Troisième rapport d’évaluation des contaminants dans l’Arctique canadien (2012): le mercure dans le Nord Canadien

Résumé

Le mercure est un élément d’origine naturelle que l’on retrouve partout dans l’environnement. Les rejets de mercure résultent de processus naturels et d’activités humaines. Le transport et le devenir du mercure dans l’environnement sont complexes, et l’exposition au mercure présente des risques significatifs à la fois pour la santé humaine et pour le biote. Pour atténuer ces risques de manière efficace, il est nécessaire de comprendre les processus qui régissent le transport, le devenir et les effets du mercure.

Les concentrations de mercure dans l’Arctique canadien sont plusieurs fois supérieures à ce qu’elles étaient avant l’avènement de l’industrialisation. Cette tendance à la hausse des concentrations se maintient chez certaines espèces et dans certaines régions de l’Arctique, malgré la reconnaissance du problème et les mesures adoptées par de nombreux pays pour réduire les rejets de mercure. Les progrès réalisés en vue de la réduction des concentrations de mercure dans l’environnement sont entravés par certains pays clés, dont les rejets de mercure dus aux émissions industrielles sont en hausse. Ces rejets se répandent subséquemment dans le monde, et notamment dans l’Arctique, en raison du transport atmosphérique à grande distance des polluants.

Depuis deux décennies, le Programme de lutte contre les contaminants dans le Nord (PLCN), administré par Affaires autochtones et Développement du Nord Canada, appuie la recherche et les activités de surveillance sur le transport, le devenir et les effets du mercure dans l’Arctique canadien. Ce programme a été créé en 1991 en réaction aux préoccupations concernant l’exposition des humains à des concentrations élevées de contaminants présents dans le poisson et les espèces sauvages qui constituent une partie importante du régime alimentaire traditionnel des Autochtones de l’Arctique. Le PLCN est axé sur : 1) la surveillance des concentrations de contaminants chez les espèces sauvages de l’Arctique auxquelles les humains sont le plus exposés, compte tenu des obligations de surveillance contractées par le Canada dans le cadre d’accords internationaux; 2) la recherche sur le cycle des contaminants dans l’environnement arctique et 3) les activités d’éducation et de communication permettant d’offrir des avis de consommation appropriés. Au cours des dernières années, d’autres programmes de recherche, dont ArcticNet et l’Année polaire internationale, sont venus enrichir le travail réalisé dans le cadre du PLCN. Ces programmes ont permis la réalisation de plusieurs projets sur le transport et le devenir du mercure dans les écosystèmes de l’Arctique.

L’objet du rapport d’évaluation intitulé Troisième rapport d'évaluation des contaminants dans l'Arctique canadien (2012): le mercure dans le Nord Canadien est de rendre compte des progrès scientifiques réalisés dans le cadre de ces programmes et d’évaluer notre compréhension actuelle du devenir du mercure dans l’Arctique canadien. Ce rapport, qui fait partie d’une série de rapports complémentaires sur les polluants organiques persistants (POP) et la santé humaine, présente les points saillants des résultats de ces rapports. Cette synthèse de résultats scientifiques est destinée aux responsables des politiques, aux gestionnaires, aux chercheurs, aux résidants du Nord et aux autres parties intéressées. La présente évaluation vise également à dresser le bilan des progrès réalisés durant la plus récente phase du PLCN et à déterminer les lacunes en matière de connaissances ainsi que les enjeux scientifiques les plus importants liés au mercure présent dans le nord du Canada. Ce rapport constitue le troisième rapport d’évaluation publié par le PLCN au cours des deux dernières décennies afin de faire le point sur le mercure dans l’Arctique canadien, et est le premier rapport entièrement consacré au mercure.

D’importantes avancées ont été réalisées pour ce qui est de la détermination du devenir du mercure dans l’environnement et des processus qui régissent le déplacement de cette substance dans l’Arctique canadien. Le rapport intitulé Troisième rapport d'évaluation des contaminants dans l'Arctique canadien (2012): le mercure dans le Nord Canadien fournit beaucoup de nouvelles données sur les sources et le transport à grande distance du mercure dans l’Arctique, le cycle du mercure dans les environnements marins, dulcicoles et terrestres, sa bioaccumulation dans le biote et les effets de cette bioaccumulation sur le biote. De nouvelles données viennent également éclairer les répercussions complexes du changement climatique sur le cycle du mercure dans l’Arctique.

Le mercure dans l’atmosphère

Les activités de recherche et de surveillance portant sur le mercure atmosphérique nous ont permis de mieux comprendre cette importante voie de transport vers l’Arctique canadien et à l’intérieur de cette région. Les processus chimiques favorisant le dépôt de mercure lors des épisodes d’appauvrissement en mercure de l’atmosphère (EAMA) qui se produisent au printemps ont été mieux caractérisés. Nous disposons maintenant de mesures plus nombreuses effectuées sur le terrain concernant la spéciation du mercure atmosphérique durant les EAMA. Ces mesures indiquent que l’oxydation du mercure élémentaire gazeux dans l’atmosphère s’accompagne d’importantes augmentations des concentrations de mercure gazeux réactif et de mercure particulaire. Le moment où surviennent les EAMA à la station de surveillance de l’Extrême‑Arctique, à Alert, a changé au cours des deux dernières décennies, le mois d’activité maximale étant passé de mai à avril. La cause de ce changement n’est pas encore connue, mais pourrait être liée à des variations de la température de l’air. Les concentrations de mercure dans l’air ont diminué entre 2000 et 2009, tant à Alert, dans l’Extrême‑Arctique, qu’à Kuujjuarapik, en région subarctique. Le taux de déclin à Kuujjuarapik était comparable aux taux enregistrés à des stations de surveillance situées à l’extérieur de l’Arctique, à des latitudes inférieures, alors qu’un taux de déclin moins élevé a été observé à Alert. Les simulations des modèles donnent à croire que le transport atmosphérique à grande distance depuis l’Asie représente probablement la contribution la plus importante au mercure (source anthropique ou naturelle et mercure réémis) présent dans l’Extrême-Arctique et la région ouest de l’Arctique, suivie de la contribution de l’Amérique du Nord, de la Russie et de l’Europe.

La quantification de la contribution du mercure atmosphérique dans les écosystèmes arctiques demeure en grande partie incertaine. Les mesures directes des dépôts de mercure humides et secs dans l’Arctique canadien sont extrêmement limitées, notamment à cause des difficultés techniques rencontrées. Il sera essentiel de mener d’autres travaux de recherche suivant différentes méthodes afin de combler cette lacune, surtout compte tenu du fait que tout changement touchant les mesures de lutte antiémissions aurait un effet immédiat sur les flux de mercure atmosphérique. Une meilleure caractérisation de la variation géographique du mercure atmosphérique est également nécessaire, plus particulièrement au‑dessus de l’océan Arctique, pour déterminer l’incidence de conditions marines précises sur les dépôts.

Cycle biogéochimique du mercure

Certaines des avancées les plus significatives réalisées sur le mercure dans l’Arctique concernent le cycle biogéochimique du mercure. La grande quantité de données nouvelles obtenues sur l’eau, la neige, la glace et les sédiments fournit davantage d’information sur les concentrations, les flux et la transformation du mercure inorganique et du méthylmercure dans ces matrices abiotiques. Ce genre d’information sur l’Arctique canadien était pratiquement inexistant il y a dix ans.

Une grande partie des travaux de recherche a porté sur le cycle du mercure dans la cryosphère, et plus particulièrement sur les échanges air-neige, les transformations qui se produisent dans le stock nival et le transport du mercure résultant de la fonte des neiges. Les concentrations de mercure mesurées dans la neige indiquent qu’une grande partie du mercure déposé durant les EAMA est rapidement réduite et émise dans l’atmosphère. Le taux d’émissions passives provenant du stock nival dépend de la proximité de l’océan, car les composés halogénés du milieu marin favorisent la stabilisation et l’accumulation du mercure dans le stock nival. Selon les charges de mercure dans la neige qui ont été estimées pour la baie d’Hudson et l’archipel Arctique, la fonte des neiges serait à l’origine d’un petit flux de mercure vers les eaux marines de l’Arctique au printemps. Par ailleurs, la fonte des neiges peut constituer une source importante de mercure pour les écosystèmes d’eau douce dans l’Extrême-Arctique.

Selon les premières mesures des taux de méthylation effectuées dans les eaux marines de l’Arctique, la colonne d’eau de l’océan Arctique est un site important de méthylation du mercure inorganique, qui se transforme alors en méthylmercure. Du diméthylmercure est également produit dans la colonne d’eau, et la décomposition du diméthylmercure dans l’eau ou dans l’air (consécutive aux émissions passives) pourrait constituer une autre source de méthylmercure disponible pour l’absorption biologique. On a également constaté que les eaux marines de l’Arctique représentaient une source considérable de mercure gazeux pour l’atmosphère durant la saison libre de glace. Les microorganismes et les processus photochimiques jouent un rôle clé dans le cycle du mercure dans l’Arctique.

Malgré ces avancées, l’information demeure limitée en ce qui concerne la méthylation, l’oxydation et la réduction du mercure inorganique dans les environnements marins, dulcicoles et terrestres de l’Arctique canadien. D’autres recherches doivent être menées sur les processus biogéochimiques liés au mercure pour mieux comprendre, d’un point de vue quantitatif et mécaniste, les flux de mercure entre l’air et différentes surfaces (sol, eau, neige et végétation) qui reposent sur des facteurs abiotiques et biotiques, et pour approfondir notre compréhension des processus qui régissent l’introduction du méthylmercure dans les réseaux trophiques de l’Arctique.

Surveillance du biote de l’Arctique

Au cours des deux à quatre dernières décennies, les concentrations de mercure ont augmenté chez certains animaux des milieux marins et dulcicoles, notamment chez plusieurs espèces d’oiseaux marins nichant dans l’Arctique, certaines sous-populations d’ours blanc et certains poissons d’eau douce du bassin du fleuve Mackenzie. Les concentrations de mercure mesurées chez d’autres espèces étudiées, y compris le caribou, le béluga, le phoque annelé et des poissons d’eau douce du Yukon et du Nunavut, sont demeurées stables ou ont légèrement diminué. La surveillance plus fréquente (annuelle) de certaines espèces clés de l’Arctique, entreprise en 2005 dans le cadre du PLCN, a permis d’améliorer les ensembles de données et la capacité de détection des variations des concentrations de mercure dans le biote. Selon les différentes tendances observées au sujet des concentrations de mercure dans le biote arctique, les facteurs à l’origine des variations temporelles pourraient être liés à la région ou à l’habitat.

Les concentrations de mercure dans le biote marin présentent une variabilité géographique considérable à l’échelle de l’Arctique canadien. Dans la mer de Beaufort, on observe un taux de contamination par le mercure plus élevé chez le béluga, le phoque annelé et l’ours blanc que dans d’autres régions de l’Arctique. L’utilisation de l’habitat et la structure des réseaux trophiques ont une incidence sur les concentrations de mercure chez les bélugas de la mer de Beaufort; ces concentrations varient au sein de la population en fonction de la taille et du sexe des individus. Les concentrations élevées mesurées chez les ours blancs de la mer de Beaufort comparativement à ceux de la baie d’Hudson sont associées au niveau trophique supérieur des ours blancs de la mer de Beaufort et aux concentrations supérieures de méthylmercure dans l’eau pouvant s’introduire dans le réseau trophique. Des tendances ont également été observées en fonction de la latitude dans le cas des phoques annelés et des oiseaux marins, les concentrations étant plus élevées dans l’Extrême-Arctique que dans les régions subarctiques.

Bien que l’existence de profils variables de bioaccumulation du mercure dans l’Arctique ait été démontrée, tant sur le plan régional que temporel, les facteurs à l’origine des tendances observées chez certaines espèces de poisson et chez d’autres espèces sauvages demeurent incertains. Il faudra effectuer d’autres recherches pour déterminer les processus sous-jacents qui causent les variations temporelles des concentrations de mercure dans le biote aux sites où des augmentations ont été observées. De multiples facteurs pourraient être en cause et doivent être évalués, notamment le rôle des processus régissant l’apport de mercure (p. ex., dépôt atmosphérique, méthylation du mercure), l’évolution de la structure des réseaux trophiques et le changement climatique. Les profils géographiques de bioaccumulation du mercure dans le biote marin méritent qu’on s’y attarde, car certains facteurs peuvent accroître la vulnérabilité du biote à l’exposition au mercure dans certaines régions de l’Arctique.

Changement climatique

De profonds changements se produisent à un rythme rapide dans l’environnement arctique. Les nouvelles données indiquent que ces changements, qui se répercutent sur les flux de mercure et la structure des réseaux trophiques, ont une incidence sur le cycle et la bioaccumulation du mercure. La récente augmentation de la production primaire d’algues et des apports des bassins hydrographiques pourrait favoriser les flux de mercure vers les lacs de l’Arctique. Il est possible que le réchauffement climatique cause la mobilisation du mercure, ce qui entraînerait une augmentation de l’exposition du poisson dans le fleuve Mackenzie. La concentration de mercure chez la lotte a presque doublé dans ce fleuve depuis 1985. Le changement climatique semble également avoir des répercussions sur la structure des réseaux trophiques dans certaines régions, ce qui cause des modifications touchant les régimes alimentaires et la bioaccumulation du mercure chez certaines espèces marines, comme le Guillemot de Brünnich et le phoque annelé. Cette science nouvelle et complexe comporte toutefois d’importantes incertitudes. Il se produit dans l’Arctique une myriade de changements environnementaux qui sont interreliés : des études détaillées, fondées sur des processus, sont nécessaires pour bien comprendre l’incidence de ces changements sur le devenir du mercure dans l’environnement. De nombreux aspects du cycle du mercure pourraient être touchés, y c ompris le mode d’apport du mercure dans les écosystèmes arctiques, sa transformation biogéochimique et son transfert dans les réseaux trophiques.

Effets sur le plan biologique

Les études récentes portant sur les effets de l’exposition au méthylmercure observés chez les espèces sauvages de l’Arctique se sont attardées aux effets nocifs sur la reproduction des oiseaux marins, à la neurotoxicité chez les mammifères marins, à l’immunotoxicité chez le béluga et au rôle du sélénium sur la détoxification du mercure. Une expérience d’injection réalisée en laboratoire a révélé que les embryons d’oiseaux marins présentaient une sensibilité propre à l’espèce pour ce qui est de l’exposition au méthylmercure à des concentrations observées dans l’environnement. Les recherches en cours laissent entendre que l’exposition au méthylmercure selon les concentrations actuellement observées dans l’environnement pourrait affecter les récepteurs neurochimiques du cerveau chez certains prédateurs de niveau trophique supérieur de l’Arctique. D’autres vérifications doivent cependant être faites à ce sujet. On sait que le sélénium joue un rôle important dans la séquestration et la détoxification du mercure, et la formation de composés mercure-sélénium relativement inertes pourrait réduire le risque de toxicité associé au mercure. La quantité de sélénium présente par rapport à la quantité de mercure dans les tissus des ours blancs et des bélugas est variable, ce qui pourrait signifier que l’effet protecteur du sélénium contre la toxicité du méthylmercure diffère d’une espèce à l’autre. Les recherches préliminaires réalisées sur les effets de l’exposition au mercure sur l’expression des gènes et l’immunotoxicité promettent de fournir de nouveaux outils qui faciliteront la compréhension des effets toxiques du mercure sur le béluga dans l’Arctique. De façon générale, le biote de l’Arctique présente des concentrations de mercure inférieures aux seuils potentiellement préoccupants (établis d’après des études réalisées en laboratoire et sur le terrain sur des espèces présentes ailleurs que dans l’Arctique), bien que des concentrations supérieures à ces seuils aient été observées chez certaines populations de poissons d’eau douce, la laimargue atlantique et certaines espèces d’oiseaux marins.

Compte tenu de l’insuffisance des données actuelles, on ne peut évaluer adéquatement les effets de l’exposition au mercure sur les espèces sauvages de l’Arctique. La réalisation d’autres travaux de recherche devrait permettre de déterminer dans quelle mesure (le cas échéant) l’exposition au mercure, combinée à d’autres facteurs de stress comme le changement climatique, affecte les populations de poissons, d’oiseaux marins et de mammifères marins de l’Arctique qui présentent des concentrations élevées de cette substance.

Orientations futures

Au cours des deux dernières décennies, le PLCN a joué un rôle crucial dans le soutien des activités de recherche et de surveillance sur le mercure dans l’Arctique canadien. Les phases antérieures du PLCN ont favorisé l’acquisition de connaissances importantes sur le cycle du mercure dans l’Arctique; ces connaissances ont, à leur tour, permis d’élaborer et de raffiner les priorités du programme relativement à ce contaminant. Le présent rapport d’évaluation rend compte des progrès réalisés dans la compréhension du comportement du mercure dans l’environnement arctique, et confirme l’importance de poursuivre les activités de recherche et de surveillance sur la pollution par le mercure dans l’Arctique.

Bien que les progrès de la recherche scientifique mentionnés dans le présent rapport soient significatifs, la nature complexe du cycle du mercure rend difficiles la caractérisation et la quantification des relations entre les sources, les processus de transport et les concentrations de mercure ainsi que les effets de l’exposition au mercure sur le biote.

 Ces lacunes dans notre compréhension du mode d’apport et d’accumulation des émissions anthropiques mondiales de mercure dans les milieux arctiques ont des répercussions sur l’établissement des politiques sur la gestion des risques liés au mercure. L’incertitude considérable entourant les processus qui contribuent à l’accroissement des concentrations de mercure chez certaines espèces de poisson et chez d’autres espèces sauvages de l’Arctique est particulièrement préoccupante.

Les niveaux actuels de mercure qui affectent les écosystèmes arctiques sont un héritage des émissions anthropiques qui ont commencé avec le début de l’ère industrielle. Avec la poursuite du développement économique mondial dépend de la combustion du charbon, il est prévu que le dépôt de mercure dans l’Arctique continuera d’augmenter. Si, toutefois, les émissions sont réduites grâce à la mise en oeuvre du Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE) traité mondial sur le mercure, le dépôt de l’Arctique pourrait être réduite de manière significative, ce qui à l’avenir pourrait avoir un impact positif sur les écosystèmes arctiques et la santé humaine. Afin de mieux soutenir les actions nationale et mondiale, et gérer les risques actuels de mercure liées, cette évaluation fait des recommandations scientifiques plusieurs mesures pour améliorer notre compréhension du mercure dans l’Arctique. Les recommandations clés de la science des Troisième rapport d'évaluation des contaminants dans l'Arctique canadien (2012): le mercure dans le Nord Canadien sont les suivants:

  • Poursuivre la recherche et la surveillance sur le mercure atmosphérique, en mettant l’accent sur la mesure des dépôts afin de faciliter la quantification de la contribution du mercure atmosphérique dans les écosystèmes arctiques.
  • Continuer de surveiller les tendances temporelles des concentrations de mercure dans le biote de l’Arctique et déterminer les processus qui entraînent une variation des concentrations de mercure chez certaines espèces.
  • Continuer de caractériser les principaux processus agissant sur les dépôts atmosphériques de mercure ainsi que leurs effets sur le devenir du mercure dans l’environnement arctique.
  • Améliorer la caractérisation des processus liant le changement climatique au transport, au cycle et à la bioaccumulation du mercure.
  • Consacrer plus d’efforts à la détermination des effets biologiques de l’exposition au méthylmercure sur les poissons et les autres espèces sauvages de l’Arctique.

Rapport complet

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