondie, mais pourraient faire intervenir la réaction de polluants gazeux de sources humaines avec les émissions organiques de la forêt.

Une étude sur le terrain intensive a été menée à l'aide d'une sonde d'ozone (ballon sonde) et d'un lidar (technologie de télédétection laser) en vue d'analyser la production d'ozone provenant des incendies dans la forêt boréale et de quantifier les effets du brûlage de biomasse boréale sur la composition troposphérique mondiale. Des détecteurs montés sur satellites ont également été utilisés pour vérifier les résultats de cette étude conjointe. Les renseignements recueillis permettront d'améliorer les prévisions de modélisation du transport à longue distance de ces émissions.

Environnement Canada est le participant principal au Global Assessment of Precipitation Chemistry and Deposition de l'Organisation météorologique mondiale, une initiative de collaboration en vertu de la Veille de l'atmosphère du globe, visant à informer les communautés de la science et des politiques sur la composition chimique des précipitations et du dépôt atmosphérique des principaux composés à l'échelle mondiale et régionale. Au cours de la période visée par le rapport, les observations recueillies par les réseaux de surveillance régionaux, nationaux et internationaux dans le monde entier ont été triées avec soin pour en assurer la qualité et la comparabilité. Les estimations des modèles du total des dépôts à l'échelle mondiale ont été produites et intégrées avec ces mesures pour combler les écarts spatiaux et présenter une image plus complète des dépôts atmosphériques à l'échelle mondiale. Les chapitres d'évaluation sont à l'étape d'ébauche.

Le projet OASIS, qui étudie comment les substances chimiques se déplacent entre l'océan, l'atmosphère, la glace de mer et le stock nival, est l'un des 44 projets financés par le Canada - et l'un des cinq dirigés par les scientifiques canadiens - lancés dans le cadre de l'Année polaire internationale. Le projet OASIS met l'accent sur le rôle des interactions atmosphère-surface dans le devenir des polluants, tels que le mercure et l'ozone, au-dessus de l'océan Arctique. En collaboration avec des chercheurs américains et européens, les chercheurs d'Environnement Canada ont appris à mieux connaître les réactions chimiques de la diminution de l'ozone et du mercure. Les résultats de l'étude OASIS sur le rôle important que joue la basse atmosphère arctique dans les effets de l'ozone et du mercure sur cette région sont maintenant documentés. Les résultats indiquent également que les taux de rétention pour le mercure déposé dans l'Arctique sont plus élevés dans l'océan Arctique que sur la neige ou sur la terre, ce qui a une incidence sur la quantité de mercure qui pénètre dans l'écosystème arctique. Ces résultats permettront d'améliorer les capacités de prévision dans l'océan Arctique. L'héritage de l'Année polaire internationale comprend le déploiement continu de bouées automatisées mises au point dans le cadre du projet OASIS. Ces bouées mesurent les polluants atmosphériques et la météorologie et transmettent les données par satellite. Un réseau de bouées aidera à recenser les processus responsables de la diminution des concentrations d'ozone et de mercure pendant le printemps arctique.

Le transport transpacifique des polluants en provenance de l'Asie, de l'Europe et d'ailleurs peut avoir une incidence importante sur la qualité de l'air à l'échelle régionale. Le nombre de sites de mesure sur la côte ouest canadienne a été augmenté afin de mieux comprendre les influences actuelles sur la qualité de l'air et d'offrir une base de référence à partir de laquelle on peut démontrer l'évolution des contributions. Les données issues d'un nouveau site à basse altitude sur la côte ouest de l'île de Vancouver, un site élevé dans le Yukon et un site en montagne à Whistler, en Colombie-Britannique, fourniront des renseignements sur les activités de transport dans le nord et le sud de la côte ouest à diverses altitudes. De plus, des mesures intensives sur le terrain ont été prises dans deux sites sur le mont Whistler au cours de l'été 2010 afin d'étudier les propriétés chimiques et physiques des nuages et des aérosols dans la région. Les sources de particules à Whistler proviennent non seulement du transport à grande distance de la pollution, mais aussi des émissions de la forêt et des incendies de forêt. Réalisée en collaboration avec plusieurs partenaires universitaires, l'étude de l'été 2010 a produit une série complète de résultats permettant de décrire les émissions, la transformation chimique ainsi que les gaz et les aérosols résultants. Ces nouveaux renseignements sur la formation des aérosols et les propriétés des nuages seront intégrées aux modèles climatiques et de la qualité de l'air afin d'accroître la capacité de prévision de ces outils.

Des mesures sur le terrain de l'ammoniac dans l'air ambiant sont actuellement en cours dans les régions du pays associées à l'activité agricole extensive. En collaboration avec les partenaires du milieu universitaire, les niveaux d'ammoniac sont déterminés dans les grandes villes canadiennes et les émissions provenant de sources naturelles et les surfaces agricoles ont été étudiées. Environnement Canada a récemment publié les résultats de certaines de ses études en laboratoire sur le captage de l'ammoniac par les matières particulaires. Les mesures sur le terrain et les études en laboratoire réalisées en 2010-2011 contribueront à l'établissement du cadre de référence des niveaux ambiants d'ammoniac, à améliorer notre compréhension du rôle de l'ammoniac dans la formation de particules et à fournir un moyen d'évaluer les inventaires des émissions et les modèles de prévision de la qualité de l'air.

À la fin de l'automne 2010, Environnement Canada a commencé à prendre des mesures de composés aromatiques polycycliques et de certains métaux dans l'air ambiant dans la région des sables bitumineux de l'Athabasca en Alberta. L'objectif de ce projet est de calculer les dépôts atmosphériques annuels de ces polluants dans l'environnement avoisinant. Dans la région des sables bitumineux, les dépôts atmosphériques représentent la principale voie par laquelle ces polluants atteignent les écosystèmes fragiles.

Le modèle de qualité de l'air à haute résolution et les simulations de trajectoire ont montré que la pollution atmosphérique dans les environs du lac St. Clair vient parfois du débit de recirculation hélicoïdale le long de la rive sud du lac, chaque boucle de retour en prenant de 1,2 à 3 heures. Cette recirculation a entraîné la formation rapide de sulfate et d'aérosols organiques, chaque boucle ramenant de nouvelles émissions de précurseurs au-dessus du lac.

Le modèle de prévision de la qualité de l'air GEM-MACH15 d'Environnement Canada a fourni des prévisions spéciales d'orientation pour une campagne internationale sur le climat et la qualité de l'air (CalNex 2010) menée au printemps 2010 dans le sud de la Californie. Les prévisions de GEM-MACH15 ont également été incluses dans une étude comparative impliquant plusieurs centres de prévision de la qualité de l'air en Amérique du Nord afin de déterminer les biais et les incertitudes dans les prévisions actuelles du modèle de la qualité de l'air. L'objectif était de fournir une orientation quant à l'amélioration du modèle et d'évaluer la compréhension des processus essentiels pour la qualité de l'air et les interactions climatiques.

Afin de mieux comprendre l'incidence du changement climatique sur la qualité de l'air, le modèle de qualité de l'air a été couplé à un modèle climatique régional et trois simulations estivales sur dix ans de la pollution atmosphérique ont été menées à bien. Les résultats de la modélisation laissent supposer que la qualité de l'air se détériorera dans le futur dans le cadre du changement climatique, mais qu'elle serait grandement améliorée grâce à l'avantage indirect que représente la réduction des précurseurs du smog qui devrait découler des recommandations sur la réduction des activités émettrices de gaz à effet de serre formulées par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat.

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3.2.1.2 Recherche sur la qualité de l'air à l'appui du Plan de gestion des produits chimiques du Canada

Voici certaines des études de recherche qui ont été entreprises à l'appui du Plan de gestion des produits chimiques en 2010-2011.

Environnement Canada a continué d'offrir des services de leadership et d'encadrement, ainsi que des recommandations sur les nouvelles méthodes analytiques et les méthodes analytiques actuelles pertinentes aux substances chimiques ciblées en vertu du Plan de gestion des produits chimiques. Une étude préliminaire a été effectuée sur certains produits de soins personnels afin d'évaluer la volatilité des méthyles siloxanes, qui sont des ingrédients de ces produits. Cette étude conduira à l'élaboration d'un document d'orientation pour aider les gestionnaires de risques à évaluer les siloxanes présents dans ces produits.

Des recherches antérieures ont conduit à l'élaboration de nouvelles méthodes de référence pour les paraffines chlorées. Ces méthodes de référence validées ont contribué à la détermination de la limite de dosage pour les paraffines chlorées dans des milieux aqueux et les matrices solides dans l'environnement. Il est proposé d'utiliser la limite de dosage comme base de référence pour l'établissement d'une cible de quasi-élimination.

La méthode de référence en matière de réglementation intitulée Méthode de référence pour l'analyse du 2-butoxyéthanol (2-BE) et d'autres éthers glycoliques présents dans certains produits (nettoyants pour automobiles et nettoyants ménagers, peintures, décapants à peinture et solvants) a été publié en 2010-2011 à l'appui de l'actuel Règlement sur le 2-butoxyéthanol. Cette méthode de référence pour la détermination du 2-butoxyéthanol et d'autres éthers glycoliques est disponible sur le site Web d'Environnement Canada.

L'élaboration et l'évaluation de nouvelles capacités analytiques permettant de mesurer les éléments du groupe du platine, abondamment utilisé dans les convertisseurs catalytiques automobiles, dans les matières particulaires en suspension dans l'air et dans les sédiments/boues se sont poursuivies. L'étude appuie des recherches visant à évaluer si les éléments du groupe du platine dans les sédiments/boues proviennent de l'utilisation de ces éléments dans les procédés industriels, les biens de consommation ou les sources routières/atmosphériques. Environnement Canada travaille aussi à l'élaboration et à la mise en œuvre de méthodes analytiques pour combler les lacunes dans les connaissances des sciences de l'atmosphère liées aux caractéristiques changeantes des substances chimiques volatiles et semi-volatiles émises par de nouveaux moteurs de véhicules qui sont munis de technologies novatrices de contrôle des émissions et qui utilisent un large éventail de carburants traditionnels et renouvelables.

Une étude a été menée afin de déterminer si certaines substances antioxydantes (substances du Plan de gestion des produits chimiques) employées pour stabiliser l'essence et le carburant diesel pouvaient être détectées dans les émissions de gaz d'échappement des véhicules utilisant ces carburants. Ces additifs, y compris le 2,4,6-tri-tert-butylphénol et certains de ses substituts, sont utilisés pour empêcher la formation de résidus qui encrassent le moteur. Les résultats permettront d'éclairer les décisions liées à la gestion des risques de ces additifs et de leurs substituts.

Une méthode analytique a été élaborée et mise à l'essai afin de mesurer le lanthane et les autres lanthanides (cérium à lutécium) dans les grosses particules et les matières particulaires fines recueillies à des sites choisis du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique. L'étude a conclu que le modèle de concentration relative de la fraction particulaire des grosses particules (MP₁₀-2,5) de lanthanides est identique à celui qu'on trouve dans la croûte terrestre, tandis que celui de la fraction particulaire de matières particulaires fines (MP_2,5) de lanthanides est semblable au modèle observé dans les catalyseurs utilisés dans le craquage catalytique de lit fluidisé des activités de raffinage de pétrole. Par conséquent, cette étude vient appuyer les rapports précédents à l'effet que les lanthanides sont des marqueurs fiables des émissions reliées à l'industrie du raffinage du pétrole.

Des recherches ont été menées afin de déterminer l'incidence du vieillissement sur le risque de volatilisation et de biodisponibilité des ignifugeants bromés (IB) dans le sol. Certaines constatations clés de l'étude sont à l'effet que la dégradation des ignifugeants bromés dans le sol se produit en deux phases et que ces produits chimiques sont vulnérables à la dégradation. De plus, la volatilité des ignifugeants bromés diminue au fil du temps, du fait qu'ils deviennent plus solidement liés au sol au fur et à mesure qu'ils vieillissent. Les résultats de cette recherche aideront à améliorer les modèles de transport atmosphérique mondiaux et régionaux grâce à la capture des mécanismes d'échange sol-air. Ils contribueront également à favoriser la compréhension du devenir dans l'environnement (biodisponibilité) des substances chimiques dans le sol.

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3.2.2 Recherche climatique

Environnement Canada a continué à fournir des renseignements scientifiques sur l'état passé, actuel et futur du climat. Les travaux mettent l'accent sur la façon dont le changement climatique se produit, les causes et les effets de ce changement, et son attribution à des causes naturelles et humaines. Voici certaines des activités menées dans le cadre du programme de recherche climatique en 2010-2011.

• Amélioration et l'application de modèles climatiques globaux et régionaux : afin de simuler les changements climatiques globaux et régionaux, d'attribuer les changements climatiques observés à des causes précises et prévoir les variations climatiques saisonnières et à plus long terme.
• Transformation des résultats bruts du modèle climatique en scénarios climatiques, y compris les événements climatiques extrêmes, aux fins d'utilisation dans l'évaluation des effets et le soutien aux décisions d'adaptation.
• Surveillance et analyse de données, afin de documenter et de comprendre les tendances et les variations climatiques.
• Recherche sur les processus en climat froid et en terres émergées : afin de comprendre les mécanismes du changement climatique, en particulier dans les régions du Nord.
• Surveillance et recherche sur les gaz à effet de serre : pour améliorer les méthodes de surveillance, quantifier les sources anthropogéniques et naturelles et placer ces éléments dans un contexte continental et mondial.

La recherche climatique du Ministère continue d'appuyer les politiques d'atténuation des émissions de gaz à effet de serre et la planification de l'adaptation. Ces travaux sont harmonisés avec les efforts internationaux menés sous l'égide de l'Organisation météorologique mondiale et du Programme mondial de recherches sur le climat et contribuent au Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC). Vous trouverez ci-dessous des exemples de ces travaux.

• Des recherches ont été menées avec la deuxième génération du modèle du système terrestre canadien (CanESM2) d'Environnement Canada, qui représente le système de climat physique et les cycles biogéochimiques (carbone et soufre). Les résultats indiquent que la stabilisation du climat à proximité de la limite de 2 °C, comme il a été convenu en vertu de l'Accord de Copenhague, nécessite la stabilisation immédiate des émissions mondiales de dioxyde de carbone (CO₂), et la mise en œuvre de technologies/stratégies d'atténuation dans les prochaines décennies. Ces modifications entraîneraient une diminution nette de CO₂ de l'atmosphère avant la fin du siècle. Une cible de 3 °C peut être atteinte si les émissions se stabilisent dans un délai de quelques décennies pour diminuer ensuite rapidement à environ le niveau de 1970 d'ici la fin du siècle. Des efforts minimaux de réduction des émissions mèneront à un réchauffement de près de 6 °C d'ici 2100, le réchauffement se poursuivant par la suite.
  
  
• Les simulations climatiques indiquent que les températures mondiales se stabilisent presque immédiatement après la fin des émissions et demeurent au niveau atteint au moment où les émissions ont cessé. Toutefois, les projections indiquent que des changements climatiques constants et irréversibles (température et précipitations) devraient se produire à l'échelle régionale, et ce, même si l'on élimine les émissions humaines de CO₂, ajoutant à notre compréhension de l'échelle spatiale des changements climatiques irréversibles.
  
  
• Les études de détection et d'attribution des études ont démontré que les gaz à effet de serre d'origine humaine ont contribué à l'intensification observée des épisodes de fortes précipitations sur de vastes régions de l'hémisphère Nord, incluant l'Amérique du Nord, les latitudes moyennes de l'Eurasie et l'Inde. Les résultats des recherches semblent également indiquer que les modèles climatiques globaux utilisés dans l'étude pourraient avoir sous-estimé la tendance observée, ce qui laisse supposer que les changements futurs dans les précipitations extrêmes, prédits par les modèles, pourraient aussi être sous-estimés, de telle sorte que les épisodes de précipitations extrêmes dans l'avenir pourraient connaître une intensification plus rapide que prévu et que les effets pourraient être plus marqués que les estimations actuelles. Les chercheurs ont utilisé des extrants provenant de multiples modèles climatiques dictés par le forçage anthropique entre 1951 et 1999 et les résultats ont été comparés avec les observations de la même période.
  
  
• L'effet de refroidissement atmosphérique provenant de l'influence des particules d'aérosols carbonés anthropiques sur la réflectivité de la lumière du soleil par les nuages aqueux continue d'induire de l'incertitude dans les prévisions climatiques. Les observations montrent, pour la première fois, que la contribution de matière carbonée dans les particules à cet effet est supérieure à celle de soufre contenu dans les matières particulaires, comme l'avait suggéré une petite fraction des simulations du modèle climatique mondial.
  
  
• Au moment d'évaluer la solidité des mesures standard mises au point pour comparer le potentiel de réchauffement planétaire du CH₄ et du N₂O avec celui du CO₂, on a découvert que l'effet de réchauffement planétaire du CH₄ et du N₂O pourrait être de 20 % supérieur à ce qu'indique la mesure actuelle du potentiel de réchauffement planétaire sur cent ans. Les résultats de recherche ont été obtenus à l'aide des simulations tirées d'une version à couplage avec le carbone du modèle Earth System Climate de l'Université de Victoria afin d'évaluer les rétroactions du réchauffement induit par le CH₄ et le N₂O sur le cycle du carbone, et démontrer que l'évolution future de l'ozone stratosphérique sera sensible aux changements dans les émissions de CO₂ et de N₂O à l'avenir.

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3.2.3 Eau

3.2.3.1 Substances du Plan de gestion des produits chimiques

Le Ministère a réalisé des recherches pour appuyer l'évaluation des substances du Plan de gestion des produits chimiques. Les recherches ont été synthétisées et transmises aux évaluateurs des risques pour leur permettre de prendre des décisions plus éclairées sur l'évaluation d'une substance.

Méthyles siloxanes volatiles

Des études sur le transport à grande distance et les propriétés physiques et chimiques des méthyles siloxanes ont été accélérées en 2010-2011 pour aider à l'évaluation des risques de ces produits chimiques. Une méthode pour la détermination des méthyles siloxanes volatils dans l'eau a été finalisée et utilisée dans la détermination des méthyles siloxanes volatils dans les influents, les effluents et les eaux réceptrices des usines de traitement des eaux usées municipales dans le sud de l'Ontario et le sud du Québec. Les concentrations de décaméthylcyclopentasiloxane (D5) variaient entre 7,8 et 135 microgrammes par litre (μg/L) dans les effluents des stations de traitement des eaux usées et entre <0,004 et 1,5 μg/L dans les eaux de surface. Le D5 est un des principaux méthyles siloxanes et a été reconnu toxique aux termes de la LCPE (1999); il est utilisé dans les produits de soins personnels et dans des applications industrielles comme les solvants, les lubrifiants, les matériaux d'étanchéité et les revêtements. Une méthode pour la détermination des méthyles siloxanes volatils dans les sédiments et le sol a aussi été élaborée. Elle a été utilisée pour déterminer les niveaux de méthyles siloxanes volatils présents dans les sédiments dans les eaux réceptrices des effluents municipaux, les terres agricoles amendées avec des boues et les sédiments, en Ontario et au Québec. Les concentrations de D5 variaient de 0,023 à 5,8 μg/g dans les sédiments et de 26 à 328 μg/g dans les biosolides des usines de traitement des eaux usées.

Des ménés tête-de-boule ont été exposés à une grande variété de concentrations de siloxane cyclique D5. Au cours de la période d'exposition de 65 jours, peu d'effets ont été observés. L'éclosion des œufs ainsi que la survie et la croissance des larves de poisson ont été normales. Le taux de survie et de croissance des alevins était bon sous toutes les concentrations et semblables à celui des poissons de contrôle. Aux niveaux d'exposition environnementalement pertinents, les concentrations de D5 chez les poissons étaient d'environ 5 000 fois les concentrations de D5 dans l'eau. Les ménés tête-de-boule exposés aux plus hautes concentrations de D5 présentaient des coefficients de condition (une mesure de bien-être général) supérieurs à celui des poissons témoins qui n'avaient pas été exposés au D5.

Les données et les rapports détaillés sur le projet de recherche ont été remis aux évaluateurs des risques, aux fins d'utilisation dans leur évaluation des risques posés par le D5 dans l'environnement canadien, ainsi qu'à une commission de révision.

Composés chimiques perfluorés

Les composés chimiques perfluorés continuent de représenter une inquiétude au Canada en raison de leur toxicité, de leur persistance et de leur potentiel de bioamplification. Les travaux de recherche sur les composés chimiques perfluorés dans le milieu aquatique se sont poursuivis en 2010-2011, portant principalement sur le recensement de nouveaux produits chimiques fluorés. Les sulfonates d'éthyle-cyclohexane perfluoré (PFECHS), une nouvelle catégorie de substances fluorées qui serait utilisée comme inhibiteur de l'érosion dans les fluides hydrauliques pour aéronefs, ont été mesurées pour la première fois dans les poissons et les eaux des Grands Lacs. Les plus fortes concentrations dans l'eau ont été relevées dans le lac Michigan. La source réelle de la substance chimique n'est pas connue, même si elle est probablement entrée dans le lac par le biais des effluents des usines de traitement des eaux usées. Les études se sont poursuivies sur le phosphates perfluoroalkyles et les phosphonates qui sont utilisés comme revêtement imperméable aux graisses sur les produits de papier et les polis à plancher. Une étude menée dans l'ensemble du Canada a montré que ces produits chimiques sont présents dans les eaux de surface à des concentrations semblables à celles d'autres produits chimiques tels que l'acide perfluorooctanoïque.

Métaux

Une carotte sédimentaire prélevée au centre du bassin ouest du lac Ontario a été analysée pour détecter les éléments du groupe du platine et des lanthanides, dans le cadre d'une étude sur les métaux dans l'environnement financée par le Plan de gestion des produits chimiques. Les éléments du groupe platine sont fréquemment utilisés dans les convertisseurs catalytiques d'automobiles et souvent détectés dans la poussière des routes; les lanthanides sont utilisés dans des appareils électroniques et rejetés lors de l'incinération ou de recyclage. Aucun des deux groupes n'avait auparavant été détecté dans les Grands Lacs. Le platine et le palladium, les principaux éléments de ce groupe utilisés dans les catalyseurs automobiles, ont affiché leur plus forte concentration dans les sédiments datant des années 1990 et du début des années 2000. Des lanthanides ont été détectés dans les mêmes carottes de sédiments mais n'ont montré aucune tendance historique distinctive, ce qui laisse croire que leur utilisation actuelle a peu d'incidences sur le lac ouvert.

Des études ont commencé sur le pyrithione de zinc, utilisé pour remplacer le tributylétain comme agent anti-corrosion pour les navires, et sur d'autres produits chimiques organiques à base de zinc liés chimiquement qui sont utilisés comme lubrifiants commerciaux, additifs pour carburants et graisses. Les mesures initiales de zinc dans les carottes de sédiments provenant du port de Toronto et du bassin ouest du lac Ontario ont révélé d'importants dépôts de produits à base de zinc depuis les années 1940. Les méthodes servant à déterminer la présence de pyrithione de zinc et d'autres produits chimiques spécifiques contenant du zinc sont en cours d'élaboration.

Une étude d'impact des mélanges inorganiques associés aux sédiments et aux eaux de la région du lac Dassarat au Québec a été lancée dans le cadre d'une évaluation biologique triennale à trois volets (spatial, temporel et historique). Menée par le ministère des Ressources naturelles et de la faune du Québec, cette évaluation a été lancée pour surveiller l'effet de l'assainissement d'un site abandonné d'extraction de minerais métalliques.

Produits ignifugeants à base d'esters phosphoriques

Les recherches se poursuivent sur la présence d'ignifugeants dans les eaux de surface. La présence d'une série de produits ignifugeants à base d'esters phosphoriques, qui remplacent les PDBE maintenant interdits, a été détectée dans les effluents de stations de traitement des eaux usées et les eaux de surface au Canada. Le principal ester phosphorique détecté dans les effluents traités et les eaux de surface a été le phosphate tri(butoxyéthyle) (TBEP), présent à des concentrations allant de 29 à 6 800 ng/L. Le TBEP est aussi utilisé comme plastifiant dans le caoutchouc et les plastiques.

Benzotriazoles

Des études ont été menées sur les benzotriazoles (BTZ) et les benzotriazoles substitués, qui sont largement utilisés comme inhibiteurs de corrosion, dans les eaux de surface. Ces produits sont également utilisés dans les liquides de dégivrage d'aéronefs et les absorbeurs de rayons ultraviolets dans les polymères, et comme additifs dans les détergents ménagers. Le benzotriazole a été détecté pour la première fois au Canada dans les eaux de surface du port de Hamilton et du bassin ouest du lac Ontario, à des concentrations variant de 60 à 610 ng/L.

Surfactants

Un système de toxicité des sédiments a été élaboré à l'aide d'une batterie de tests en phases solide et liquide pour les sédiments contaminés par des drivés bromés du bisphénol A. Les organismes de réglementation seront en mesure de prédire la toxicité des sédiments en phases solide et liquide à partir des caractéristiques physiques et chimiques des composés et des propriétés des sédiments, comme la taille des grains, le carbone organique et le pH de l'eau interstitielle. Les résultats indiquent que le bisphénol A tétrabromé est moins toxique que ses dérivés débromés. Le test Hydra s'est avéré le plus sensible, avec une valeur de CE₅₀ de 0,1 mg/L pour tous les dérivés débromés, 0,2 mg/L pour le bisphénol A tétrabromé et 1,3 mg/L pour le bisphénol A.

Le tétrabromobisphénol A bis(éther de 2,3-dibromopropyle) (TBBPA-DBPE) est un additif ignifuge pour les polyoléfines et polymères, le polyéthylène haute densité et le polyéthylène basse densité. C'est un produit de remplacement potentiel pour les produits ignifuges à fort volume à base de pentaBDE et d'octaBDPE qui sont en cours d'élimination progressive de la production et de l'utilisation. Cette substance est également utilisée dans les matériaux en feuille de plastique. Le TBBPA-DBPE a été choisi pour faire l'objet d'une caractérisation toxicologique par le National Institute of Environmental Health Sciences. Une étude a été entreprise pour synthétiser les produits de dégradation potentiels du TBBPA-DBPE. Cinq produits de dégradation du TBBPA-DBPE ont été synthétisés dans leur forme pure. Ces produits normalisés seront utilisés pour étudier la toxicité, la cancérogénicité et la génotoxicité.

Teintures et pigments

Environnement Canada a évalué plusieurs teintures afin de déterminer leur toxicité sublétale pour les invertébrés (Hyalella) et les poissons (tête-de-boule). La toxicité pour les poissons a été observée à faible concentration (environ 10 à 15 µg/L mesurée) du pigment disazo Yellow 7. Red Sudan G, un colorant mono-azo, a également été toxique pour les larves de tête-de-boule à une concentration de 100 µg/L. Le colorant avec anthracènedione Acid Blue 80 était non toxique à 7,7 mg/L. Les données concernant les poissons indiquent un retard dans la réponse toxique, les larves succombant de quatre à cinq jours après l'éclosion. Cette conclusion est importante pour les essais biologiques visant à déterminer l'évaluation de la toxicité dans les embryons et les alevins vésiculés, pour lesquels la toxicité de ces composés serait considérablement sous-estimée. Les résultats préliminaires des tests de toxicité chronique avec Hyalella indiquent que le taux de survie était affecté par les colorants Disperse Yellow 7 et Acid Blue 129 à 120 et 7 000 µg/L, respectivement. Les essais sur le cycle de vie (10 semaines) ont ensuite été menés avec Disperse Yellow 7, à des concentrations sublétales, et bien que la survie et la croissance du Hyalella n'aient pas été affectées, la reproduction était plus basse que chez les témoins à la plus faible concentration testée (8 µg/L). Les analyses chimiques sont en cours. Selon les données relatives à la toxicité pour les poissons, les estimations de toxicité de ces composés pour Hyalella seront plus faibles si elles sont basées sur des concentrations mesurées dans l'eau. Une recherche a également été menée sur le devenir et la mobilité environnementale de différents pigments azoïques. Les pigments Disperse Yellow 7, Sudan 3, et Red Sudan G se lient tous fortement aux matières organiques dans les sédiments; seul le Sudan 3 se lie de façon irréversible, indiquant que les pigments Disperse Yellow 7 et Red Sudan G demeurent biodisponibles et vulnérables à la transformation environnementale. Dans le cas du Disperse Yellow 7, les produits de transformation ont été identifiés à l'aide d'un chromatographe en phase liquide à très haute résolution (et incluaient des cancérogènes connus comme la phénylénédiamine et la benzidine). Ces données seront utilisées pour appuyer les évaluations de risques du Plan de gestion des produits chimiques et seront comparées aux concentrations environnementales prévues ou mesurées, pour déterminer si ces teintures présentent un risque potentiel pour l'environnement en aval d'émissaires d'évacuation des eaux usées municipales ou d'installations de teinture des textiles.

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3.2.3.2 Pesticides et herbicides

Les recherches entreprises en 2008-2010 se sont poursuivies en 2010-2011 dans le but d'examiner l'utilisation d'expositions in situ à court terme (sujets mis en cage sur le terrain) au moyen d'un crustacé d'eau douce (Hyalella) comme outil pour prévoir les effets à long terme des pesticides utilisés actuellement dans les écosystèmes aquatiques. Les courbes de diminution du taux de survie et de l'activité acétylcholinestérase ont été observées de façon constante pendant trois saisons sur le terrain après la mise en cage de Hyalella pendant une semaine dans les cours d'eau dans la région de Niagara, dans le sud de l'Ontario, où des composés organophosphorés et du carbamate (qui inhibent l'activité acétylcholinestérase) ont été détectés. L'inhibition de l'activité acétylcholinestérase semble être un indicateur d'alerte rapide d'exposition aux organophosphates ou des effets survenant in situ; des résultats similaires ont été obtenus dans des essais en laboratoire avec deux organophosphates régulièrement détectés sur le terrain. L'inhibition de l'activité acétylcholinestérase s'est produite rapidement chez Hyalella exposé à ces mêmes organophosphates (quatre jours), mais le rétablissement de l'activité après que Hyalella eut été transféré dans de l'eau propre a été beaucoup plus lent (> 14 jours). Cette constatation est importante dans l'évaluation des risques liés à l'utilisation de pesticides pour les organismes aquatiques, étant donné qu'une exposition à court terme aux pesticides peut avoir des effets après que l'exposition ait cessé. Des études en laboratoires sont toujours en cours afin de déterminer les effets de chacun des pesticides et des mélanges de pesticides mesurés sur les sites durant les expositions in situ.

Une étude est en cours depuis 2009 pour comprendre le transfert et le devenir des herbicides à base de sulfonylurée entre les principaux milieux naturels (air, précipitations et eau) dans le bassin versant de la rivière Yamaska, au Québec, qui draine un important bassin versant agricole. Les sites d'étude sont situés à l'embouchure de la rivière, immédiatement en amont de la baie Saint-François au lac Saint-Pierre. Les résultats préliminaires indiquent la présence de ces herbicides, avec un cycle de vie court (<5 jours) dans les eaux de surface, mais non dans l'atmosphère ou les précipitations, ce qui laisse supposer un transfert rapide entre le terrain et la rivière.

Les populations d'amphibiens sont en déclin dans le monde entier et les contaminants comme les pesticides ont été identifiés comme l'une des causes possibles de cette diminution. Des grenouillettes léopards ont été exposées au glyphosate ou à l'atrazine pendant une période de 21 jours, puis soumises à un test de provocation avec un champignon chytride. L'infection fongique n'a eu aucun effet. Toutefois, l'exposition au glyphosate a considérablement réduit la croissance des grenouillettes à la fin du traitement herbicide. L'exposition à l'atrazine a entraîné une diminution significative de la croissance (poids) de la grenouille, 73 jours après le traitement herbicide. Aucun autre effet n'a été détecté. Ces résultats laissent entendre que l'exposition à ces herbicides peut avoir une incidence sur la survie future et la reproduction des grenouilles léopards, puisque ces facteurs sont tous deux affectés chez les grenouilles dont la croissance a été réduite. Dans une autre expérience, l'exposition à de fortes concentrations de glyphosate a été fatale pour le crapaud d'Amérique, ce qui indique que ce pesticide est toxique à des concentrations plus élevées.

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3.2.3.3 Effluents d'eaux usées municipales

Le Ministère a mené plusieurs études de recherche pour évaluer les effets des effluents d'eaux usées municipales sur les poissons sauvages et de laboratoire et sur les moules férales. Une caractérisation chimique des effluents a également été réalisée pour évaluer la présence de produits pharmaceutiques et de soins personnels, ainsi que des substances toxiques traditionnelles, tels que l'ammoniac, les métaux et les hydrocarbures, entre autres.

Des ménés tête-de-boule ont été exposés pendant un cycle de vie complet en laboratoire à des effluents des eaux usées municipales ayant subi un traitement secondaire de villes en Ontario. La croissance, la santé et l'état reproducteur ont été évalués chez les poissons, à cinq mois. Les produits pharmaceutiques, les produits d'hygiène et de beauté et les composés perturbateurs de la fonction endocrinienne détectés dans les eaux usées municipales comprenaient (par ordre décroissant de concentration) : le triméthoprime, la carbamazépine, le sulfaméthoxazole, le bisphénol A, le diclofénac, le sodium de monensin, la ciprofloxacine, la norfloxacine, l'acide clofibrique et le bézafibrate (à 560 à 140 ng/L) et le naproxène, le gemfibrozil et le kétoprofène (à 57 à 32 ng/L). Les poissons croissaient bien dans les trois effluents; toutefois, la reproduction a été réduite dans deux des trois effluents. L'exposition à long terme montre la réponse complexe des poissons aux effluents des eaux usées municipales, qui affichent une croissance normale, mais une diminution de l'efficacité de la reproduction. Cette étude est menée en collaboration avec le ministère de l'Environnement de l'Ontario, qui effectue des mesures détaillées des produits pharmaceutiques et de soins personnels dans les effluents d'eaux usées municipales.

Regina traite ses eaux usées à une usine de traitement moderne qui se trouve sur le ruisseau Wascana. En hiver, les effluents d'eaux usées traitées représentent près de 100 % de l'écoulement fluvial du ruisseau. Quatre enquêtes menées entre 2005 et 2007, pendant différentes saisons, ont indiqué que les concentrations d'azote (N) et de phosphore (P) étaient plus élevées dans des sites en aval de l'usine d'épuration des eaux usées que dans un site témoin en amont de l'usine. Les résultats indiquent que les concentrations de nitrate et de nitrite dépassaient largement les limites de l'Organisation mondiale de la santé pour l'eau potable et les taxons sensibles, tandis que les concentrations d'ammoniac, de nitrates et de nitrites dépassent non seulement les recommandations canadiennes pour la qualité des eaux pour la protection de la vie aquatique, mais les lignes directrices de l'Environmental Protection Agency des États-Unis aussi. Les concentrations élevées d'ammoniac peuvent être la cause de la baisse non seulement dans la biomasse et la production d'algues planctoniques observée en aval, mais aussi de la baisse des ratios de la production primaire à la production bactérienne. L'étude du ruisseau Wascana met en évidence les problèmes importants liés à l'excès d'éléments nutritifs dans les écosystèmes dominés par les effluents. Elle souligne aussi la nécessité d'un meilleur contrôle des intrants d'ammoniac provenant des usines de traitement des eaux usées dans ces écosystèmes.

Environnement Canada a mené des recherches afin d'évaluer la présence et les effets perturbateurs sur le système endocrinien des produits pharmaceutiques humains et vétérinaires et des pesticides et de comprendre leurs effets sur la santé de l'environnement aquatique. Le bassin versant de la rivière Grand a été sélectionné pour les premières études menées dans le cadre de ce projet, car il représente l'un des réseaux fluviaux les plus touchés par les pratiques agricoles et les déchets municipaux au Canada. De plus, ce bassin versant a été utilisé dans des études précédentes visant à améliorer la compréhension des effets des procédés de traitement sur les réponses biologiques dans les milieux récepteurs. Des études sur le terrain ont été effectuées en novembre 2010 afin d'évaluer les espèces de poisson sentinelles dans des conditions endémiques en ce qui a trait à la croissance, la reproduction (indice gonadosomatique et histologie) et la survie. Seuls les poissons mâles ont été échantillonnés, ce qui nous a permis de développer cette étude existante sur l'évaluation de la présence de l'intersexualité tout en maximisant le nombre de sites échantillonnés. Les dards mâles recueillis dans différents sites le long d'un gradient agricole dans la rivière Conestogo (Waterloo, Ontario), ne présentaient pas d'écarts significatifs dans la taille ou le poids corporel, l'état (rapport entre la taille et le poids du poisson) ou la taille relative du foie. L'analyse histologique des mâles prégénésiques permet d'évaluer l'état reproducteur des dards mâles et le potentiel d'intersexualité chez les poissons mâles dans ces systèmes. Les dispositifs d'échantillonnage passif ont également été mis en place le long de gradients des activités agricoles liées aux rejets d'eaux usées domestiques pendant une période de 21 jours en novembre 2010, afin de permettre une accumulation des composés lipophiles et des substances organiques polaires en suspension dans la colonne d'eau. Enfin, des échantillons d'eau ont été prélevés à chacun des sites afin de mesurer la conductivité, l'ammoniac, le phosphore, l'azote total Kjeldahl, le phosphore dissous, le phosphore total, les chlorures dissous, les nitrites et les nitrates. Ces résultats confirment que ces sites sont très touchés par les activités agricoles diffuses.

Une nouvelle méthode d'analyse a été élaborée pour permettre la détection d'antibiotiques (p. ex. ciprofloxacine et enrofloxacine) et de contaminants organiques à l'état de traces dans les eaux environnementales soumises à des rejets d'eaux usées municipales. Bien que les méthodes conventionnelles permettent la détection d'antibiotiques et d'autres contaminants organiques (produits pharmaceutiques) dans les eaux usées municipales, les eaux de surface et l'eau potable à des concentrations allant de 2 à 289 ng/L, la nouvelle méthode a ramené les niveaux de détection à un seuil aussi faible que 0,5 à 60 ng/L.

En collaboration avec le Réseau canadien de l'eau, des moules d'élevage et des ménés tête-de-boule ont été déployés dans des sites en amont et en aval des points de rejet des effluents municipaux dans le fleuve Saint-Laurent et dans la rivière Grand. La présence de produits pharmaceutiques dans la colonne d'eau a été évaluée à l'aide de dispositifs à membrane semi-perméable.Les résultats préliminaires ont montré que le système immunitaire des moules exposées aux eaux usées municipales avait été affecté et que l'activité de biotransformation avait augmenté après deux semaines d'exposition dans les sites situés en aval des points de rejet des effluents.

L'immunotoxicité et l'hépatoxicité in vitro d'échantillons d'eaux usées municipales traitées et non traitées provenant de 15 grandes villes canadiennes ont été étudiées dans une tentative d'obtenir une image plus claire du risque de toxicité des effluents d'eaux usées municipales pour les poissons. Une attention particulière a été accordée à la biotransformation xénobiotique, au stress oxydatif, à la génotoxicité et à l'activité œstrogénique. Une approche toxicogénomique utilisant les tableaux d'expression génétique a également été utilisée pour comprendre le risque potentiel de base des effluents d'eaux usées municipales.

Des études portant sur le raseux-de-terre, un petit poisson de fond, menées en amont et en aval de l'émissaire d'effluent de traitement des eaux usées de Montréal dans le fleuve Saint-Laurent ont démontré que la composition des espèces parasites différait entre les sites pollués et les sites de référence. Ce résultat confirme les résultats d'études antérieures sur la queue à taches noires et la perchaude. En outre, le nombre d'espèces parasites est moins élevé chez les poissons exposés aux effluents municipaux que sur ceux en amont. Ces résultats viennent appuyer les études antérieures qui semblent indiquer que le réseau trophique dans les effluents est modifié, peut-être en raison de l'apport organique élevé en provenance de l'usine de traitement des eaux usées.

Les rejets d'eaux usées dans le milieu aquatique ont une incidence sur la qualité et le fonctionnement des écosystèmes en créant un stress toxique, qui a une incidence sur la santé des populations animales et modifie les transferts d'énergie qui soutiennent la production biologique aquatique. Les recherches menées en 2009 et en 2010 étaient axées sur la détermination des effets des rejets d'eaux usées municipales sur les populations de maskinongé, un prédateur de niveau trophique supérieur dans le fleuve Saint-Laurent. L'analyse des métaux à l'état de traces et des isotopes stables dans les poissons capturés en amont et en aval du point de rejet des effluents de Montréal montre que les poissons exposés aux eaux usées présentent des profils de contamination caractéristiques. Les niveaux de quinze produits pharmaceutiques mesurés dans trois organes de poissons (muscles, foie et cerveau) étaient également significativement plus élevés chez les poissons capturés en aval du point de rejet, ce qui indique une exposition continue des organismes à ces substances dans l'environnement naturel.

Les études menées dans la rivière Grand, en Ontario, ont montré que les moules d'eau douce qui vivent en aval des exutoires des usines de traitement des eaux usées et points de rejets des eaux de ruissellement urbaines présentent des facteurs de conditions significativement plus bas que les moules qui vivent en amont. Leur réponse immunitaire est aussi affectée, et leur durée de vie est plus courte. L'augmentation constante de la quantité de métaux (Cr, Zn, Pb, Cu, Al) bioaccumulés chez les moules sauvages révèle une augmentation des apports urbains se déplaçant vers l'aval. Ces résultats indiquent que les moules d'eau douce qui vivent en aval des zones urbaines ressentent des effets négatifs cumulatifs. Des études sont en cours pour étudier si la tendance observée de l'augmentation de la proportion de femelles portant des œufs en aval des effluents municipaux est indicative d'une féminisation de la population de moules.

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3.2.3.4 Nanoparticules

Différentes études menées en collaboration avec la communauté de l'Organisation de coopération et de développement économiques ont été conçues pour évaluer la toxicité des points quantiques à base de cadmium, des nanoparticules, des dendrimères (un vecteur de médicaments) et du nanozinc, afin de mieux comprendre le risque potentiel de ces nanocomposés pour la vie aquatique.

Une méthode a été élaborée pour la caractérisation physique (distribution granulométrique) des nanoparticules. Il reste plusieurs méthodes à établir pour la caractérisation chimique des nanoparticules et de leurs produits de transformation/dégradation.

Des progrès ont été réalisés en 2010-2011 pour l'évaluation de la bioaccumulation et de la toxicité des nanoparticules de fer, d'argent, de titane et de zinc chez le crustacé benthique Hyalella azteca. Ces recherches ont été menées par Environnement Canada dans le cadre de l'évaluation des risques présentés par ces matériaux et appuient l'engagement du Canada à l'Organisation de coopération et de développement économique. La toxicité de toutes les formules de nanoparticules était inférieure ou semblable à celle des formes ioniques simples des mêmes métaux. Les nanoparticules d'argent et le fer n'étaient pas toxiques; toutefois, les formes ioniques de ces nanomatériaux n'ont pas eu d'effets sur les organismes aquatiques. Un rapport préliminaire a été présenté au groupe de travail canadien sur les nanoparticules.

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3.2.3.5 Le devenir du mercure

Dans le cadre du programme de recherche sur la pollution au mercure, les recherches sur le transport et les dépôts de mercure atmosphérique le long de la vallée du Saint-Laurent se sont poursuivies en 2010-2011 avec des mesures continues à deux sites d'échantillonnage : Longue-Pointe-de-Mingan et Saint-Anicet. Cette étude vise à évaluer l'importance des sources de mercure sur le milieu récepteur. Les données sur le mercure sont mises en corrélation avec les données météorologiques à chacun des sites pour développer des modèles des changements dans les concentrations atmosphériques de mercure selon les différents points de sources connues. Les résultats fournissent des renseignements utiles pour la surveillance et la modélisation du devenir du mercure dans l'environnement.

Une étude sur les mécanismes de transport et de transfert de la quantité totale de mercure et méthylmercure dans un érable a été réalisée à un site expérimental de Saint-Anicet, près du lac Saint-François, au Québec. Cette étude vise à décrire et à comprendre le cycle du mercure et des différentes formes chimiques présentes dans la forêt à feuilles caduques et d'évaluer les effets toxiques du mercure sur l'environnement aquatique.

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3.2.4 Faune et sol

3.2.4.1 Recherche propre à une substance

Les recherches se sont poursuivies sur le devenir et sur les tendances géographiques et temporelles des contaminants chez les ours blancs canadiens et circumpolaires et dans leurs réseaux trophiques, en tenant compte des facteurs influencés par le changement climatique. Une étude a permis d'établir la première preuve qu'une débâcle survenue plus tôt, l'un des effets du réchauffement arctique, a contribué à la modification du régime observée chez les ours blancs de l'ouest de la baie d'Hudson dans la région subarctique canadienne. De plus, cette recherche laisse entendre que cette modification de régime a contribué à l'accélération de l'augmentation des niveaux de certains contaminants persistants et bio-accumulatifs chez les ours de cette sous-population. Les polluants étudiés contiennent du chlore et du brome, y compris des BPC, des pesticides organochlorés et des ignifugeants de PBDE. Pour déterminer les sources de ces contaminants, les acides gras et les isotopes de carbone ont été mesurés en tant que marqueurs alimentaires. Au fil du temps, là où la débâcle est intervenue plus tôt, les traceurs alimentaires ont montré que les ours blancs consommaient davantage d'espèces fourrages vivant dans l'eau, qui accumulent des niveaux de contaminants plus élevés. Le réchauffement des eaux de la baie d'Hudson a aussi eu pour effet de modifier le régime alimentaire d'un oiseau marin, le guillemot de Brünnich. L'analyse des isotopes stables dans les œufs du guillemot sur une période de 17 ans a démontré un changement de proies vers des espèces de poisson d'un niveau trophique inférieur (plus bas dans la chaîne alimentaire), ce qui se traduit par une réduction de l'exposition aux contaminants chimiques. Ce changement dans l'exposition a eu une incidence sur les tendances temporelles dans les niveaux de contaminants surveillés.

Les travaux se sont poursuivis sur les effets des contaminants sur le système thyroïdien des oiseaux et d'autres espèces sauvages, ainsi que sur les méthodes de biomarquage pouvant être utilisées pour mesurer les changements du système thyroïdien. Une étude in vitro a démontré la liaison de certains congénères de produits ignifugeants à base de PBDE, ainsi que de leurs analogues hydroxylés et méthoxylés avec l'albumine et les protéines de transport de la transthyrétine dans le sang humain et celui des Goélands, ce qui indique un déplacement potentiel des hormones naturelles au site de fixation. Les résultats laissent entendre que les PBC et les analogues de PBDE hydroxylés pourraient présenter des risques d'exposition pour le système thyroïdien des Goélands.

Les études sur les contaminants émergents et leur devenir dans les mammifères marins se poursuivent. Une étude, menée en collaboration avec des chercheurs norvégiens et finlandais, a permis d'examiner les concentrations et les modèles des pesticides organochlorés, des ignifugeants de PBDE et des dérivés et métabolites des PBDE dans les tissus et le sang des phoques annelés de deux populations dont les niveaux de contamination sont différents. Les conclusions indiquent que les niveaux et les modèles des pesticides organochlorés et des PBDE diffèrent entre les deux populations, et que ces différences pourraient être dues au régime et à des différences connexes dans l'exposition aux contaminants.

Une autre étude, menée en collaboration avec des chercheurs des États-Unis, indique la présence et les concentrations de nombreux congénères et classes de contaminants organiques halogénés (ou de leurs métabolites) dans le liquide céphalorachidien des dauphins et phoques de la partie ouest de l'Atlantique Nord. La matière grise du cervelet de trois dauphins distincts a également fait l'objet d'une analyse opportuniste. Les niveaux de tous les contaminants détectés étaient plus élevés dans la matière grise que dans le liquide céphalorachidien. Un certain nombre de contaminants organiques halogénés identifiés dans le liquide céphalorachidien et le cervelet dans cette étude se sont révélés être des neurotoxiques dans des expériences sur des rongeurs. Bien que les effets possibles des expositions multiples et simultanées à ces contaminants ne soient pas clairs, les effets additifs ou synergiques sur le système nerveux central devraient être pris en considération.

Les travaux se sont poursuivis sur l'identification, la caractérisation et la détermination des tendances spatiales et temporelles des contaminants existants et nouveaux contenus dans les œufs des Goélands argentés sur des sites de part et d'autre des Grands Lacs Laurentiens, ainsi que dans les œufs des espèces d'oiseaux bioindicatrices se nourrissant de poissons et chez d'autres espèces vivant dans les milieux marins de l'Arctique, du Pacifique et de l'Atlantique, ainsi que dans les écosystèmes du fleuve Saint-Laurent et des Grands Lacs. Une étude indique la présence d'acides perfluorocarboxyliques et de perfluorosulfonates, ainsi que de composés précurseurs perfluorés et polyfluorés, dans les œufs de Goélands argentés de 15 colonies provenant des Grands Lacs. La source de ces composés provient probablement de l'alimentation en espèces aquatiques du Goéland. Le niveau de contamination variait parmi les colonies de Goélands et les lacs, et les concentrations les plus élevées ont été détectées dans les œufs des colonies vivant à proximité des sites fortement urbanisés et industrialisés du lac Érié et du lac Ontario. La portée de ces travaux a été élargie afin de contribuer à un programme de contrôle des contaminants national, qui permet d'évaluer les tendances spatiales et géographiques des substances chimiques préoccupantes chez les espèces d'oiseaux bioindicatrices aquatiques et terrestres dans tout le Canada, dans des zones industrielles et des zones rurales et éloignées, ainsi que sur des sites avec des sources ponctuelles de contaminants. Les conclusions de ce programme de contrôle sont utilisées pour évaluer les réponses environnementales à la suite de l'application de mesures réglementaires sur les produits chimiques et contribuent au Plan de gestion des produits chimiques. Les résultats de ce programme démontrent que les étourneaux sansonnets qui nichent près des sites d'enfouissement présentent des niveaux élevés de sulfonate de perfluorooctane, et que le plasma sanguin des hirondelles bicolores qui nichent près des usines d'épuration d'eaux usées affiche des niveaux détectables de bisphénol A, bien que leurs œufs n'en contiennent pas.

Une approche de dépistage de la toxicité in vitro/vivo à plusieurs niveaux a été utilisée pour déterminer les effets toxiques de quatre ignifugeants bromés et leur influence sur l'expression génétique dans les cellules hépatiques et les embryons entiers de poulets domestiques. Le poulet est utilisé comme espèce aviaire de remplacement pour les oiseaux sauvages. Les quatre ignifugeants bromés sont l'hexachlorocyclopentadiényl-dibromocyclooctane (HCDBCO), le Bis(2-éthylhexyl) tétrabromophthalate (BEHTBP), le 1,2-bis(2,4,6-tribromophénoxy)éthane (BTBPE) et le décabromodiphényléthane (DBDPE); les trois derniers ont été détectés dans le biote, y compris les oiseaux sauvages. Aucun des ignifugeants bromés n'était toxique pour les cellules du foie ou les embryons à des niveaux excédant ceux détectés dans l'environnement. Cependant, ils ont modifié l'expression de gènes associés au métabolisme xénobiotique et le mécanisme d'hormones thyroïdiennes. Une étude préliminaire sur deux ignifugeants organophospates de remplacement des ignifugeants à éther diphényle polybromé, le tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (TDCPP) et le tris(1-chloro-2-propyl) phosphate (TCPP), a révélé de la cytotoxicité (dommages cellulaires) et des changements importants dans les gènes associés au métabolisme xénobiotique, à la régulation des hormones thyroïdiennes, à la croissance ou au métabolisme des lipides dans les cellules du foie et du cerveau des poulets. Ces résultats étaient semblables à ceux observés pour l'hexabromocyclododécane (HBCD), un composé désormais en cours d'élimination progressive en raison de sa toxicité. 

Des études ont été effectuées qui comparent les effets de deux isomères (linéaire et de qualité technique) du sulfonate de perfluorooctane sulfonate (PFOS) sur l'expression génétique des cellules du foie aviaires en culture. Les résultats indiquent que le PFOS de qualité technique affecte l'expression d'un plus grand nombre de gènes que le PFOS linéaire. La technologie utilisée pour cette recherche (les microréseaux d'ADN) a été un franc succès et est actuellement utilisée pour déterminer les effets biochimiques et moléculaires des composés perfluoroalkyles (PFC) en usage. Deux PFC utilisés en remplacement des PFOS, le sulfonate de perfluorohexane (PFHxS) et l'acide perfluorohexanoïque (PFHxA), ont été injectés dans les oeufs d'embryons de poulet en développement. Les deux substances ont diminué le taux d'éclosion à des concentrations supérieures à celles qui ont été détectées dans l'environnement; le sulfonate de perfluorohexane a eu des répercussions négatives sur la croissance embryonnaire.

Des études en laboratoire sur les cultures de cellules hépatiques de trois espèces d'oiseaux ont permis de déterminer que de l'hexachlorobenzène fortement purifié (c.-à-d. sans dioxine) entraîne l'induction de cytochrome P4501A (une enzyme utilisée comme biomarqueur environnemental) dans chacune des espèces. Il s'agit de la première étude qui confirme que l'hexachlorobenzène satisfait à l'un des critères permettant de le considérer formellement comme une substance chimique « de type dioxine », ce qui pourrait avoir une incidence sur son inclusion possible dans le programme d'évaluation des risques d'équivalence toxique pour les oiseaux sauvages. Les résultats de ce travail sont utilisés dans le cadre d'une évaluation des risques environnementaux aux États-Unis.

Des études en laboratoire ont été menées sur les effets des composés perfluoroalkyliques sur l'expression génétique des cellules du foie et du cerveau d'espèces aviaires en culture dans le but de déterminer et de prédire les effets toxiques potentiels des composés perfluoroalkyliques actuellement utilisés. Le Goéland bourgmestre, un prédateur arctique important, a été utilisé comme espèce bioindicatrice dans une enquête sur les rapports entre les niveaux de contaminants (organochlorés et BPC, mercure et sélénium) et la mesure du stress oxydatif dans les écosystèmes arctiques canadiens. Les niveaux des contaminants étaient faibles, tout comme les associations entre l'exposition aux contaminants et le stress oxydatif. Néanmoins, l'activité de la glutathion-peroxydase a augmenté en même temps que les concentrations de sélénium dans le foie, les niveaux de thiols ont décliné alors qu'augmentaient que les concentrations de mercure, d'organochlorines et de BPC, puis, dans un ou deux des sites soumis à l'étude, les niveaux de peroxydation des lipides augmentaient en même temps que les concentrations de mercure dans le foie. Ces résultats laissent entendre que ces contaminants pourraient produire un effet nocif sur la physiologie des Goélands, même à des niveaux d'exposition faibles.

Les études continuent d'examiner les effets et la toxicocinétique d'ignifugeants bromés sélectionnés sur la crécerelle d'Amérique, le diamant mandarin, le vison d'élevage et la chélydre serpentine en captivité. Chez la crécerelle d'Amérique, l'exposition au BÉTA - tétrabromoéhylcyclohexane (TBECH), un des deux isomères que l'on retrouve dans l'ignifugeant commercial TBECH, a provoqué des changements dans la réussite et le comportement de reproduction et dans la croissance des oisillons. Une étude antérieure sur la crécerelle d'Amérique a joué un rôle déterminant dans l'acceptation du Profil de l'hexabromocyclododécane par la Convention de Stockholm des Nations Unies en octobre 2010; elle a démontré la présence d'effets multigénérationnels à long terme après une exposition de courte durée au mélange ignifuge commercial DE-71. Les diamants mandarins exposés au PBDE à titre d'oisillons montraient des effets sur le chant et les comportements de reproduction, mais ceux-ci n'ont pas été associés à des effets significatifs sur la morphologie du cerveau. Chez le vison, on a constaté qu'un ignifugeant bromé (bis[2,4,6-tribromophénoxy] éthane, BTBPE) s'accumule principalement dans le gras abdominal mais non dans le foie, tandis que les expositions pertinentes sur le plan environnemental ont produit des effets minimes sur la reproduction, la croissance juvénile ou la fonction thyroïdienne. L'absorption de contaminants et le stress oxydatif chez la chélydre serpentine et le vison exposés au BTBPE font actuellement l'objet de recherches actives.

Les recherches ont été finalisées sur l'exposition de l'hirondelle bicolore à différents produits chimiques associés à des usines de traitement des eaux usées, en particulier les produits ignifuges actuellement utilisés et ceux qui ont été récemment interdits mais qui persistent dans l'environnement. La presque totalité des ignifugeants mesurés ont été détectés dans les œufs de l'hirondelle bicolore, et certains ont été associés à des changements dans la reproduction et le développement des oiseaux.

Des recherches ont également été menées dans le but d'examiner l'exposition des populations de Faucon pèlerin aux produits ignifuges. Dechlorane Plus et plusieurs autres ignifugeants halogénés ont été détectés pour la première fois dans les œufs de Faucon, et des comparaisons ont été faites avec les résultats obtenus à partir des œufs de Faucon recueillis en Espagne. En général, les œufs de Faucon pèlerin au Canada présentaient des concentrations mesurées plus élevées que les œufs provenant de l'Espagne. Ces contaminants ont également été mesurés dans le plasma sanguin des oisillons de Faucon pèlerin du bassin des Grands Lacs et du Saint-Laurent. Des évaluations préliminaires indiquent d'importantes différences et associations régionales avec certains des ignifugeants, les hormones thyroïdiennes et le rétinol mesurés dans les oisillons de Faucon pèlerin. Les données sur les isotopes stables seront également analysées pour déterminer le rôle possible du niveau trophique dans les patrons des contaminants et des biomarqueurs.

Une évaluation continue des effets du méthylmercure, de l'acidité des lacs ainsi que des facteurs de stress connexes sur le succès de reproduction du Plongeon huard et d'autres espèces vivant dans l'Est du Canada s'est poursuivie dans le cadre d'études réalisées en Nouvelle-Écosse, au Québec, en Ontario et dans l'Ouest du Canada. Une évaluation des effets des dépôts acides sur la biodiversité et l'abondance des invertébrés aquatiques, des amphibiens et des poissons dans des lacs acides s'est poursuivie en Nouvelle-Écosse.

Des études de la toxicité du méthylmercure sur les embryons d'oiseaux en développement se poursuivent pour une variété d'espèces d'oiseaux de mer afin de déterminer les vulnérabilités comparatives de ces espèces à l'exposition au méthylmercure et pour estimer les concentrations qui ont un effet toxique. Une analyse des tendances relatives au mercure (de 1972 à 2008) dans les œufs d'oiseaux de mer recueillis le long de la côte de l'Atlantique a été entreprise.

Des études sur l'exposition et les effets sur les oisillons du Pygargue à tête blanche ont continué sur la côte du Pacifique de l'Amérique du Nord. Les résultats montrent que l'exposition des Aigles aux BPC et aux composés liés au dichlorodiphényltrichloroéthane (DDT) était fortement influencée par le niveau trophique (c.-à-d. le niveau dans la chaîne alimentaire). Toutefois, les niveaux d'ignifugeants bromés ne semblaient pas être influencés par le niveau trophique, ce qui laisse entendre que les animaux présentent peut-être une certaine capacité de métaboliser ces substances chimiques. Les résultats indiquent que les BPC continuent de produire un effet sur la physiologie des Aigles plus de 30 ans après l'interdiction de leur utilisation. En collaboration avec des collègues des États-Unis, une étude à long terme sur les contaminants des Pygargues à tête blanche dans la région des Grands Lacs a été complétée. Les résultats indiquent que les BPC et le DDT ont produit des effets négatifs sur le succès de la reproduction jusqu'au début de la dernière décennie, bien que les mécanismes d'action n'aient pas été déterminés.

Une étude menée en collaboration avec des collègues du pays de Galles a démontré que les populations de Cincles d'Amérique et de Cincles d'Europe n'étaient pas exposées de la même façon aux contaminants persistants. L'exposition des Cincles d'Amérique aux BPC et aux ignifugeants bromés était considérablement plus importante car ils se nourrissent de saumons juvéniles, alors que les Cincles d'Europe ont un régime alimentaire à base d'invertébrés. De récents travaux montrent que l'alimentation des Cincles femelles change au cours de la période de reproduction, ce qui a une incidence sur l'interprétation des contaminants dans les œufs.

Des études sur les composés perfluoroalkyliques dans le plasma sanguin des chélydres serpentines adultes, dans les amphipodes et dans les eaux de surface des secteurs préoccupants des Grands Lacs ont permis de révéler des concentrations élevées inattendues de sulfonate de perfluorooctane et de perfluorohexane dans le biote et l'eau d'un site situé en aval d'un aéroport international. Les efforts visant à déterminer la source des contaminants sont en cours et la toxicité de ces concentrations pour les chélydres serpentines sera évaluée à partir d'un examen de leur fonction thyroïdienne après l'exposition.

Une évaluation continue des taux de mutation génétique des Cormorans à aigrettes de colonies en aval d'aciéries se poursuit dans le port de Hamilton. L'exposition par voie aérienne aux HAP est évaluée par l'intermédiaire d'une analyse des tissus pulmonaires, alors que les acides gras sont utilisés pour évaluer l'exposition potentielle par les aliments. Des travaux de recherche se sont poursuivis sur les liens entre les concentrations de contaminants et la charge parasitaire d'oiseaux ichtyophages (p. ex. les Cormorans des Grands Lacs) afin de mieux comprendre les effets des interactions entre les contaminants et les parasites sur la santé des animaux sauvages.

La surveillance des niveaux de contaminants (HAP, mercure et arsenic) dans les œufs d'oiseaux ichtyophages de la région des sables bitumeux de l'Alberta a révélé des différences spatiales et des changements temporels dans les concentrations. Plus particulièrement, des œufs recueillis sur des sites situés plus près des activités d'exploitation des sables bitumineux ont présenté des niveaux plus élevés de certains contaminants, et les niveaux de mercure dans les œufs de Goélands du lac Athabasca ont augmenté de 40 % entre 1977 et 2009. De plus amples recherches sont nécessaires pour déterminer les sources de ces contaminants.

Pour fournir une orientation sur les exigences en matière de renseignements sur l'évaluation des risques en vertu de la LCPE (1999), des recherches antérieures ont évalué la persistance de souches microbiennes hautement prioritaires de la Liste intérieure des substances (LIS) dans des microcosmes de sols. À la suite de cette recherche, une ébauche de document d'orientation a été produite afin de recommander une méthode pour l'évaluation de la persistance des souches microbiennes dans des microcosmes de sols. De plus, les empreintes génétiques d'ADN des souches de la LIS établies précédemment ont été utilisées afin d'évaluer les nouveaux outils génétiques pour détecter la présence de neuf souches inscrites à la LIS en culture pure, en mélanges et dans des échantillons de sol. Des recherches ont également été effectuées sur l'évaluation des méthodes d'évaluation des consortiums microbiens. Les données et les méthodes contribueront à l'évaluation des risques des souches microbiennes hautement prioritaires de la LIS et des consortiums microbiens et pourraient fournir des méthodes utiles pour les responsabilités en matière d'application de la loi.

Les essais de toxicité dans le sol ont été effectués à l'aide de substances chimiques de priorité moyenne du Plan de gestion des produits chimiques. Des études sur les effets toxiques des trois composés colorants de type xanthène sur une série d'organismes du sol ont été menées pour évaluer leur potentiel à prédire la toxicité d'autres substances de priorité moyenne au sein de cette classe de colorants. Une autre étude du Plan de gestion des produits chimiques a permis d'évaluer la toxicité de deux substances inorganiques (cobalt et argent) sur une série d'organismes terrestres (invertébrés, plantes et communauté microbienne vivant dans le sol) dans un sol sableux. Des études semblables ont évalué la toxicité aiguë d'un colorant azoïque pour les œufs de la chélydre serpentine exposés dans le sol et de trois colorants azoïques pour les invertébrés benthiques exposés dans des sédiments traités. Les travaux se sont poursuivis afin d'examiner le potentiel de bioaccumulation des colorants azoïques. Les résultats de ces études fourniront des données sur la réponse biologique afin de permettre une évaluation plus complète des substances prioritaires sélectionnées du Plan de gestion des produits chimiques, puis d'améliorer les outils utilisés dans l'évaluation et la gestion des autres substances chimiques potentiellement persistantes, bioaccumulables et intrinsèquement toxiques.

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3.2.4.2 Méthodologie

Les travaux se poursuivent sur les nouvelles méthodes de mesure des contaminants émergents dans la faune, y compris les composés perfluorés et les ignifugeants bromés de remplacement. Une nouvelle méthode a été élaborée afin de déterminer et de quantifier le sulfonate de perfluorooctane dans un produit commercial et dans des échantillons biologiques pertinents sur le plan environnemental. Grâce à cette méthode, les composés à base de sulfonate de perfluorooctane ont été identifiés dans les produits techniques, dans les œufs des Goélands argentés des Grands Lacs, ainsi que dans le foie et le plasma sanguin des ours blancs de l'Arctique canadien.

Une autre méthode a été élaborée en vue de détecter un certain nombre d'ignifugeants bromés émergents dans la faune. Cette nouvelle méthode analytique de grande sensibilité a été utilisée pour examiner les œufs de Goélands argentés recueillis dans plusieurs sites des Grands Lacs et dans un site du fleuve Saint-Laurent. Deux ignifugeants bromés qui n'avaient jamais fait l'objet d'une étude ont été détectés dans les œufs des Goélands de ces populations, indiquant que ces contaminants sont, dans une certaine mesure, bioaccumulables dans la chaîne alimentaire des Goélands argentés, et qu'ils sont acheminés dans les œufs.

Plusieurs études en laboratoire ont été menées afin de déterminer et de prévoir la sensibilité des espèces aviaires aux effets toxiques des dioxines, des BPC et des autres composés semblables aux dioxines. Les résultats de la recherche ont permis d'élaborer une nouvelle méthode pouvant être utilisée afin de prévoir la sensibilité de toutes les espèces aviaires aux composés semblables aux dioxines. Cette méthode est maintenant à l'étude par l'Environmental Protection Agency des États-Unis pour fournir une aide à la prise de décision en matière d'évaluation des risques sur les sites contaminés. Les travaux se sont poursuivis sur un projet visant à élaborer et à valider une plateforme pratique de biomarqueurs in vitro et in vivo qui peut servir d'outil d'examen rapide en vue d'évaluer la toxicité potentielle des substances chimiques pour le développement neurologique et neurochimique chez les oiseaux. La série d'essais intégrée à cette plateforme de biomarqueurs permettra l'examen rapide des substances prioritaires, afin de déterminer quelles substances chimiques pourraient devoir faire l'objet d'une évaluation toxicologique plus approfondie.

Des méthodes visant à mesurer les concentrations d'hormone thyroïdienne et d'hormone de croissance dans les échantillons de plasma sanguin prélevés sur des poulets et des Goélands argentés ont été élaborées et validées. Ces méthodes permettront la mesure relative de la santé des écosystèmes de différentes colonies de Goélands du bassin des Grands Lacs, en combinaison avec l'utilisation d'une méthode conçue antérieurement pour déterminer les niveaux d'hormones de stress dans les plumes d'oiseau.

Des travaux de recherche ont continué en vue de l'élaboration de méthodes d'essai en laboratoire à l'aide d'amphibiens indigènes pour examiner les effets biologiques et le mode d'action des composés prioritaires d'intérêt et de générer des évaluations des risques et des modèles de gestion des risques spécifiques à ces composés. L'élaboration des méthodes comportait l'établissement des paramètres, le déclenchement artificiel de la reproduction et des mesures de point final, qui permettront de créer des essais et des méthodes standard pour l'évaluation de la toxicité au moyen d'amphibiens.

En vue d'élaborer un document d'orientation du Règlement sur les renseignements concernant les substances nouvelles, des outils génomiques sont actuellement évalués afin de mesurer la présence de pathogènes dans les consortiums bactériologiques de bio-ingénierie et d'apprécier la santé des communautés microbiennes.

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3.2.5 Santé humaine

Santé Canada continue de mener des recherches et des évaluations afin d'appuyer l'élaboration de règlements, de lignes directrices et d'objectifs en matière de qualité de l'air, dans le but de réduire l'exposition de la population aux polluants dans l'air intérieur et extérieur et d'améliorer la santé humaine.

3.2.5.1 Répercussions de la qualité de l'air sur la santé

Dans le cadre du Programme sur la qualité de l'air du gouvernement du Canada, Santé Canada mène des recherches et élabore des outils qui appuient les mesures réglementaires et non réglementaires prises en vertu de la LCPE (1999) et visant à améliorer la qualité de l'air et la santé humaine, notamment la mise en place d'un système national de gestion de la qualité de l'air ambiant. Les études réalisées en 2010-2011 comprennent notamment des enquêtes sur les risques pour la santé liés à l'exposition aux polluants atmosphériques émis par l'industrie, les transports et les sources intérieures; les risques de mortalité et de morbidité associés à l'exposition à long terme aux polluants atmosphériques; et la caractérisation de la variabilité spatiale des polluants de l'air ambiant.

Pollution de l'air ambiant

Un certain nombre d'études complexes de surveillance de l'air extérieur ont été menées pour caractériser la variabilité spatiale des polluants de l'air ambiant et étudier les effets de l'utilisation des terres (p. ex. les routes, l'industrie) sur la pollution de l'air ambiant à l'échelle locale. Des modèles statistiques ont été élaborés afin de prédire les niveaux de pollution atmosphérique dans une région donnée en fonction des caractéristiques de l'utilisation des terres. Ces modèles sont utiles dans les grandes études de santé environnementale, puisqu'ils peuvent être utilisés afin d'offrir des mesures d'exposition économiques. Voici des exemples des activités menées en 2010-2011.

• Santé Canada a mené des études de surveillance spatiale à Ottawa, London, Calgary, Halifax et Montréal, en s'appuyant sur les données d'études menées précédemment à Winnipeg et à Hamilton. Ces études ont eu lieu au cours de l'hiver et de l'été. Une étude menée à Windsor permettra des comparaisons entre les saisons et les années. La série de polluants examinée pour déterminer la variabilité spatiale dans les zones urbaines comprend le dioxyde d'azote (NO₂), le dioxyde de soufre (SO₂), les composés organiques volatils (COV), les HAP et les matières particulaires.
• Une étude réalisée à Vancouver a permis la surveillance des particules ultrafines et des oxydes d'azote (NO_x).
• À Sault Ste. Marie, une étude a été lancée pour étudier les effets sur la santé de l'exposition quotidienne aux polluants atmosphériques émis par les fours à coke d'une aciérie locale. Il s'agit d'une étude par permutation dans laquelle environ 60 participants sont exposés à l'air ambiant et à de l'air filtré dans un endroit situé près de l'usine, ainsi qu'à l'air ambiant plus loin de l'usine. L'étude utilise un équipement de protection qui peut assurer un filtrage sélectif des composantes des polluants atmosphériques. De cette façon, on peut caractériser l'exposition des participants de façon plus précise et mieux évaluer les effets sur la santé. L'étude évalue l'exposition personnelle et extérieure des participants aux niveaux de NO₂, de SO₂, de composés organiques volatils, de HAP et de matières particulaires dans l'air ambiant, sauf lorsqu'ils respirent de l'air filtré (aucune exposition). Les paramètres de la santé faisant l'objet d'une évaluation comprennent la fonction pulmonaire, des biomarqueurs de stress oxydatif et d'inflammation, la pression artérielle et la fréquence cardiaque. Cette étude est l'une des premières de ce type à examiner systématiquement les effets des polluants atmosphériques industriels sur des sujets sains sans les effets des facteurs de confusion. 

Les modifications et l'expansion de l'utilisation des carburants conventionnels ou renouvelables au Canada exigent l'évaluation des risques et des avantages pour la santé humaine liés à la production, au transport, au stockage et  à l'utilisation de combustibles. Les évaluations traitant du cycle de vie des carburants sont utilisées pour éclairer les décisions stratégiques et réglementaires. Dans le cadre du volet portant sur la santé de l'évaluation des risques du cycle de vie des biocarburants du gouvernement fédéral, une évaluation des risques pour la santé et des avantages liés à l'utilisation des biocarburants au Canada a été effectuée et est presque achevée. Cette étude est axée sur la caractérisation des émissions et l'exposition de la population et traite des répercussions sur la santé associées à la production, au transport, à l'entreposage et à l'utilisation des biocarburants, ainsi qu'à leur utilisation dans le secteur des transports. Les résultats de ce travail ont été utilisés pour appuyer le développement du Règlement sur les carburants renouvelables.

La connaissance des effets sur la santé des polluants atmosphériques liés à la circulation automobile peut être appliquée à l'élaboration d'outils de gestion et d'information qui peuvent être utilisées par les municipalités pour la planification urbaine. Voici des exemples des activités menées dans ce domaine en 2010-2011.

• Santé Canada a entrepris une série d'études examinant l'exposition sous différents modes de transport en commun dans plusieurs centres urbains. À Ottawa, une étude a examiné les effets aigus de la pollution atmosphérique sur la santé des cyclistes. Les données sur l'exposition recueillies dans le cadre de ces études sont en cours d'analyse.
• En outre, des recherches ont été menées en collaboration avec l'Université de Windsor pour établir les répercussions de la circulation sur les régions environnantes en conduisant des activités de surveillance des polluants atmosphériques liée à la circulation automobile et de modélisation de leur dispersion.

Une réduction des émissions industrielles est nécessaire pour améliorer la qualité de l'air, ce qui entraîne des avantages pour la santé et l'environnement. Une approche sectorielle permet de comprendre la toxicité des émissions du secteur ciblé et ses répercussions sur la santé des Canadiens, afin de faire un choix éclairé parmi les options technologiques qui sont les plus rentables pour réduire les sources qui présentent le plus grand risque pour la santé. Les évaluations des effets sur la santé permettent d'évaluer des mesures réglementaires et non réglementaires spécifiques et d'en comparer les répercussions à l'échelle des secteurs. Voici des exemples des évaluations menées en 2010-2011.

• La modélisation de l'évaluation de la qualité de l'air a été complétée pour les secteurs de l'électricité, du fer et de l'acier, des fonderies de métaux de base, du ciment, de l'aluminium et des pâtes et papiers.
• Une évaluation des risques pour la santé humaine du noir de carbone a été achevée et publiée dans la Partie 1 de la Gazette du Canada (vol. 145, no 2, 8 janvier 2011).
• Une concentration de référence de l'inhalation de manganèse fondée sur la santé a été achevée et publiée dans la Partie I de la Gazette du Canada (vol. 144, no19, 8 mai 2010).

Élaboré par Santé Canada, l'outil pour évaluer les avantages d'une meilleure qualité de l'air (OEAQA) est un modèle de simulation conçu pour calculer les avantages pour la santé humaine et le bien-être ou encore les dommages associés aux changements de la qualité de l'air ambiant au Canada. Ce programme est appliqué aux propositions de politique du gouvernement fédéral en matière de qualité de l'air. Voici certaines des activités menées à l'aide de cet outil en 2010-2011.

• L'outil OEAQA a été utilisé pour évaluer les avantages pour la santé de différents scénarios de réglementation visant à réduire la pollution atmosphérique et les gaz à effet de serre dans le cadre réglementaire proposé pour le projet de Règlement sur la réduction des émissions de dioxyde de carbone ― secteur de l'électricité thermique au charbon. Il a également été utilisé pour effectuer une comparaison entre les biocarburants et le diesel.
• L'outil OEAQA est en cours de mise à jour de façon à y inclure un certain nombre d'améliorations, y compris des données sur la population et la pollution atmosphérique et des données de base sur l'incidence, ainsi que des fonctions concentration-réponse et des paramètres d'évaluation révisés pour certains résultats et une capacité de cartographie. Les autres résultats dont l'intégration dans cette version est à l'étude comprennent l'espérance de vie, les effets sur la qualité de vie, notamment en ce qui a trait à la morbidité chronique, et les conséquences néfastes sur la grossesse.

L'approche de l'amélioration de la population a été élaborée par Santé Canada à l'aide de modèles atmosphériques fournis par Environnement Canada, en tant qu'outil pour aider à établir des normes nationales de qualité de l'air ambiant. L'approche indique le pourcentage de Canadiens qui sont exposés à des concentrations ambiantes de matières particulaires et d'ozone dépassant une norme donné (p. ex. un standard pancanadien), et peut être utilisée pour estimer les changements dans ce pourcentage si la norme est modifiée (p. ex. si elle est rendue plus rigoureuse).

Qualité de l'air intérieur

Dans le cadre d'un programme complet visant à examiner la qualité de l'air, Santé Canada a continué à évaluer les effets sur la santé des contaminants de l'air intérieur pour guider l'élaboration de mesures de gestion des risques visant à réduire l'exposition à l'intérieur. La version finale des lignes directrices sur la qualité de l'air intérieur des résidences et les documents d'évaluation scientifique sont utilisés comme base pour les produits de communication destinés aux professionnels de la santé publique et le public, destinées à orienter les interventions d'amélioration de la qualité de l'air intérieur et de réduction des effets néfastes sur la santé. En 2010-2011, le Ministère a travaillé à l'ébauche des lignes directrices de qualité de l'air intérieur dans les résidences pour les matières particulaires fines, le dioxyde d'azote, le benzène et le naphtalène. 

Il est crucial d'approfondir la compréhension des répercussions sur la santé et des sources d'exposition aux contaminants intérieurs (rejetés par les produits ménagers, les matériaux de construction, les appareils de combustion ou qui viennent de l'extérieur de la résidence), puisque les Canadiens passent 90 % de leur temps à l'intérieur. Les études d'exposition donnent un aperçu des différences d'exposition dans différents milieux intérieurs à travers le pays et aident à cibler les sources d'exposition afin de guider les mesures de gestion des risques visant à protéger la santé humaine. En 2010-2011, des études d'exposition résidentielle visant à recueillir des données sur un éventail de polluants de l'air intérieur (p. ex. matières particulaires, ozone, dioxyde d'azote, composés organiques volatils, formaldéhyde, monoxyde de carbone, poussières et contaminants fongiques) ont été réalisées à Edmonton et à Halifax, ainsi que dans un immeuble d'habitation à Ottawa. Un programme de surveillance de l'air extérieur a aussi été réalisé en parallèle aux mêmes endroits pour aider à déterminer dans quelle mesure la qualité de l'air extérieur a une influence sur les niveaux de polluants dans l'air intérieur; les données sur cet aspect et d'autres facteurs sont actuellement en cours d'analyse. Ces ensembles de données viennent compléter les études antérieures sur l'exposition dans les résidences et les garderies au Canada effectuées à Montréal, Regina et Québec.

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3.2.5.2 Exposition et biosurveillance

L'Enquête canadienne sur les mesures de la santé est une enquête menée à l'échelle nationale par Statistique Canada, en partenariat avec Santé Canada et l'Agence de la santé publique du Canada, qui vise à recueillir de l'information auprès des Canadiens au sujet de leur santé. Le premier cycle de cette enquête (2007-2009) comprenait le prélèvement d'échantillons de sang et d'urine d'environ 5 600 Canadiens âgés de 6 à 79 ans sélectionnés au hasard parmi 15 sites de prélèvement. Les objectifs du volet de biosurveillance de l'Enquête sont d'établir les concentrations dans le sang et l'urine représentatifs à l'échelle nationale pour une variété de substances chimiques de l'environnement et de fournir des données de référence pour le suivi des tendances et les comparaisons avec les sous-populations au Canada et à l'échelle internationale. Par l'entremise d'entrevues personnelles et de la collecte des mesures physiques, l'enquête a fourni des données sur les indicateurs de l'exposition dans l'environnement, les maladies chroniques, les maladies infectieuses, la condition physique et l'état nutritionnel, ainsi que sur les facteurs de risque et les caractéristiques de protection liées à ces domaines. En août 2010, Santé Canada a publié le Rapport sur la biosurveillance humaine des substances chimiques de l'environnement au Canada, qui présente les résultats complets de biosurveillance pour les produits chimiques mesurés au cours du cycle 1. À l'exception de plomb, ces résultats fournissent les toutes premières données de biosurveillance nationales représentatives de l'ensemble des produits chimiques mesurés. Le deuxième cycle (2009-2011) de l'Enquête inclut les enfants âgés de 3 à 5 ans et une composante de l'air intérieur. En 2010-2011, des données du 2^e cycle ont été recueillies à partir de 18 sites dans tout le Canada. La planification des 3^e et 4^e cycles a également été lancée.

Une étude triennale nationale sur les contaminants dans l'eau potable au Canada vise à examiner la présence de sous-produits de désinfection, nouveaux et réglementés, et de certains contaminants émergents dans l'eau potable. Des échantillons ont été prélevés dans soixante stations de traitement d'eau et réseaux de distribution au Canada. On établit plus de cent paramètres de qualité de l'eau et de concentration des contaminants pour chaque endroit. L'analyse des données s'est poursuivie en 2010-2011. Ce travail permettra de faire la mise à jour des données sur l'exposition qui doivent être utilisées dans la préparation/mise à jour des recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada.

La phase 1 de l'enquête pluriannuelle sur la poussière domestique au Canada a été achevée en 2010-2011. Ce projet fournira des estimations de référence nationales représentatives des produits chimiques présents dans la poussière domestique en milieu urbain, en commençant par le plomb bioaccessible. Des échantillons de poussière recueillie dans les aspirateurs ont été prélevés dans 1 025 résidences en milieu urbain à travers le Canada. Des méthodes d'échantillonnage par chiffon humide ont également été évaluées. Cette étude se poursuivra en 2011-2012 avec un examen des autres métaux et produits chimiques organiques importants. Le Canada est le premier pays au monde à se doter d'une base de référence nationale pour les produits chimiques dans la poussière domestique.

Des études sont également en cours sur l'absorption par voie cutanée de substances évaluées dans le cadre du Plan de gestion des produits chimiques. La peau est une voie de pénétration importante de nombreuses substances dans l'organisme humain, particulièrement celles présentes dans les produits de consommation tels que les cosmétiques. L'étude permettra de mieux comprendre comment les substances chimiques passent de la couche externe de la peau aux couches internes, puis dans le système circulatoire. Ce projet établit des méthodes d'essai de routine visant à mesurer l'absorption dermique des substances chimiques qui ont été identifiées comme prioritaires pour l'évaluation des effets sur la santé humaine. Les résultats sont prévus en 2011.

Une enquête nationale sur les produits chimiques de l'air intérieur portant sur certaines substances chimiques jugées prioritaires dans l'air des résidences du Canada est également en cours. Des échantillons d'air intérieur sont prélevés et analysés dans un échantillon de résidences canadiennes représentatif à l'échelle nationale, dont les occupants participent au deuxième cycle de l'Enquête canadienne sur les mesures de la santé. La collecte d'échantillons a commencé en septembre 2009 et se terminera en décembre 2011. Les résultats devraient être publiés au public en 2012, par l'entremise de Statistique Canada. Ce projet se poursuivra au cours des troisième et quatrième cycles de l'Enquête canadienne sur les mesures de la santé.

Une étude de modélisation toxicocinétique a débuté en 2009 pour déterminer l'exposition de la population canadienne aux pyréthroïdes. Cette étude comprend l'élaboration de modèles toxicocinétiques humains qui ont été appliqués à deux pesticides pyréthroïdes couramment utilisés, la perméthrine et la cyperméthrine. Les niveaux de métabolites de ces pesticides ont été mesurés pour déterminer la dose chimique absorbée. Les modèles toxicocinétiques peuvent servir à mesurer la relation entre les sous-produits (biomarqueurs) d'une substance chimique mesurés chez les personnes et la quantité de la substance absorbée. Les résultats de cette étude seront disponibles en 2011-2012.

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3.2.5.3 Études sur la population

Un certain nombre d'études sur la population sont des projets de recherche pluriannuels complétés en 2010-2011. Plusieurs études épidémiologiques ont également été menées en vue d'évaluer l'exposition des populations ciblées à des substances chimiques précises.

L'Étude mère-enfant sur les composés chimiques de l'environnement, toujours en cours, permet d'évaluer quels risques de santé liés à la grossesse, le cas échéant, découlent de l'exposition aux métaux lourds (plomb, mercure, cadmium, arsenic et manganèse). Les risques sur la santé faisant l'objet d'une évaluation comprennent la hausse de la pression artérielle et l'hypertension de gestation chez les femmes, ainsi que le retard de croissance chez leurs nourrissons. L'étude a atteint son objectif de recrutement de 2 000 femmes dans les dix sites cliniques sélectionnés dans dix villes canadiennes. Environ 53 000 résultats de biosurveillance ont été téléchargés dans une base de données aux fins d'analyse. Le suivi des participantes jusqu'à la naissance est en cours. Le rapport final devrait être publié en mars 2012.

Une étude de Santé Canada concernant l'utilisation de plastiques et de produits de soins personnels pendant la grossesse a recruté 80 femmes enceintes de la région d'Ottawa et recueille des échantillons multiples d'urine maternelle, des carnets détaillés sur les produits de consommation et les emballages de produits alimentaires, des échantillons d'urine et de méconium des nourrissons, et des échantillons de lait maternel. En 2010-2011, les questionnaires des participantes ont été recueillis et la collecte et l'analyse des échantillons de matériel biologique pour les phtalates, le BPA, le triclosan et triclocarban a commencé. En outre, le méconium a été évalué à titre de matrice potentielle pour la mesure de l'exposition intra-utérine.

Une étude pilote sur l'exposition chronique au plomb parmi les Canadiens évalue la faisabilité de l'obtention des mesures du plomb dans les os et le sang chez les différents groupes d'âge et de sexe, en vue de mesurer l'exposition aiguë et chronique non professionnelle au plomb de la population canadienne. En mars 2011, 263 participants avaient été recrutés dans l'étude (97 % de l'objectif), et les évaluations de plomb ont commencé, y compris l'analyse des échantillons de sang et des scintigraphies osseuses.

Une étude triennale a été effectuée à Montréal afin d'évaluer l'importance des sources d'exposition au plomb, telles que l'eau du robinet en contact avec des tuyaux de plomb, la poussière et la peinture. L'étude compare les enfants canadiens âgés de 1 à 5 ans qui vivent dans des régions alimentées par une tuyauterie en plomb à des enfants du même âge vivant dans des maisons semblables alimentées par des tuyaux ne contenant pas de plomb. Une autre étude de biosurveillance axée sur l'exposition au plomb chez les jeunes enfants vivant dans des logements d'âges variés est en cours à St. John's (Terre-Neuve-et-Labrador). Les résultats de ces deux études devraient être publiés en 2011-2012.

Une étude de biosurveillance de deux ans a été lancée en 2008 afin d'évaluer l'exposition à l'arsenic dans l'eau potable des puits privés dans la région de l'Abitibi-Témiscamingue, au Québec. La relation potentielle entre les concentrations d'arsenic dans l'eau des puits et les doses internes chez les personnes, la prévalence du diabète et les taux d'hormones thyroïdiennes ont été évalués. Les résultats préliminaires laissent voir une association entre les concentrations d'arsenic dans l'eau potable des puits privés, les doses internes chez les personnes, la fonction thyroïdienne et le diabète. Ces observations doivent toutefois être validées par l'entremise d'autres études sur la santé. Cette étude a été complétée en 2010-2011 et un rapport final devrait être publié en 2011-2012.

Une autre étude de biosurveillance sur l'arsenic en milieu rural de la Nouvelle-Écosse a été effectuée en 2009 et 2010 afin d'élaborer et de tester un groupe de biomarqueurs de l'exposition et d'explorer l'exposition à court et à long terme à l'arsenic. Les biomarqueurs sont liés aux concentrations d'arsenic total et d'arsenic inorganique, qui présentent une toxicité différente. En outre, une nouvelle méthode non invasive d'analyse de la concentration d'arsenic total dans les ongles et la peau, développée récemment, a été mise à l'essai. Les résultats sont en cours d'analyse et un rapport final devrait être publié en 2011-2012.

Une étude de deux ans lancée en 2009 sur l'évaluation de l'exposition à long terme des enfants canadiens à la pollution résidentielle intérieure a été conçue de manière à fournir des estimations sur l'exposition aux contaminants des jeunes enfants, grâce à l'analyse des données et des renseignements obtenus à partir des échantillons biologiques recueillis dans le cadre de la Canadian Healthy Infant Longitudinal Development Study (méconium, sérum de cordon ombilical et urine) et de la poussière domestique. Les échantillons ont été analysés pour déceler la présence de cotinine, un biomarqueur de l'exposition à la fumée du tabac, et de différents métabolites de phtalates. L'interprétation préliminaire des données est terminée.

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3.2.5.4 Études mécanistes

Santé Canada a dirigé les efforts internationaux en vue de la création de lignes directrices de l'Organisation de coopération et de développement économique sur les essais de mutation des rongeurs transgéniques, qui se sont conclus par l'acceptation d'une méthode harmonisée à l'échelle internationale. Cet essai permettra une meilleure définition des substances chimiques qui sont à l'origine des mutations génétiques susceptibles d'avoir des conséquences sur la santé humaine.

Les études toxicogénomiques, qui étudient les changements de fonction de tous les gènes d'un organisme en réponse à l'exposition à une substance chimique, ont été utilisées pour évaluer les effets de l'exposition aux nanoparticules artificielles, comme les nanoparticules de dioxyde de titane et le nanonoir de carbone. Les approches toxicogéniques ont été jugées efficaces pour déterminer les perturbations biologiques très peu de temps après l'exposition et avant l'apparition de changements visibles dans les effets sur la santé des animaux modèles exposés.

Les études visant à déterminer les caractéristiques et la pathogénicité de différents microbes issus de la biotechnologie se sont poursuivies. Les résultats obtenus en 2010-2011 pour quatre espèces microbiennes différentes ont été utilisés dans les évaluations des risques correspondantes menées par Santé Canada pour des produits biotechnologiques animés existants. Cette recherche a comblé des lacunes importantes avec des données qui n'auraient pas été disponibles autrement.

Un projet de trois ans visant à élaborer des « équivalents de biosurveillance » est en cours à l'aide de modèles physiologiques et pharmacocinétiques pour l'interprétation des données canadiennes de surveillance biologique. Santé Canada élabore actuellement des équivalents de biosurveillance pour plusieurs produits chimiques prioritaires, à la fois pour l'évaluation et pour la gestion des risques, et a entrepris d'en faire l'évaluation en vue de leur application dans les initiatives de biosurveillance. La première initiative de développement de la capacité a été achevée en mars 2011 et les résultats sont attendus en 2011-2012.

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3.2.5.5 Détermination des risques

Des études in vivo examinant les effets de l'exposition périnatale à un mélange chimique sur le développement de changements neuroimmunoinflammatoires du cerveau ont été effectuées. Ces changements sont liés à la neurodégénérescence liée à l'âge dans des maladies comme le Parkinson. Les résultats de cette étude devraient être disponibles en 2011-2012.

Un certain nombre d'études ont été réalisées pour comparer les effets du méthylmercure sur le développement neurologique avec utilisation de biomarqueurs moléculaires de la neurotoxicité. Les résultats ont mis en évidence la complexité des interactions entre les contaminants et les éléments nutritifs, la coadministration d'un élément nutritif photochimique entraînant une augmentation ou une diminution des perturbations liées au méthylmercure, ou aucun effet, selon le point final évalué.

Un certain nombre d'autres études in vivo et in vitro ont été effectuées pour examiner les effets de l'exposition à des mélanges de modulateurs endocriniens afin de déterminer les périodes critiques de développement (in utero ou postnatale) pendant lesquelles des effets néfastes à long terme sur la santé peuvent être causés. Des essais in vitro portant sur des composantes de ces mélanges, des PBDE, le vanadium et le nickel ont été effectués sur des cellules humaines pour analyser le mécanisme d'action afin de cerner les indicateurs de prévision potentiels des altérations de la santé causées par des substances chimiques chez les humains.

Des études se sont penchées sur les effets de très faibles doses de bisphénol A et d'autres substances prioritaires du Plan de gestion des produits chimiques dans la formation d'adipocytes à partir de précurseurs. De plus, des études collaboratives ont examiné les effets de ces substances sur la fonction des cellules pancréatiques bêta pour identifier les substances qui pourraient provoquer ou aggraver le diabète. Ces études ont suggéré que le bisphénol A peut poser un risque d'induire un syndrome métabolique.