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Suivi des sources microbiennes : Nouvelles approches judiciaires pour la détermination des sources de pollution fécale

Par:  Scott Unger (Liaison S-T)

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Le problème

Les éclosions de maladies d’origine hydrique constituent une menace pour la santé humaine, tandis que les fermetures de plages, les avis d’ébullition d’eau et les fermetures de zones coquillières coûtent des millions de dollars aux contribuables canadiens chaque année. Les municipalités et autres gestionnaires de bassins hydrographiques ont besoin de nouveaux outils à fondement scientifique pour contribuer à cibler, de façon rentable, la pollution fécale, les écosystèmes touchés et les stratégies de nettoyage.

Dans le cadre d’une étude récente, on a découvert 1 766 avis d’ébullition d’eau dans les collectivités de partout au Canada en une seule journée, en 2008. Des bactéries fécales à des niveaux qui excèdent les normes de santé et de sécurité ont causé 2 701 jours d’avis d’ébullition d’eau et de fermetures des plages des Grands Lacs américains en 2006. Les agents pathogènes des sources de pollution fécale ont causé la plupart des 288 poussées de maladies d’origine hydrique dans l’ensemble du Canada de 1974 à 2001, incluant les épidémies à Kelowna (Colombie-Britannique.), North Battleford (Saskatchewan) et Walkerton (Ontario). Des statistiques comme celles-ci ont conduit un grand nombre d’organismes à investir dans des programmes visant à réduire la pollution fécale dans nos lacs et rivières.

Signe de fermeture du plage | Photo : Tom Edge

Les programmes visant à construire des déversoirs d’eau excédentaire et des bassins d’eaux pluviales représentent des entreprises coûteuses pour les municipalités. Même s’ils sont précieux dans la réduction de la pollution de l’eau globale, ils se sont souvent avérés inaptes à traiter la gamme complète des problèmes de pollution fécale -- les fermetures de plages par exemple. Dans le même ordre d’idées, si les pratiques de gestion bénéfiques peuvent réduire le lessivage des terres cultivées dans les ruisseaux et les rivières, l’efficacité de certaines d’entre elles à réduire la contamination fécale issue des exploitations bovines, porcines et avicoles n’a pas été prouvée avec certitude.

Une approche scientifique pouvant déterminer la source spécifique de la pollution fécale de l’eau est nécessaire afin de pouvoir mieux cibler les mesures de nettoyage à prendre, par rapport à la cause du problème.

La présence d'oies à la plage constitute une source de pollution par matières fécales attribuable à la faune | Photo : Tom Edge
  • Le cheptel canadien (bovins, porcins et la volaille par exemple) a produit 177 millions de tonnes de fumier en 2001, ce qui équivaut aux déchets fécaux d’environ 2,4 milliards de personnes.
  • On estime que 20 villes canadiennes et américaines diffusent plus de 90 milliards de litres d’eaux usées non traitées dans les Grands Lacs chaque année.
  • Les bernaches du Canada qui se réunissent sur les plages publiques peuvent produire jusqu’à 1 kg de matières fécales par jour.
  • Les goélands et les mouettes peuvent produire jusqu’à 64 déjections par jour.

À la recherche de solutions au moyen des S et T

La pollution fécale provient de diverses sources comme les effluents d’eaux usées municipales, les systèmes d’égout locaux défaillants, le fumier du cheptel et les déjections d’animaux domestiques et sauvages. Retracer la source précise de la pollution a toujours été un problème pour les organismes responsables de la gestion et de la protection de l’eau.

La présence de bovins dans un cours d'eau aggrave le problème de contamination par matières fécales | Photo : Tom EdgeLe suivi des sources microbiennes (SSM) est un domaine en émergence qui vise à déterminer des sources spécifiques de pollution fécale. Le travail des scientifiques d’Environnement Canada et d’autres chercheurs nationaux et internationaux a été déterminant dans l’élaboration de cette trousse d’outils de méthodes novatrice. En règle générale, l’approche deSSM repose sur la comparaison de similarités entre les microorganismes recueillis dans les écosystèmes aquatiques et ceux recueillis à même les sources de pollution fécale à proximité immédiate, pour ensuite tirer des conclusions sur la source très probable de la contamination fécale. Parmi les méthodes, on trouve des techniques judiciaires comme l’analyse d’empreinte de l’ADN de E. coli dans des échantillons d’eau et des sources de pollution fécale, ainsi que la recherche de microorganismes particuliers aux humains et aux animaux à même des échantillons d’eau.

Méthodes comprises dans la trousse d’outils de SSM :

  • L’analyse de l’empreinte génétique afin de comparer l’ADN de E. coli retrouvé dans l’eau ou issu de sources de pollution fécale.
  • L’établissement du profil de la résistance aux antibiotiques afin de comparer les tendances de la résistance de E. coli retrouvé dans l’eau ou issu de sources de pollution fécale.
  • La détermination de souches de bactéries Bacteroides spp. particulières aux humains et aux animaux retrouvées dans l’eau.
  • L’identification d’agents pathogènes particuliers aux humains et aux animaux (comme Cryptosporidium spp. ou les virus) retrouvés dans l’eau.

De récentes collaborations avec les villes de Toronto, Hamilton et Ottawa ont contribué à la mise à l’essai de diverses approches de SSM sur les plages urbaines. Étonnamment, les méthodes de SSM ont parfois permis de conclure que les déjections d’oiseaux plutôt que les eaux usées municipales, peuvent constituer la source principale de pollution fécale sur les plages. Fait intéressant, dans le cadre de ces études de SSM on a aussi constaté que le sable des plages peut servir de réservoir accumulant le E. coli et contaminant les eaux de plage adjacentes.

En mars 2005, un atelier a eu lieu au Canada afin de discuter de l’état de la science des techniques de suivi des sources microbiennes. Un grand nombre d’experts du domaine y ont participé et ont réussi à établir les avantages et les limites du SSM. L’atelier a aussi été utile afin de porter les progrès de SSM à l’attention des gestionnaires de politiques et de programmes relatifs aux eaux qui ont besoin d’outils à fondement scientifique pour enquêter sur la pollution hydrique et les aider à faire la médiation dans les conflits entre intervenants.

Mettre les connaissances en application

À qui ces résultats servent-ils?

À bien des égards, l’application de SSM conduit à une nouvelle compréhension de l’importance de différentes sources de pollution hydrique. Cela a d’énormes répercussions sur l’élaboration d’approches plus efficaces et ciblées visant à résoudre les problèmes de contamination fécale de l’eau potable ou utilisée à des fins récréatives ou dans la production alimentaire. Par exemple, l’infrastructure hydrique canadienne souffre d’un déficit de plus de 50 milliards de dollars en investissements et les coûts nécessaires pour renouveler, mettre à niveau et investir dans l’infrastructure hydrique des municipalités canadiennes est estimée à des milliards de dollars chaque année. Avec des outils de SSM permettant une d’établir plus clairement la source de la pollution, les décideurs en matière de qualité de l’eau peuvent faire des investissements plus stratégiques et ainsi mieux cibler la réduction de la contamination de façon plus économique.

D’autres organisations jouant un rôle de protection des sources hydriques dans la gestion des bassins hydrographiques peuvent aussi profiter de l’approche de SSM. Les offices de protection de la nature en Ontario, par exemple, disposeront d’outils plus précis pour déterminer la proéminence de sources de pollution fécale particulières comme les eaux usées d’origine humaine ou de bovins laitiers, plutôt que diviser les rares fonds de nettoyage de la pollution dans l’ensemble d’une région ou d’une collectivité agricole.

Une plus grande exactitude dans la détermination de sources de pollution fécale précises, incluant les eaux usées d’animaux d’élevage, de raccordements à l’égout illégaux et de fosses septiques endommagées ou défaillantes, offre aussi un fondement scientifique pour la médiation de discussions entre les intervenants d’une collectivité. Elle peut aussi être utile à la fois aux municipalités, aux gestionnaires de bassins hydrographiques, aux offices de protection de la nature et aux agriculteurs dans la détermination de tendances et de solutions économiques à des problèmes de pollution de l’eau.

  • Les approches de SSM ont été appliquées au Canada et dans bien d’autres pays et ont été déterminantes pour remédier aux eaux polluées.
  • Les méthodes de SSM ont permis de déterminer les sources inattendues de pollution fécale et de contribuer à de multiples sources de données dans l’appui des décisions liées au nettoyage de la pollution.
  • Environnement Canada poursuit ses recherches afin de mettre à l’essai les méthodes de SSM et d’assurer que la trousse d’outils de SSM a les meilleurs fondements scientifiques possibles.

Avantages pour les Canadiens et les Canadiennes

Grille de dèversoir d'eaux excédentaires | Photo : Quintin RochfortL’incidence de la pollution fécale sur la santé humaine, les écosystèmes aquatiques et les économies locales peut être importante. Les municipalités canadiennes ont déjà constaté des résultats positifs à l’approche de SSM. Dans certains cas, les mesures de contrôle des oiseaux entraînent une diminution du nombre de fermetures de plages. Dans d’autres cas, les réparations apportées à l’infrastructure d’eaux usées urbaines ont réduit la quantité d’eaux usées relâchée dans les écosystèmes aquatiques.

La capacité de mieux cibler des sources de pollution particulières dans les efforts de nettoyage résultera en des solutions plus économiques, des économies pour les contribuables et une contribution à une plus grande réduction générale des contaminants qui infiltrent l’environnement. Une approche préventive visant à déterminer et à réduire les sources de pollution fécale comporte un grand nombre d’avantages sur les approches réactives de fermeture de plages et de zones coquillières, à l’émission d’avis d’ébullition d’eau et au traitement des poussées de maladies d’origine hydrique.

Le résultat des efforts de recherche continue en matière de SSM consistera en des outils à fondement scientifique améliorés aidant les gestionnaires des sources d’eau à respecter les lignes directrices, réglementation et objectifs fédéraux, provinciaux, territoriaux ou municipaux liés à la qualité de l’eau. Les nouvelles connaissances obtenues de la recherche en matière de SSM contribueront aussi à l’élaboration de meilleurs plans de protection des sources d’eau et des écosystèmes aquatiques, maintenant exigés par un grand nombre de compétences au Canada.

Pour de plus amples renseignements :

Edge, T.A. et K.A. Schaefer (ed.). 2006. Le dépistage des sources de pollution microbienne dans les écosystèmes aquatiques: état de la science et évaluation des besoins. Institut national de recherche sur les eaux, Burlington, Ontario. Série de rapports d'évaluation scientifique de l'INRE No. 7.

« Microbial Source Tracking Guide ».  U.S. Environmental Protection Agency. 2005.

« Microbial Source Tracking (MST):  Towards Effective Identification of Fecal Pollution Sources ».  MST Applications workshop report. 2004.

« United States Geological Survey: Water-Quality Information -- Microbial Source-Tracking and Detection Techniques ».

Water Environment Research Foundation.  2006.  « Workshop on Microbial Source Tracking in Water, San Antonio, Texas, 2005 ».  Workshop report.  114 p.

Division de la liaison en S-T | Tél 905 315 5228 | Télécopieur 905 336 4420
© Sa majesté la Reine du chef du Canada, représentée par le Ministre de l'environnement, 2008.
No. de catalogue En164-15/12-2008F; ISBN 978-1-100-90369-9