Troisième rapport d'évaluation des contaminants dans l'Arctique canadien (2013): Polluants organiques persistants dans le Nord Canadien

Résumé

1. Contexte de la présente évaluation

Le Programme de lutte contre les contaminants dans le Nord (PLCN) a été établi en 1991 pour répondre aux préoccupations relatives à l’exposition des gens à des concentrations élevées de contaminants chez les espèces sauvages qui constituent un élément important du régime alimentaire traditionnel des Autochtones du Nord. Il s’agit de la troisième évaluation des polluants organiques persistants (POP) réalisée dans le cadre du PLCN, et de la première se concentrant uniquement sur les POP. Le présent document accompagne un rapport faisant état des faits saillants, une évaluation sur le mercure, et une évaluation réalisée antérieurement sur la santé humaine. Les évaluations antérieures de 1997 et de 2003 faisaient la synthèse des résultats de la phase I (de 1991 à 1996) et de la phase II (de 1997 à 2002) du PLCN, et traitaient à la fois des métaux lourds et des POP. Dans le cadre de la phase III, laquelle a commencé en 2003-2004, la surveillance environnementale visait un moins grand nombre de sites d’échantillonnage, tant pour les échantillons atmosphériques que pour les échantillons biologiques (tableau 1). Les programmes d’échantillonnage biologique ont été repensés de manière à ce qu’on puisse déceler une variation annuelle de 10 % de la concentration d’un contaminant sur une période de 10 à 15 ans, avec une puissance statistique de 80 % et un niveau de confiance de 95 %. Il a donc fallu passer à un échantillonnage annuel pour certaines espèces clés (béluga, phoque annelé, oiseaux marins, omble chevalier); pour le béluga et le phoque annelé, on a réduit le nombre de sites d’échantillonnage. Depuis 2009, l’analyse des extraits d’échantillons de grands volumes d’air à Alert a été réduite à un échantillon par mois; les autres extraits d’échantillons sont archivés. Les tendances temporelles concernant le phoque annelé, l’omble chevalier et le béluga ne sont maintenant étudiées que dans deux à trois sites importants par espèce.

Tableau 1. Aperçu des éléments échantillonnés dans le cadre du programme de surveillance des POP du PLCN de 2003 à 2011
ÉlémentEmplacementsAnnées d’échantillonnage1Fréquence
Air – grand débit Alert 1992–2010  7 jours consécutifs
Air – échantillonnage passif Jusqu’à 7 emplacements (zones arctiques et subarctiques) 2005–2011 Trimestriellement
Omble chevalier (anadrome) Cambridge Bay, Pond Inlet , Nain 2004–2011 Annuellement
Omble chevalier (confiné aux eaux intérieures) Lacs Resolute, Char, Amituk et Hazen 2004–2011 Annuellement
Lotte Fort Good Hope, bassin ouest et bras est du Grand lac des Esclaves 2004–2011 Annuellement
Touladi Lac Laberge, lac Kusawa, bassin ouest et bras est du Grand lac des Esclaves 2004–2011 Annuellement
Caribou Nord du Yukon et sud-ouest du Nunavut (hardes de Porcupine et de Qamanirjuaq) 2006, 2008 Une seule étude
Phoque annelé Arviat, Resolute, Sachs Harbour et autres emplacements (jusqu’en 2009) 2004–2011 Annuellement
Béluga Sud de la mer de Beaufort, baie Cumberland 2004–2011 Annuellement
Ours blanc Ouest de la baie d’Hudson et autres emplacements 2004–2011 Annuellement
Oiseaux marins (Guillemot de Brünnich, Mouette tridactyle) Île Prince Leopold et île Coats 2004–2011 Annuellement

1Tous les programmes incluent des données des années antérieures (données existantes ou nouvelle analyse des échantillons archivés)

En plus de son programme amélioré de surveillance à long terme, le PLCN finance toujours la recherche relative aux voies de transport, aux processus et aux effets biologiques des POP dans l’Arctique canadien. La recherche comprend la modélisation du transport atmosphérique et océanique à grande distance, l’évaluation et la bioamplification dans les réseaux trophiques de l’Arctique, des études sur les effets potentiels du changement climatique sur les POP dans l’Arctique, et une étude exhaustive sur les effets biologiques des POP chez les bélugas.

La présente évaluation fait état des résultats obtenus concernant les POP dans l’Arctique canadien de 2003 à 2011. Elle s’appuie sur les résultats de la phase III du PLCN (de 2003 à 2011), de même que sur toutes les études publiées ou non publiées réalisées jusqu’au début de 2013. Cette période de référence de huit à neuf ans a permis d’en apprendre beaucoup sur les tendances temporelles des POP dans l’air et dans le biote, sur les nouveaux POP dans de nombreux compartiments de l’environnement, et sur le transport océanique vers l’Arctique. L’influence possible du réchauffement climatique sur les tendances des POP a également été étudiée.

2. De la science aux mesures stratégiques

La période de percées scientifique que couvre la présente évaluation était également très importante sur le plan des mesures réglementaires mondiales prises à l’égard des POP. La Convention de Stockholm sur les POP est notamment entrée en vigueur en 2004, introduisant une réglementation mondiale visant à éliminer ou à limiter sérieusement les émissions des POP qui font partie de ce qu’on appelle la « sale douzaine ». L’élaboration de la Convention de Stockholm est vue comme une réalisation majeure pour le PLCN, qui, de concert avec le Programme de surveillance et d’évaluation de l’Arctique (PSEA) du Conseil de l’Arctique, a fourni une grande partie des données scientifiques sur lesquelles s’appuie la Convention. La présente évaluation documente les déclins des concentrations de beaucoup de POP appartenant au groupe de la « sale douzaine » (ces polluants sont également appelés POP hérités du passé), et contient aussi des données sur un grand nombre de nouveaux POP, dont 10 ont été ajoutés à la Convention de Stockholm depuis 2004. Les données et les renseignements tirés du PLCN ont contribué à l’inclusion de ces nouveaux POP à la Convention, et continueront de jouer un rôle essentiel dans l’évaluation des nouveaux POP dans le futur. Le PLCN fournira aussi des renseignements à jour tirés de son évaluation pour l’élaboration du deuxième rapport du Plan mondial de surveillance, en 2015, établi aux termes de l’article 16 de la Convention de Stockholm. La participation active et continue du PLCN à des initiatives nationales et internationales liées à l’évaluation et à la réglementation des POP fera en sorte que les données scientifiques du PLCN continueront d’influer de façon notable sur les politiques visant à protéger les écosystèmes et la santé humaine dans la Nord canadien. Les recommandations scientifiques qui suivent ont été élaborées en fonction du rôle continu du PLCN en matière de formulation d’avis scientifiques dans le cadre d’initiatives de réglementation nationales et internationales, et visent à étayer les nouvelles politiques nationales et internationales.

Recommandations

  • La surveillance continue des POP dans l’Arctique est nécessaire pour garantir que la Convention de Stockholm est efficace en matière de réduction des concentrations de ces polluants dans l’environnement. On doit également assurer la surveillance continue des contaminants chimiques émergents, dont la détection dans les milieux arctiques appuie solidement leur inclusion à la Convention de Stockholm en tant que nouveaux POP.
  • Afin d’améliorer la réglementation des POP, les organismes de réglementation nationaux et internationaux doivent mieux comprendre la façon dont les POP se comportent dans l’environnement, de même que leurs effets sur les écosystèmes et la santé humaine. Comme le soulignent la présente évaluation ainsi que des organisations internationales telles que le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE) et le PSEA, il est également nécessaire de mieux comprendre la façon dont le changement climatique influe sur les POP. La prédiction des effets du changement climatique sur les POP sera essentielle pour élaborer des règlements visant les POP et pour évaluer l’efficacité de ces règlements dans le futur.

3. Les connaissances sur les substances chimiques d’intérêt se sont étendues

La liste des composés analysés s’est allongée au cours de la phase III, en particulier en ce qui concerne les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (SPFA), les produits ignifuges bromés et les pesticides d’usage courant (PUC). Environ 35 substances chimiques ou groupes de substances chimiques qui n’avaient pas été signalés avant, ou pour lesquels on ne disposait que de mesures très limitées lors de l’évaluation précédente, ont été décelés, en particulier dans l’air, dans la neige et dans le biote arctiques (tableau 2). Voir le glossaire pour de plus amples détails sur les noms des substances chimiques et leurs acronymes.

Tableau 2. Principaux groupes de POP et autres substances organiques persistantes présentes dans différents compartiments environnementaux de l’Arctique canadien déterminés dans le cadre des programmes de surveillance et de recherche du PLCN.
Principaux groupes de POP et autres substances organiques persistantesPLCN I (1991-1996)PLCN II (1997-2002)PLCNIII (2003-2011)
Polychlorobiphényles (PCB)1 Air, neige, sédiments, eau de mer, biote Air, eau de mer, sédiments, biote Air, neige, eau de mer, biote
Pesticides organochlorés (OC)2 Air, neige, sédiments, eau de mer, biote Air, eau de mer, sédiments, biote Air, neige, biote
Cholorobenzènes Air, neige, sédiments, eau de mer, biote Air, eau de mer, sédiments, biote Air, neige, biote
Dioxines/furanes chlorés Biote Air, sédiments, biote Biote
Polychloronaphtalènes (PCN)   Air, biote Air, biote
Paraffines chlorées   Air, sédiments, biote Biote
Endosulfan   Air, eau de mer, biote Air, eau de mer, biote
Polybromodiphényléthers (PBDE)   Sédiments, biote Air, neige, eau de mer, sédiments, biote
Hexabromocyclododécane (HBCDD)     Air, neige, eau de mer, biote
Autres produits ignifuges bromés et chlorés     Air, neige, eau de mer, biote
Penta- et hexabromodiphényles     Air, biote
Persticides d’usage courant (PUC)     Air, neige, eau de mer, eau lacustre, biote
Perfluorooctanesulfonate (PFOS) et autres acides et alcools perfluoroalkylés (SPFA)     Air, neige, eau de mer, eau lacustre, sédiments, biote
Siloxanes     Air

1 Divers congénères selon l’étude; 2 DDT, hexachlorocyclohexanes (HCH), chlordanes, toxaphène; 3 PUC, notamment les suivants : Dacthal, chlorothalonil, chlorpyrifos, pentachloronitrobezène (PCNB), trifluraline.

Parmi les substances organiques chlorées, les polychloronaphtalènes (PCN) sont aujourd’hui décelées dans un plus grand nombre d’éléments (air, phoques, bélugas, oiseaux marins). Les nouvelles données étaient limitées en ce qui concerne les paraffines chlorées pour la période 2003‑2011 en raison des difficultés d’analyse des laboratoires où les mesures ont été faites. Les PCN et les paraffines chlorées à chaîne courte (PCCC) sont actuellement évaluées en vue de leur inclusion à la Convention de Stockholm.

Les nouveaux groupes de substances chimiques mesurées au cours des 10 dernières années comprennent des PUC, notamment le Dacthal, le pentachloronitrobenzène (PCNB), la trifluraline et le chlorothalonil, qui sont maintenant régulièrement décelés dans l’air et dans l’eau de mer. Des mesures limitées de PUC ont également été faites dans des réseaux trophiques marins et terrestres, et les résultats indiquent que ces PUC ne se bioamplifient pas. Environ 20 produits ignifuges bromés et chlorés ont aussi été inclus dans les séries d’analyses. De nombreux autres sont également évalués dans le cadre du Plan de gestion des produits chimiques du gouvernement du Canada. En ce qui concerne le HBCDD, le produit ignifuge n’appartenant pas au groupe des PBDE le plus largement décelé, les données dans le biote de l’Arctique canadien ont servi de fondement à une grande partie du profil de risque adopté par la Convention de Stockholm en 2010. Toutefois, la plupart des autres produits ignifuges bromés n’appartenant pas au groupe des PBDE se trouvaient en deçà des limites de détection dans les échantillons atmosphériques et biologiques.

La découverte de SPFA chez certaines espèces sauvages de l’Arctique, puis dans tous les compartiments environnementaux, est peut-être le résultat le plus surprenant obtenu au cours des 10 dernières années de surveillance des contaminants dans l’Arctique. Contrairement aux POP chlorés et bromés, ces substances chimiques sont relativement solubles dans l’eau, sont oléophobes, et s’accumulent dans les tissus riches en protéines, comme le foie et le sang. Les précurseurs du PFOS et d’autres SPFA sont hautement volatils, et c’est dans l’atmosphère qu’on les mesure le mieux. Toutefois, ces substances peuvent être dégradées dans l’atmosphère en substances persistantes et bioaccumulables. La présence de fortes concentrations de PFOS et de perfluorocarboxylates (PFCA) à chaîne longue chez certains mammifères et chez l’ours blanc, dans l’Arctique, met également en évidence la nécessité d’examiner un large éventail de substances chimiques relativement à leur capacité d’être transportés vers l’Arctique, d’être transformés en substances persistantes, et de s’accumuler dans les réseaux trophiques de l’Arctique.

On a commencé à utiliser des échantillonneurs d’air passifs au cours de la phase III, et les résultats pour les emplacements dans l’Arctique pour ce programme, qui faisait partie du Programme d’échantillonnage atmosphérique passif mondial (GAPS), étaient comparables à ceux obtenus au moyen d’échantillonneurs d’air à grand débit, à Alert. Les échantillonneurs atmosphériques passifs sont avantageux, car ils sont peu coûteux, sont simples à construire et ne nécessitent pas d’énergie électrique. La modification de la matière absorbante dans les échantillonneurs a permis d’échantillonner des précurseurs volatils du PFOS et de PFCA, de même que des siloxanes méthylés volatils dans l’atmosphère de l’Arctique, et de faire des comparaisons entre des régions rurales et urbaines un peu partout sur la planète. Toutefois, les faibles concentrations atmosphériques dans l’Arctique entraînaient souvent des problèmes de détectabilité. Un échantillonneur passif à circulation d’air récemment mis au point ayant donné des résultats comparables à bien moindre coût et nécessitant moins d’entretien que les échantillonneurs à fort débit utilisés à Alert pourrait bien régler ce problème.

L’importance du transport particulaire des contaminants non volatils comme les décabromodiphényléthers (déca-BDE), qui sont des produits ignifuges largement utilisés, a été

prouvée par la détection de fortes concentrations sur la calotte glaciaire de l’île Devon. Cette voie de transport a déjà été reconnue, principalement pour les substances chimiques inorganiques, comme le plomb et les sulfates. D’autres « nouveaux » produits ignifuges observés dans les échantillons atmosphériques prélevés à Alert sont aussi en grande partie fixés à des particules. Les produits

ignifuges bromés, comme le bis(tribromophénoxy)éthane, l’éthylhexyltétrabromobenzoate et le bis(éthylhexyl)tétrabromophtalate ont été généralement décelés à des concentrations similaires à celles des PBDE congénères dominants.

Plusieurs études indépendantes ayant réalisé un examen préalable de substances chimiques utilisées dans le commerce ont montré qu’il existe des centaines de substances dont les propriétés sont similaires à celles de substances chimiques organiques persistantes connues décelées dans l’Arctique. Ces substances pourraient être de futures candidates à la surveillance dans l’atmosphère et chez les espèces sauvages de l’Arctique. Pour modéliser le transport de ces substances candidates vers l’Atctique, on doit disposer de renseignements sur les quantités utilisées et émises dans les régions sources. Ces renseignements ne sont généralement pas disponibles, sauf en ce qui concerne les PUC. Toutefois, la modélisation du transport atmosphérique à grande distance (TAGD) des POP a évolué au point où il est maintenant possible d’utiliser un modèle planétaire pour suggérer un plafond relatif aux émissions annuelles dans différentes parties du monde, en fonction de l’efficacité du transport vers un endroit vulnérable.

La détection d’acides perfluoroalkylés, tels que le PFOS et l’acide perfluorooctanoïque (APFO) dans l’eau de mer de l’Arctique, conjuguée à la modélisation à l’échelle planétaire, ont prouvé l’importance du transport océanique des contaminants. Le lent déplacement et la grande étendue des masses d’eau de mer mettent également en évidence l’exposition à très long terme des réseaux trophiques de l’Arctique aux contaminants. La découverte de SPFA dans l’eau de mer a mené à une expansion colossale de la modélisation du transport océanique à grande distance (TOGD), et du transport des SPFA ainsi que d’autres POP vers l’Arctique. Les mesures environnementales de deux SPFA majeures, le PFOS et l’APFO, concordent raisonnablement avec les données actuellement disponibles pour les eaux océaniques, ce qui laisse croire que les estimations disponibles relatives aux émissions de ces deux composés sont plausibles. Les résultats de la modélisation donnent à penser que la redistribution de ces contaminants à partir de basses latitudes vers l’océan Arctique est continue et que la masse totale (et la concentration moyenne) de l’APFO et du PFOS dans le milieu marin devrait augmenter au cours des 10 à 20 prochaines années. La principale conclusion tirée à partir de la modélisation du TOGD veut que l’exposition des réseaux trophiques marins à des POP davantage solubles dans l’eau dans les eaux de l’est de l’Arctique soit substantiellement différente de l’exposition à d’autres endroits, par exemple dans les eaux de l’ouest de l’Arctique canadien. Ce schéma de distribution est distinct de celui du TAGD, qui tend à rendre les flux de dépôt (et par conséquent les concentrations/l’exposition dans la colonne d’eau) plus uniformes. Ces observations sont corroborées par des différences en termes de concentrations et de taux de variation des concentrations des POP entre, d’une part, les bélugas et les phoques annelés du sud de la mer de Beaufort et, d’autre part, ceux des régions de la baie d’Hudson et de la baie Cumberland.

Recommandations

  • Beaucoup de travaux sont encore nécessaires pour déterminer si le changement climatique, en particulier les tendances du réchauffement, influe sur le transport des POP vers l’Arctique.
  • Il est urgent de réaliser de nouvelles recherches sur d’autres substances chimiques se fixant à des particules susceptibles de pénétrer dans le milieu arctique.
  • Davantage de données sont nécessaires sur les quantités de substances chimiques utilisées et émises dans les régions sources.
  • Les programmes de surveillance doivent envisager l’inclusion d’une plus vaste gamme de substances chimiques, notamment de produits parents et de transformation, qui pourraient posséder des propriétés semblables à celles des POP, pour étudier leur potentiel de transport sur de grandes distances de même que pour évaluer les changements en élaborant des tendances temporelles dans différents milieux. Les substances chimiques susceptibles de contaminer l’environnement arctique pourraient être décelées à l’aide de modèles sur leur devenir dans l’environnement et leur mode de transport.
  • On devrait mettre davantage l’accent sur les nouvelles substances chimiques candidates figurant sur les listes actuelles de la Convention de Stockholm et de la Convention sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance de la Commission économique pour l’Europe des Nations Unies (CEE-ONU) (PCN, pentachlorophénol, hexachlorobutadiène), de même que sur les PCCC, le chlordécone et l’hexabromodiphényle afin d’évaluer pleinement leur importance en tant que contaminants de l’environnement biologique.

4. La connaissance des tendances temporelles des POP s’est grandement améliorée

Les tendances temporelles de POP inscrits sur la liste de la Convention de Stockholm et d’autres substances chimiques organiques persistantes sont présentées au tableau 3 par code de couleurs (vert pour les déclins; rouge pour les augmentations). Les résultats de la surveillance atmosphérique indiquent que de nombreux POP hérités du passé, notamment les pesticides organochlorés (OC) et les PCB, sont en déclin. Les résultats obtenus grâce à l’échantillonnage réalisé à Alert, dans le nord de l’île Ellesmere, indiquent que le déclin des POP hérités du passé était généralement plus rapide durant la période 1993‑2001, par rapport à la période 2002‑2009 (la dernière année où des rapports ont été produits). Bien que les tendances globales (de 1993 à 2009) pour les PCB montrent un déclin, ce dernier a ralenti, et les concentrations de certains congénères plus fortement chlorés ont augmenté légèrement au cours des dernières années. Ces augmentations pourraient être associées à l’augmentation du nombre de feux de forêt dans la forêt boréale, qui rejettent les substances organiques qui s’y étaient déposées, notamment des PCB. Les changements associés à la couverture de glace de mer et à la cryosphère en général pourraient aussi être en cause. Les pesticides chlorés comme les hexachlorocyclohexanes (HCH, en particulier le γ-HCH, ou lindane), le DDT et les composés apparentés au chlordane (CHL) montrent des déclins plus stables au cours de la période 1993‑2009. Le lindane a été radié de la liste des produits homologués au Canada pour l’utilisation sur les semences de canola en juillet 2001, et son utilisation est interdite depuis 2004. Les concentrations atmosphériques de lindane ont diminué de façon constante depuis 2001. L’endosulfan, un autre pesticide largement utilisé, était présent à des concentrations constantes de 1993 à 2001, et le déclin des concentrations de 2006 à 2009 reflète peut-être son utilisation réduite au Canada, aux États‑Unis et en Europe depuis qu’il fait l’objet d’une surveillance réglementaire plus rigoureuse.

Malgré les détections récentes de SPFA, les séries chronologiques de données concernant d’autres POP présents dans l’eau de mer demeurent une lacune majeure sur le plan des connaissances sur les contaminants présents dans l’Arctique. Ces données sont essentielles pour comprendre le devenir dans l’environnement et les tendances des contaminants, et seraient particulièrement utiles en ce qui concerne les substances moins bioaccumulables et plus solubles dans l’eau, comme c’est le cas des PUC. Il est nécessaire de clarifier l’importance relative des apports atmosphériques et océaniques, de même que l’importance relative des émissions directes et de précurseurs vers différents écosystèmes éloignés. Compte tenu de la difficulté d’obtenir des données sur les POP en prélevant de grandes quantités d’eau en raison de la contamination à bord des navires et de la navigation peu fréquente, on doit envisager le déploiement d’échantillonneurs passifs.

La puissance statistique des ensembles de données sur les tendances temporelles des POP chez les poissons, les oiseaux marins et les mammifères marins s’est améliorée depuis la publication du Rapport de l’évaluation des contaminants dans l’Arctique canadien (phase II), en 2003, et certains ensembles de données sont en mesure de déceler un changement de l’ordre de 5 % sur le plan des concentrations (puissance statistique de 80 %). La principale raison pour laquelle la puissance statistique s’est accrue est l’introduction de l’échantillonnage annuel d’espèces clés depuis 2004, ce qui a fait en sorte d’accroître le nombre d’années ayant fait l’objet d’échantillonnage.

Les tendances à la baisse des concentrations dans le biote sont le plus évidentes pour les pesticides OC, et le moins évidentes pour les PCB et les chlorobenzènes (ΣCBz) (tableau 3). Chez les espèces marines, les taux annuels de déclin de ΣDDT étaient de 2,5 %/an dans les œufs de Guillemots de Brünnich (détroit de Lancaster) à 11 %/an dans la graisse d’ours blancs (ouest de la baie d’Hudson). Les déclins des concentrations des composés apparentés au chlordane (ΣCHL) étaient de 1,2 %/an dans les œufs de guillemots à 7,4 %/an dans le pannicule adipeux de phoques annelés dans la baie d’Hudson, alors que les concentrations chez les ours blancs ne montraient aucun déclin (ouest de la baie d’Hudson). Les concentrations totales de HCH (ΣHCH) ont diminué chez les phoques, les bélugas et les ours blancs en raison du déclin rapide de la concentration de l’isomère majeur α-HCH (p. ex. 12 %/an chez les ours). Toutefois, les concentrations de β-HCH, l’isomère le plus bioaccumulable, ont augmenté chez la même espèce. Cette augmentation des concentrations de β-HCH chez les phoques variait de région en région, avec de fortes augmentations chez les phoques du sud de la mer de Beaufort (16 % à Ulukhaktok), et un déclin dans la baie d’Hudson (2,5 %/an). Le cas du β-HCH met en évidence l’importance du déplacement de l’eau de mer dans l’archipel Arctique, de l’océan Pacifique en passant par la mer de Béring, et possiblement des apports des eaux douces de la Russie. Aucun autre POP ne montre cette tendance, bien que les déclins des concentrations de PCB, de ΣDDT et de ΣCHL chez les bélugas, les phoques annelés et les ours blancs aient été plus faibles (ou inexistants) dans le sud de la mer de Beaufort que chez ceux des régions de la baie d’Hudson et de l’est de la baie de Baffin.

Les déclins des concentrations des POP hérités du passé ont généralement été plus rapides chez les poissons d’eau douce que chez les mammifères marins. Par exemple, les concentrations de PCB chez les ombles chevaliers confinés aux eaux intérieures ont respectivement diminué de 6,4 % et de 7,6 %/an dans les lacs Amituk et Hazen, par rapport à 3,8 % et 4,0 %/an chez les Guillemots de Brünnich et les Fulmars boréaux. Des déclins ≥ 5 %/an ont aussi été observés pour le ΣHCH, le ΣCHL, le ΣDDT et le toxaphène chez les touladis des lacs Laberge et Kusawa, et dans le bassin ouest du Grand lac des Esclaves, de même que chez les ombles confinés aux eaux intérieures dans les lacs Hazen, Char et Amituk. Les déclins des concentrations de ces pesticides OC étaient généralement < 5 %/an dans les œufs d’oiseaux marins et chez les mammifères marins. L’augmentation des concentrations de PCB, de ΣCHL, de ΣDDT et de toxaphène de 2001 à 2009 dans le foie de lottes échantillonnées à fort Good Hope, dans le fleuve Mackenzie, constitue une exception notable. Toutefois, depuis 2010, les concentrations de ces quatre POP sont revenues aux niveaux observés dans les années 1990 et au début des années 2000. Les concentrations de PCB et de ΣCBz ont également augmenté chez les lottes et les touladis du Grand lac des Esclaves au cours de la période 2001‑2005. Ces augmentations n’ont pas été observées chez les touladis du Yukon (lacs Laberge et Kusawa) ou chez les ombles confinés aux eaux intérieures. L’échantillonnage annuel a permis d’observer ces changements. Ces augmentations temporaires suggèrent qu’il existe un processus qui influe sur la disponibilité des POP dans le bassin du fleuve Mackenzie. Le réchauffement climatique a été évoqué, mais une tendance générale de réchauffement n’expliquerait pas l’augmentation suivie d’une diminution des concentrations. Néanmoins, les changements sur le plan de l’alimentation et des aires d’alimentation des lottes et des touladis, qui pourrait aussi être induits par le changement climatique, pourraient faire en sorte de modifier la disponibilité des contaminants. Les autres possibilités comprennent la mobilisation de sources héritées du pasée en raison du réchauffement, par exemple par l’érosion accrue des sédiments des cours d’eau.

Les concentrations de nouveaux POP, notamment de PBDE et de PFOS ont augmenté de manière générale chez les phoques, les oiseaux marins, les bélugas et les ours blancs dans les années 1990 jusqu’au début des années 2000, et sont maintenant en déclin. Une analyse rétrospective des collections des banques de spécimens a permis de mesurer les concentrations de PBDE, de SPFA et d’autres contaminants à partir d’échantillons prélevés dans les années 1970, 1980 et 1990; l’échantillonnage annuel réalisé à partir du début des années 2000 a quant à lui permis d’observer les déclins relativement rapides. Par exemple, les concentrations de ΣPBDE ont atteint respectivement leur maximum dans les œufs de Fulmars boréaux et de Guillemots de Brünnich en 2005 et 2006, puis ont décliné, en trois ans, jusqu’à des niveaux similaires à ceux observés au début des années 1990. Les concentrations maximales de PBDE chez les ours blancs, les phoques annelés et les bélugas semblent avoir été atteintes durant la période 2000‑2004 dans la plupart des emplacements. De manière similaire, les concentrations de PFOS ont atteint un maximum dans le foie des phoques annelés de 1999 à 2003 dans la baie d’Hudson, dans le détroit de Lancaster et dans l’est de la baie de Baffin, mais, dans le sud de la mer de Beaufort, les concentrations chez les animaux ont continué d’augmenter lentement (3,6 %/an) jusqu’en 2011.

Un déclin des concentrations de PBDE a aussi été observé dans les échantillons atmosphériques prélevés à Alert. Les concentrations des précurseurs du PFOS, le MeFOSE et l’EtFOSE ont aussi connu un déclin, alors que les concentrations des alcools fluorotélomères qui comptent 8 et 10 chaînes de carbone fluoré, ont augmenté au cours de la période 2006‑2010. Le déclin des concentrations de PBDE et de PFOS dans l’air et dans le biote semble être lié aux interdictions et à l’élimination progressive volontaire de ces substances en Amérique du Nord et en Europe au cours de la période 2001-2004. D’un autre côté, les concentrations de certaines substances chimiques de rechange, comme le HBCDD, semblent augmenter. Le HBCDD n’était pas décelable dans les échantillons biologiques prélevés des années 1990 au début des années 2000, mais les concentrations ont augmenté et ont largement dépassé les limites de détection de 2005 à 2011 chez la lotte, le touladi, l’omble chevalier confiné aux eaux intérieures et le phoque annelé. Les concentrations maximales de HBCDD ont été observées un peu plus tôt (en 2003) chez l’ours blanc, dans l’ouest de la baie d’Hudson, et chez le béluga, dans le sud de la mer de Beaufort. Les données sont trop limitées et les concentrations sont trop près des limites de détection pour déterminer si les concentrations d’autres produits ignifuges bromés augmentent dans l’air ou dans le biote.

Tableau 3. Aperçu des tendances temporelles de certains POP et autres composés organiques persistants dans l’air et le biote de l’Arctique canadien. Tendances estimées pour tous les résultats de la période commençant au début des années 1990 et se terminant en 2011.

Tableau 3. Aperçu des tendances temporelles de certains POP et autres composés organiques persistants dans l’air et le biote de l’Arctique canadien. Tendances estimées pour tous les résultats de la période commençant au début des années 1990 et se terminant en 2011.


Tableau 3

Le tableau décrit les tendances temporelles associées à l’air et aux espèces sauvages dans l’Arctique (lotte, truite grise, omble confiné aux eaux intérieures, oiseaux marins, phoque, béluga et ours polaire) qui font l'objet d'une surveillance aux termes du programme de surveillance de base du Programme de lutte contre les contaminants dans le Nord. Il montre comment le programme de surveillance permet à présent de mesurer d'importances tendances à la baisse pour tous les polluants organiques persistants (POP) inclus initialement dans la Convention de Stockholm (BPC, ∑CBz, ∑CHL, ∑DDT et toxaphène) dans presque toutes les espèces surveillées et dans l'air. Le tableau présente également des tendances significatives sur le plan statistique pour les nouveaux POP (∑PBDE, HBCD, SPFO et ses précurseurs, CPFA et ses précurseurs), certaines espèces et certains lieux présentant une tendance à l'augmentation et d'autres à la diminution. Pour certaines espèces, on constate une tendance à l'augmentation suivie d'une tendance à la diminution, en particulier en ce qui a trait aux nouveaux POP qui ont été ajoutés récemment à la Convention de Stockholm. Le tableau montre, à quelques exceptions près, qu'il manque encore des données pour mesurer les tendances pour l'endosulfan, les PCCC, les PCN et les PCDD.

Référence : Liste des abréviations

  • BPC – diphényle polychloré
  • ∑CBz – somme des chlorobenzènes
  • ∑CHL – somme des composés apparentés au chlordane
  • ∑DDT – composés apparentés au DDT
  • ∑EDP –éthers diphénylique polybromé
  • HBCD – hexabromocyclododécane
  • SPFO – sulfonate de perfluorooctane
  • CPFA – carboxylates de perfluoroalkyle
  • PCCC– paraffines chlorées à chaîne courte
  • PCN – naphtalènes polychlorés
  • PCDD/F – polychlorodibenzoparadioxines et les furanes

Recommandations

  • L’échantillonnage annuel continu est essentiel à la détection, dans le biote, des tendances temporelles des produits chimiques commercialisés. Il permet de démontrer la hausse et la baisse des nouveaux POP, d’améliorer la puissance statistique des tendances des POP hérités du passé et d’étudier les effets du changement climatique.
  • Les POP atmosphériques font l’objet de peu de mesures et d’un manque de tendances temporelles dans l’ouest et l’est de l’Arctique canadien. Cette lacune dans les données doit être comblée par l’utilisation soit d’échantillonneurs d’air à grand débit, soit d’échantillonneurs d’air passifs, ou encore d’une combinaison des deux. La surveillance atmosphérique semble particulièrement critique dans l’ouest de l’Arctique compte tenu de l’augmentation de la production et de l’utilisation de substances chimiques organiques en Asie cette dernière décennie.
  • Il faut des données chronologiques concernant les POP et les nouveaux contaminants présents dans l’eau de mer pour comprendre le devenir et les tendances de ces produits. De plus, de telles données seraient particulièrement utiles dans le cas des substances chimiques moins bioaccumulables, comme les PUC.
  • Le prélèvement annuel d’échantillons a amélioré la puissance statistique du programme biologique et doit donc être poursuivi. Néanmoins, il faut aussi envisager de mettre de côté les mesures annuelles de certains POP hérités du passé, pour lesquels les analyses statistiques montrent que les ensembles de données répondent aux objectifs de surveillance, et mettre plutôt l’accent sur les nouvelles substances chimiques candidates ou émergentes, qui ne font peut-être pas l’objet d’un grand nombre de données.
  • Il faut reconnaître qu’une force importante des programmes axés sur les tendances temporelles menés dans le cadre du PLCN réside dans la disponibilité d’échantillons archivés à partir de banques de spécimens. Ces dernières doivent être maintenues pour assurer la solidité continue du programme de surveillance des POP.

5. Les sources locales peuvent être importantes pour les nouveaux POP

Bien que l’accent de la présente évaluation soit principalement mis sur les POP qui pénètrent dans l’Arctique canadien par TAGD et TOGD, les sources locales des nouveaux POP, de même que les tendances des contaminants hérités du passé, sont encore pertinentes. Les mesures prises au cours de la période 2003-2011 ont montré que les PBDE, le PFOS et les PCCC étaient des sources de contamination locale au sein ou à proximité des collectivités dans l’Arctique canadien. Par exemple, dans une étude, on a constaté que les décharges d’Iqaluit, de Cambridge Bay et de Yellowknife présentaient des concentrations de ΣPBDE significativement plus élevées que les sites témoins dans ces localités, ce qui donne à penser que des PBDE sont lixiviés à partir des décharges. Les teneurs en PCCC et en paraffines chlorées à moyenne chaîne (PCMC) étaient plus élevées dans les échantillons de sédiments, d’eau et de poissons prélevés dans la ville d’Iqaluit et autour que dans un site témoin éloigné. Les concentrations de PFOS et de substances chimiques apparentées utilisées dans des mousses à formation de pellicule aqueuse (pour éteindre les incendies de carburant) étaient élevées dans l’eau et les ombles chevaliers confinés aux eaux intérieures des lacs Merretta et Resolute, lesquels se trouvent en aval de l’aéroport de Resolute Bay.

La surveillance dans les milieux marins et terrestres de la baie de Saglek (Nunatsiavut/Labrador) montre que les concentrations de PCB dans les environs (sédiments, végétaux, souris sylvestre, chaboisseaux et Guillemot à miroir) ont baissé depuis l’élimination de la source de PCB, et des études parallèles indiquent que le déclin des teneurs en PCB est associé à un déclin des effets biologiques.

L’étude continue des PCB dans la baie de Saglek a amélioré les connaissances sur le devenir des sédiments associés aux contaminants dans les milieux marins littoraux de l’Arctique et, plus particulièrement, sur leur transport vers des sites de dépôt extracôtiers.

Recommandations

  • De meilleures connaissances sur les sources locales de contamination sont nécessaires pour interpréter les tendances spatiales et temporelles des contaminants, notamment des nouveaux POP qui se trouvent dans les produits de consommation et, par conséquent, dans les maisons et les décharges de toutes les collectivités arctiques.

6. Les connaissances sur les facteurs influant sur les concentrations et les tendances des POP se sont améliorées

Durant la période 2003-2011, d’importants progrès ont été réalisés au chapitre de la modélisation de la bioaccumulation des POP, et ce, dans les réseaux trophiques tant terrestres que marins. Ces études de modélisation éclairent les connaissances sur les voies et les processus qui influent sur l’accumulation des POP chez les espèces sauvages et les humains ainsi que sur les propriétés des substances chimiques susceptibles de se bioamplifier. Les études sur le réseau trophique lichen-caribou-loup ont montré qu’un plus grand éventail de composés organiques chlorés peuvent se bioamplifier dans les réseaux trophiques terrestres que dans les réseaux trophiques marins. Cela s’explique par la présence de deux espèces respirant à l’air libre dans le réseau trophique et par le fait que certaines substances chimiques à coefficients de partage octanol-air élevés sont moins efficacement éliminées dans l’air par les poumons que dans l’eau par les branchies, ce qui entraîne une absorption et une rétention nettes plus fortes chez les prédateurs terrestres supérieurs. La bioamplification du PFOS et des PFCA dans ce réseau trophique se produisait à un degré semblable à celui observé dans les réseaux trophiques marins. Chez les caribous et les orignaux, les SPFA constituaient les principaux POP dont les concentrations dans le foie dépassaient celles des PCB et des PBDE (ΣPFCA > PFOS > ΣPCB > ΣPBDE). Toutefois, les teneurs en nouveaux POP et PUC dans les échantillons de caribous, d’orignaux et d’autres animaux terrestres étaient bien inférieures à celles des mammifères marins, comme cela avait été observé pour les PCB et les pesticides OC dans des évaluations antérieures.

La probabilité que le réchauffement climatique influe sur les concentrations et les tendances des POP dans l’Arctique est devenue un axe de recherche important ces cinq dernières années. La série chronologique relativement longue portant sur les POP (par exemple : environ 18 années de prise de mesures continue dans l’air, 15 à 18 années d’échantillonnage et les 35 à 50 dernières années d’échantillonnage visant le touladi, la lotte, l’omble chevalier, les oiseaux de mer, l’ours blanc et le béluga) est maintenant disponible, et l’on commence à l’examiner afin d’y repérer des liens possibles avec les variables du climat (température, périodes libres de glace) ainsi qu’avec les paramètres liés aux changements de régime alimentaire et aux changements chez les espèces (rapports des isotopes stables du carbone et de l’azote, signatures des acides gras). Par exemple, on a constaté que les traceurs alimentaires (rapports des isotopes stables du carbone, profils des acides gras) expliquaient les tendances des ΣPCB et des ΣCHL chez les ours blancs de l’ouest de la baie d’Hudson, ce qui laisse croire qu’un changement dans le régime alimentaire des ours favorisant plutôt le phoque commun, le phoque du Groenland et le phoque barbu pourrait entraîner des concentrations de contaminants réelles plus élevées. L’ajustement des concentrations de ΣPCB et de ΣDDT dans les œufs des guillemots en fonction du niveau trophique n’a eu qu’une faible incidence sur le taux de déclin calculé de ces POP hérités du passé à l’île Prince Leopold, dans le détroit de Lancaster, mais a abaissé les taux de déclin à l’île Coats, dans le détroit d’Hudson, ce qui porte à croire que le changement de régime alimentaire des guillemots de l’île Coats a influé sur les tendances temporelles des contaminants dans cette colonie.

Le programme de surveillance des POP dans l’Arctique, en milieu tant abiotique que biotique, peut fournir des données précieuses permettant de définir l’empreinte de l’impact du réchauffement arctique (amplification arctique) sur le devenir environnemental des POP. Toutefois, il reste encore de grandes incertitudes concernant l’influence du changement climatique rapide sur le devenir et la mobilisation des POP, tant hérités du passé que nouveaux, dans l’Arctique. Bien que de récentes études aient révélé la revolatilisation des POP à partir des sites de stockage dans l’Arctique, par exemple les eaux arctiques, les sols, la neige/glace et le pergélisol, on ne connaît pas les quantités réelles nettes rejetées dans l’atmosphère. On ne sait pas non plus si l’on est en train d’assister à un renversement des puits et des sources dans l’Arctique.

Recommandations

  • Il faut acquérir de meilleures données sur les paramètres clés de modélisation dans les réseaux trophiques, notamment l’efficacité de l’absorption à partir de l’eau, de l’air et des aliments, et, surtout, sur les taux de biotransformation qui jouent un rôle primordial dans la bioamplification.
  • Les mesures dans les échantillons biologiques pourraient être mieux synchronisées avec les mesures dans l’atmosphère, où un plus grand nombre de substances chimiques sont analysées dans l’air (produits ignifuges bromés et organophosphatés nouveaux, siloxanes, PUC, etc.), à la fois dans l’Arctique canadien et dans le cadre d’autres programmes de mesure atmosphérique.

7.  L’évaluation des effets biologiques demeure un défi

L’évaluation des effets des POP sur la santé du biote dans l’Arctique canadien pose beaucoup de défis en raison de facteurs tels que la faible exposition aux contaminants, l’accès limité à des échantillons frais, les difficultés de traiter les échantillons d’une manière adaptée aux besoins des paramètres sanitaires sur le terrain, et les connaissances limitées du cycle vital et de l’écologie de l’alimentation de nombreuses espèces. La réalisation d’études toxicologiques sur les espèces sauvages de l’Arctique reste difficile, mais de récents investissements dans la recherche dans le cadre du PLCN ont amélioré les connaissances sur les effets des contaminants persistants sur le biote de niveau trophique supérieur et aidé à élaborer de nouveaux outils biochimiques visant à évaluer ces effets.

Il existe peu de preuves selon lesquelles les POP ont des effets étendus sur la santé des animaux arctiques du Canada. Les meilleures preuves de tels effets chez les prédateurs supérieurs sont tirées d’études réalisées sur des ours blancs de l’est du Groenland et du Svalbard, de même que sur des Goélands bourgmestres du Svalbard, animaux qui sont beaucoup plus exposés à la plupart des POP que ceux de l’Arctique canadien. Toutefois, des études menées dans des sites contaminés par les PCB dans la baie de Saglek révèlent des déclins des concentrations de PCB dans les sédiments et le biote, et des effets biologiques du milieu marin au fil du temps, illustrant ainsi que les connaissances et les outils existants permettent d’évaluer les effets là où des taux d’exposition relativement élevés sont documentés. Les concentrations de PCB chez des petits de deux espèces, soit le chaboisseau à épines courtes et le Guillemot à miroir, dans la baie de Saglek, sont inférieures aux concentrations (1 000 ng g-1 poids humide) précédemment associées aux risques de perturbation de la reproduction et de la survie.

Les concentrations de ΣPCB chez le béluga et l’ours blanc dépassent la valeur toxicologique de référence à l’égard de l’immunotoxicité et de la perturbation endocrinienne (1,3 µg g−1 lipides) pour le phoque commun. Les concentrations moyennes de ΣPCB dans les œufs d’oiseaux de mer de l’Arctique canadien sont bien en deçà des seuils rapportés pour la mortalité des œufs et le succès d’éclosion des oiseaux piscivores (sauf le Goéland bourgmestre). Les concentrations hépatiques de PFOS chez les ours blancs dépassent les valeurs estimées sans effet observé, mais celles détectées chez les oiseaux et les phoques sont inférieures aux valeurs estimées sans effet observé par un ordre de grandeur.

Recommandations

  • La mise au point, la validation et l’application de nouvelles méthodes de génomique fournissent un moyen puissant d’examiner la relation entre les paramètres physiologiques et les contaminants persistants. Ces méthodes devraient donc être appliquées à l’examen des effets subtils sur les animaux arctiques de niveau trophique supérieur.
  • Pour les études sur les effets biologiques et les effets du changement climatique sur l’exposition aux POP, l’accent devrait être mis sur les multiples variables écologiques, biologiques et physiques (naturelles et anthropiques) à considérer lors de l’analyse de la contamination chez les espèces et de la comparaison des données entre les études.

 

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