Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) : Rapport annuel au parlement pour avril 2020 à mars 2021, chapitre 7

7. Le point sur la recherche

ECCC et SC mènent un large éventail de travaux de recherche pour informer les évaluations et la gestion des risques posés par diverses substances pour la santé humaine ou l’environnement. Ces travaux sont souvent réalisés en collaboration avec des scientifiques d’autres organismes et universités du Canada et du monde. Dans la présente section, nous présentons les faits saillants des travaux de recherche publiés en 2020-2021.

7.1 Substances chimiques

La recherche sur les substances chimiques est conçue principalement pour :

• combler les lacunes dans les données des évaluations des risques et de la gestion des risques;
• élaborer des méthodes et des approches nouvelles pour améliorer l’établissement des priorités, étayer les évaluations des risques et travailler dans le but de réduire les expérimentations sur les animaux;
• évaluer le devenir et l’impact de substances toxiques, de mélanges environnementaux complexes et d’autres substances préoccupantes pour l’environnement et la santé humaine;
• déterminer l’ampleur de l’exposition de l’environnement et des humains aux contaminants;
• étudier la toxicité des produits chimiques, y compris leurs effets sur le système endocrinien;
• étudier les effets des produits chimiques sur la santé humaine.

De plus, SC entreprend des travaux de recherche pour soutenir l’élaboration de règlements, de lignes directrices et d’objectifs en matière de qualité de l’air, pour réduire l’exposition de la population aux polluants et améliorer la santé humaine.

En 2020-2021, les deux ministères ont effectué des recherches sur des produits chimiques dans le cadre de plusieurs programmes, dont le Plan de gestion des produits chimiques (PGPC), le Programme de lutte contre les contaminants dans le Nord (PLCN), le programme de l’Application stratégique des technologies génomiques dans le domaine de l’environnement, Génome Canada et l’Initiative de protection des Grands Lacs.

7.1.1 Travaux de recherche d’Environnement et Changement climatique Canada

En 2020-2021, les travaux sur 19 nouveaux projets de recherche du PGPC lancés en 2019-2020 se sont poursuivis, mais à un rythme plus lent que prévu en raison de la pandémie de la COVID-19 et de la suspension associée des travaux de laboratoire et de terrain pendant toute l’année. Certains de ces travaux ont pu progresser dans le cas des projets de recherche menés en partenariat avec des universités qui n’ont connu que de courtes périodes d’arrêt. Il convient de noter que des progrès importants ont été réalisés dans tous les projets de recherche en matière d’analyse des données et de publication d’articles. 35 articles liés aux produits chimiques dans l'atmosphère ont été publiés par les scientifiques d’ECCC en 2020-2021, les références à une sélection de ces articles étant fournies ci-dessous à titre d'exemple.

7.1.1.1 Produits chimiques présents dans l’atmosphère

• Polluants organiques persistants (POP), substances ignifuges organiques et autres substances prioritaires

  But de la recherche : Tendances à long terme des concentrations de POP et d’autres substances chimiques préoccupantes dans l’Arctique, des concentrations de substances ignifuges et d’autres substances préoccupantes à l’intérieur et à l’extérieur, et potentiel d’exposition.

  Résultats : Dans l’Arctique, alors que certains POP présentaient des tendances à la baisse sur tous les sites de surveillance, d’autres étaient stables, en augmentation ou présentaient des tendances différentes selon les endroits. Les concentrations de phtalates dans l’air sont liées à la fois à des sources primaires, comme l’activité urbaine et la circulation, et à des sources secondaires, comme la volatilisation à partir de plans d’eau. L’air des sites d’enfouissement s’est avéré être une source potentielle d’exposition aux substances ignifuges organiques. Les monomères à cristaux liquides (MCL) utilisés dans les écrans de télévision et de téléphones intelligents dégagent des particules qui sont plus persistantes dans l’air que prévu et dont l’oxydation donne lieu à de nombreux produits de transformation.

  Publications : Wong, F., Hung, H., Dryfhout-Clark, H., Aas, W., Bohlin-Nizzetto, P., Breivik, K., Mastromonaco, M.N., Lundén, E.B., Ólafsdóttir, K., Sigurðsson, Á., Vorkamp, K., Bossi, R., Skov, H., Hakola, H., Barresi, E., Sverko, E., Fellin, P., Li, H., Vlasenko, A., Zapevalov, M., Samsonov, D., Wilson, S. 2021. Time trends of persistent organic pollutants (POPs) and Chemicals of Emerging Arctic Concern (CEAC) in Arctic air from 25 years of monitoring. Science of the Total Environment, 775, art. no. 145109, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.145109

  Vasiljevic, T., Su, K., Harner, T. 2020. A first look at atmospheric concentrations and temporal trends of phthalates in distinct urban sectors of the Greater Toronto Area. Atmospheric Pollution Research, Vol. 12, Issue 2, pp 173-182, DOI: 10.1016/j.apr.2020.10.019

  Navaranjan, G., Diamond, M.L., Harris, S.A., Jantunen, L.M., Bernstein, S., Scott, J.A., Takaro, T.K., Dai, R., Lefebvre, D.L., Azad, M.B., Becker, A.B., Mandhane, P.J., Moraes, T.J., Simons, E., Turvey, S.E., Sears, M.R., Subbarao, P., Brook, J.R. 2021. Early life exposure to phthalates and the development of childhood asthma among Canadian children. Environmental Research, 197, art. no. 110981, DOI: 10.1016/j.envres.2021.110981

  Kerric, A., Okeme, J., Jantunen, L., Giroux, J.-F., Diamond, M.L., Verreault, J. 2021. Spatial and temporal variations of halogenated flame retardants and organophosphate esters in landfill air: Potential linkages with gull exposure. Environ. Pollut., 271, art. no. 116396, DOI:  10.1016/j.envpol.2020.116396

  Liu, Q., Liggio, J., Wentzell, J., Lee, P., Li, K., Li, S.-M. 2020. Atmospheric OH Oxidation Chemistry of Particulate Liquid Crystal Monomers: An Emerging Persistent Organic Pollutant in Air. Environmental Science and Technology Letters, 7 (9), pp. 646-652. DOI: 10.1021/acs.estlett.0c00447.

• Microplastiques et autres particules d’origine humaine

  But de la recherche : Mesure des microplastiques et autres particules de synthèse dans l’environnement canadien.

  Résultats : Des microplastiques ou d’autres particules anthropiques ont été trouvés dans 85 % à 90 % des échantillons analysés provenant de l’Arctique, ce qui souligne la présence de microplastiques dans toute la partie de l’Arctique canadien, dans plusieurs milieux, et témoigne de leur transport sur de longues distances par les courants océaniques et atmosphériques. Il a été établi que les tissus en denim sont un grand contributeur.

  Publications : Huntington, A., Corcoran, P.L., Jantunen, L., Thaysen, C., Bernstein, S., Stern, G.A., Rochman, C.M. 2020. A first assessment of microplastics and other anthropogenic particles in Hudson Bay and the surrounding eastern Canadian Arctic waters of Nunavut. Facets, 5 (1), pp. 432-454. DOI: 10.1139/FACETS-2019-0042.

  Athey, S.N., Adams, J.K., Erdle, L.M., Jantunen, L.M., Helm, P.A., Finkelstein, S.A., Diamond, M.L. 2020. The Widespread Environmental Footprint of Indigo Denim Microfibers from Blue Jeans. Environmental Science & Technology Letters 2020 7 (11), 840-847, DOI: 10.1021/acs.estlett.0c00498.

• Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et composés aromatiques polycycliques (CAP) au Canada

  But de la recherche : Tendances à long terme, et sources des HAP et des CAP au Canada.

  Résultats : Les HAP dans l’atmosphère du bassin des Grands Lacs canadiens ont considérablement diminué entre 1997 et 2017, en raison de la baisse des émissions anthropiques. Les bassins de résidus des exploitations de sables bitumineux de l’Athabasca sont une source d’émissions fugitives de CAP et il a été établi que certaines activités de l’exploitation des sables bitumineux sont des sources potentielles de CAP.

  Publications : Li, W., Park, R., Alexandrou, N., Dryfhout-Clark, H., Brice, K., Hung, H. 2021. Multi-year analyses reveal different trends, sources, and implications for source-related human health risks of atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons in the Canadian Great Lakes basin. Environ. Sci. Technol., 55 (4), pp. 2254-2264. DOI: 10.1021/acs.est.0c07079.

  Moradi, M., You, Y., Hung, H., Li, J., Park, R., Alexandrou, N., Moussa, S.G., Jantunen, L., Robitaille, R., Staebler, R.M. 2020. Fugitive emissions of polycyclic aromatic compounds from an oil sands tailings pond based on fugacity and inverse dispersion flux calculations. Environ. Pollut., Vol. 269, 116115,https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.116115.

  Wnorowski, A., Aklilu, Y.-A., Harner, T., Schuster, J., Charland, J.-P. 2021. Polycyclic aromatic compounds in ambient air in the surface minable area of Athabasca oil sands in Alberta (Canada). Atmospheric Environment, 244, art. no. 117897, DOI: 10.1016/j.atmosenv.2020.117897

• Examen des composés aromatiques polycycliques (CAP) dans l’environnement au Canada

  But de la recherche : Rapport sur l’état des connaissances sur les composés aromatiques polycycliques (CAP), plus particulièrement ceux présents dans l’environnement au Canada.

  Résultats : Un rapport sur l’état des connaissances sur les CAP présents dans l’environnement au Canada a été publié sous forme de numéro spécial dans la revue Environmental Pollution. Des scientifiques du gouvernement canadien et du milieu universitaire ont rédigé les 7 principaux articles de ce numéro spécial. Dans 5 articles, on fait le suivi de la chaîne des événements dans l’environnement, depuis les émissions et les rejets jusqu’aux effets sur les espèces sauvages. Dans d’autres articles, on examine les difficultés de l’évaluation des risques pour l’environnement et les liens entre les CAP et les changements mondiaux. Les émissions attribuables aux feux de forêt sont de loin la principale source de CAP dans l’atmosphère du Canada, suivies par les sources non industrielles (comme la combustion du bois de chauffage par les résidences et les sources mobiles) et les sources industrielles. Des rejets importants de CAP résultent de l’exploitation de combustibles fossiles contenant des CAP d’origine naturelle. Les grandes villes du bassin versant des Grands Lacs agissent comme des sources diffuses de CAP et entraînent des couronnes de contamination émanant des centres urbains. Un examen des tendances à long terme des concentrations de CAP dans l’atmosphère a révélé que, sauf près des industries qui avaient réduit leurs émissions, les concentrations avaient tendance à être faibles ou négligeables. Les résultats semblent également indiquer que les véhicules à moteur sont une source plus importante que ce dont on fait état dans les inventaires nationaux. Des lacunes considérables dans les connaissances limitent la compréhension actuelle des puits de CAP, des transformations environnementales et des flux transfrontaliers, ainsi que des impacts sur l’environnement au Canada. En général, les concentrations de CAP dans les tissus des espèces sauvages au Canada étaient inférieures à celles des lignes directrices.

  Publications : Galarneau, E. 2021. Editorial to “Polycyclic aromatic compounds (PACs) in the Canadian environment: Overview of results and knowledge gaps from the special issue”. Environmental pollution. 285. 117607.

  Wallace, S.J., de Solla, S.R., Head, J.A., Hodson, P.V., Parrott, J.L., Thomas, P.J., Berthiaume, A., Langlois, V.S. 2020. Polycyclic aromatic compounds (PACs) in the Canadian environment: Exposure and effects on wildlife. Environmental Pollution. 265:114863. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114863

  Hodson, P.V., Wallace, S.J., de Solla, S.R., Head, S.J., Hepditch, S.L.J., Parrott, J.L., Thomas, P.J., Berthiaume, A., Langlois, V.S. 2020. Polycyclic aromatic compounds (PACs) in the Canadian environment: The challenges of ecological risk assessments. Environmental Pollution. 265:115165.

  Ahad, J.M.E., Macdonald, R.W., Parrott, J.L., Yang, Z., Zhang, Y., Siddique, T., Kuznetsova, A., Rauert, C., Galarneau, E., Studabaker, W.B., Evans, M., McMaster, M.E., Shang, D. 2020. Polycyclic aromatic compounds (PACs) in the Canadian environment: A review of sampling techniques, strategies and instrumentation. Environmental Pollution. 266:114988.

  Berthiaume, A., Galarneau, E., Marson, G. 2020. Polycyclic aromatic compounds (PACs) in the Canadian environment: Sources and emissions. Environmental Pollution Vol. 269, 116008, DOI: 10.1016/j.envpol.2020.116008

  Tevlin, A., Galarneau, E., Zhang, T., Hung, H. 2021. Polycyclic aromatic compounds (PACs) in the Canadian environment: Ambient air and deposition. Environmental Pollution, 271. 116232

  Muir, D.C.G., Galarneau, E. 2021. Polycyclic aromatic compounds (PACs) in the Canadian environment: Links to global change. Environmental Pollution. 273: 116425.

  Marvin, C.H., Berthiaume, A., Burniston, D.A., Chibwe, L., Dove, A., Evans, M., Hewitt, L.M., Hodson, P.V., Muir, D.C.G., Parrott, J., Thomas, P.J., Tomy, G.T. 2021. Polycyclic aromatic compounds in the Canadian Environment: Aquatic and terrestrial environments. Environmental Pollution 285 (2021) 117442.

7.1.1.2 Impact des produits chimiques sur la faune et les poissons

• Examen des effets biologiques des espèces sauvages exposées à des substances chimiques nouvellement préoccupantes dans l’Arctique

  But de la recherche : Un examen de l’état des connaissances sur des substances chimiques nouvellement préoccupantes dans l’Arctique et le manque général de données sur les effets biologiques nocifs potentiels sur les espèces sauvages de l’Arctique.

  Résultats : Les progrès récents de la chimie analytique environnementale ont relevé la présence d’un grand nombre de substances chimiques nouvellement préoccupantes transportés sur de longues distances dans la région. Comme la surveillance temporelle des substances chimiques nouvellement préoccupantes a été très limitée, on ignore si l’inquiétude à leur égard devrait être accrue ou réduite. De même, on manque de données sur les effets nocifs biologiques potentiels des substances chimiques nouvellement préoccupantes sur les espèces sauvages de l’Arctique par rapport aux polluants organiques persistants (POP) anciens, dont les concentrations sont associées à des effets sur la santé des mammifères marins. Il est donc nécessaire de surveiller les substances chimiques nouvellement préoccupantes en même temps que les POP pour éclairer les évaluations des risques associés aux substances chimiques nouvellement préoccupantes et les évaluations réglementaires de ces substances.

  Publications : Sonne, C., Dietz, R., Jenssen, B.M., Lam, S.S., Letcher, R.J. 2021. Emerging contaminants and biological effects in Arctic wildlife. Trends in Ecology and Evolution - Opinion, Volume 26, 421-429, https://doi.org/10.1016/j.tree.2021.01.007.

• Examen comparatif de la distribution et la charge corporelle des contaminants chez l’ours polaire

  But de la recherche : Les contaminants du passé (ou anciens), comme les métaux et les polluants organiques persistants (POP; par exemple les biphényles polychlorés), ont été mesurés dans les sous-populations circumpolaires d’ours polaires, en particulier dans la baie d’Hudson, l’est du Groenland et le Svalbard, mais on en sait beaucoup moins sur les contaminants nouveaux ou émergents comme les naphtalènes polychlorés, les pesticides utilisés actuellement, les organoétains et les composés aromatiques polycycliques (CAP).

  Résultats : L’ours polaire (Ursus maritimus) est un superprédateur de l’Arctique qui accumule des concentrations élevées de POP et de mercure (Hg) qui sont bioaccumulables, mais il n’existe actuellement aucun recensement exhaustif des connaissances actuelles sur les contaminants dans les tissus et les parties du corps des ours polaires. Sur la base des rapports et des données tirées des publications les plus récentes, et en incluant les échantillons archivés des musées (depuis les années 1300) et jusqu’en 2018, les résultats ont montré que (1) les reins sont l’un des dépôts tissulaires les plus importants de contaminants chez les ours polaires; (2) il existe un manque crucial de données sur la présence de métaux préoccupants, autres que le Hg; et (3) il n’y a actuellement aucune donnée disponible sur les concentrations de nombreux contaminants plus récents et émergents, comme les composés aromatiques polycycliques (CAP), ce qui est particulièrement pertinent compte tenu de l’exploitation croissante du pétrole et du gaz dans des régions comme la mer de Beaufort, au Canada.

  Publications : Dominique, M., Letcher, R.J., Rutter, A., Langlois, V.S. 2020. Comparative review of the distribution and burden of contaminants in the body of polar bears. Environmental Sciences and Pollution Research 27, 2020, 32456–32466, https://doi.org/10.1007/s11356-020-09193-2.

• Influence de la spécialisation du régime alimentaire sur les polluants organiques persistants chez les épaulards d’Islande

  But de la recherche : Cette étude portait sur la variation interindividuelle de la spécialisation des proies chez les épaulards d’Islande (Orcinus orca) et la variation intrapopulation de l’exposition aux polluants organiques persistants.

  Résultats : Les concentrations de biphényles polychlorés (BPC) dans la graisse étaient plus de 300 fois plus élevées chez les épaulards les plus contaminés que chez les moins contaminés, et variaient de 1,3 à 428,6 mg/kg de graisse. Les concentrations moyennes de BPC étaient 6 à 9 fois plus élevées chez les individus ayant un régime mixte, dont les mammifères marins, que chez les individus se nourrissant spécifiquement de poisson, tandis que les mâles présentaient des concentrations de BPC 4 fois plus élevées que les femelles. Comme il a été établi que les BPC ont potentiellement une incidence sur la croissance de la population d’épaulards, et que les concentrations chez les individus ayant un régime mixte ont dépassé les seuils connus, on devrait reconnaître l’importance de l’écologie des individus pour prévoir avec précision la menace que les contaminants représentent sur la pérennité à long terme du dernier prédateur marin du monde.

  Publications : Remili, A., Letcher, R.J., Samarra, F.I.P., Dietz, R., Sonne, C., Desforges, J.P., Vikingsson, G., Blair, D., McKinney, M.A. 2021. Individual prey specialization drives PCBs in Icelandic killer whales. Environmental Science and Technology Volume 55, 2021, 4923-4931, https://doi.org/10.1021/acs.est.0c08563.

• Le mercure dans les œufs de goélands et les poissons soumis aux effets du réchauffement climatique

  But de la recherche : Il est important de connaître l’évolution des concentrations de mercure dans l’environnement pour évaluer le risque que représente ce puissant agent toxique pour les populations humaines et d’espèces sauvages. Les œufs de goélands argentés (Larus argentatus) ont été utilisés pour évaluer les variations temporelles de la disponibilité du mercure total à 2 endroits du Grand lac des Esclaves, dans les Territoires du Nord-Ouest, au Canada.

  Résultats : Les tendances temporelles du mercure dans les œufs de goélands argentés (Larus argentatus) du Grand lac des Esclaves, dans les Territoires du Nord-Ouest, au Canada ont été évaluées. Bien que les concentrations de mercure corrigées en fonction du régime alimentaire dans les œufs n’aient montré aucune tendance à long terme, ce qui est cohérent avec l’absence de tendances chez les poissons du Grand lac des Esclaves, les concentrations de mercure dans les œufs étaient plus élevées après les années où le niveau du lac était plus bas et l’étendue des feux de forêt, plus importante. Les changements climatiques pourraient accroître l’étendue des feux de forêt et avoir des répercussions sur la bioaccumulation du mercure dans les écosystèmes du Nord. L’étude souligne l’importance des ensembles de données auxiliaires dans l’élucidation des tendances du mercure. Ces renseignements seront essentiels pour évaluer l’efficacité des stratégies de réduction du mercure mises en œuvre dans le cadre de la Convention de Minamata.

  Publications : Hebert, C.E., Chételat, J., Beck, R., Dolgova S, Fordy K, Kirby P., Martin, P., Rabesca, M. 2021. Inter-annual variation of mercury in aquatic bird eggs and fish from a large subarctic lake under a warming climate. Science of the Total Environment, 2021, 766, 144614

• Substances perfluoroalkylées prioritaires chez les oiseaux prédateurs : facteurs liés au régime alimentaire, à la biologie et à l’écologie

  But de la recherche : Les substances perfluoroalkylées (SPFA) constituent un groupe important et diversifié de produits chimiques et plusieurs acides perfluoroalkylés (APFA) sont des contaminants environnementaux connus. L’exposition de la faune aux APFA et à leurs précurseurs a été démontrée, mais on en sait moins sur les produits de remplacement comme les SPFA à chaînes plus courtes. Dans la présente étude, l’exposition à une série d’APFA et les associations avec des facteurs alimentaires, biologiques et écologiques ont été examinées chez les populations d’une espèce sentinelle de niveau supérieur - le faucon pèlerin (Falco peregrinus).

  Résultats : Du sang d’oisillons de faucons pèlerins et des œufs de frères et sœurs ont été prélevés en 2016 et 2018 de nids situés dans des régions rurales et urbaines du bassin des Grands Lacs laurentiens au Canada. Les résultats d’analyse révèlent que l’exposition aux APFA chez les faucons pèlerins est probablement médiée par des facteurs alimentaires comme le lieu de recherche de nourriture et la position trophique. En outre, les résultats semblent indiquer que, comparativement aux oisillons ruraux, les oisillons urbains peuvent être plus exposés aux acides carboxyliques perfluorés (ACPF) et sensibles à des répercussions physiologiques potentielles. Les résultats soulignent l’importance d’intégrer les facteurs alimentaires, biologiques et écologiques dans l’étude de l’exposition des oiseaux aux SPFA.

  Publications : Sun, J., Letcher, R.J., Eens, M., Covaci, A., Fernie, K.J. 2020. Perfluoroalkyl acids and sulfonamides and dietary, biological and ecological associations in peregrine falcons from the Laurentian Great Lakes Basin. Environmental Research volume 191, 2020, 110151, https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110151.

• Évaluation de la toxicité létale et sublétale de l’acide perfluorooctanoïque (APFO) pour Hyalella azteca et Pimephales promelas.

  But de la recherche : L’acide perfluorooctanoïque (APFO), largement utilisé dans une variété de produits résidentiels, commerciaux et industriels, appartient à la classe plus vaste des substances chimiques que sont les substances perfluoroalkyles (SPFA). Il a été mesuré dans les milieux aquatiques au Canada et est connu pour être extrêmement persistant dans l’environnement, mais il existe peu de données sur sa toxicité pour les organismes aquatiques. L’objectif de cette étude était d’évaluer la toxicité de l’APFO pour 2 espèces d’eau douce sensibles et importantes pour l’environnement au Canada : un petit crustacé apparenté à la crevette (amphipode, Hyalella azteca) et un poisson (tête-de-boule, Pimephales promelas).

  Résultats : L’exposition à l’APFO a entraîné une diminution de la survie, de la croissance et de la reproduction chez les amphipodes, ainsi qu’un comportement anormal de nage chez les larves de tête-de-boule. Les paramètres les plus sensibles testés ont été la croissance et la reproduction des amphipodes. Les effets toxiques de l’APFO observés dans cette étude se sont produits à des concentrations plus de 75 fois supérieures à celles qui ont été mesurées dans les eaux douces du Canada; toutefois, en raison de sa persistance dans l’environnement, d’autres recherches sont nécessaires pour déterminer si l’APFO est toxique à des concentrations plus faibles après des périodes d’exposition plus longues.

  Publications : Bartlett, A.J., De Silva, A.O., Schissler, D.M., Hedges, A.M, Brown, L.R., Shires, K., Miller, J., Sullivan, C., Spencer, C., Parrott, J.L. 2021. Lethal and sublethal toxicity of perfluorooctanoic acid (PFOA) in chronic tests with Hyalella azteca and early-life stages with Pimephales promelas (fathead minnow). Ecotoxicology and Environmental Safety 207:111250.

• Toxicité des acides naphtalènesulfoniques (ANS) pour les organismes aquatiques

  But de la recherche : Évaluation de la toxicité en milieu aquatique des acides naphtalènesulfoniques (ANS), qui sont des substances chimiques produites en grande quantité et utilisées principalement comme additifs dans une large gamme de produits industriels.

  Résultats : Les effets des ANS, qui sont largement utilisés dans les applications industrielles comme agents dispersants dans les teintures, les caoutchoucs et les pesticides, et comme agents anticorrosifs dans les revêtements, les gels et les produits d’étanchéité, ont été évalués chez plusieurs invertébrés et poissons. La teneur en carbone organique des sédiments semble avoir agi comme un puits et réduit la toxicité des ANS en diminuant leur biodisponibilité dans les organismes aquatiques. Toutefois, pour l’un des ANS (acide dinonylnaphtalènesulfonique), le facteur d’accumulation dans le biote et les sédiments indiquait un problème potentiel de bioamplification si ce composé devait se trouver dans l’environnement aquatique.

  Publications : Matten, K.J., Bartlett, A.J., Milani, D., Gillis, P.L., Parrott, J.L., Toito, J, Balakrisknan, V.K., Prosser, R.S. 2020. The influence of organic carbon on the toxicity of sediment-associated dinonylnaphthalene sulfonic acids to the benthic invertebrates Tubifex tubifex and Hyalella azteca. Environmental Pollution 267:115604 DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115604

  Matten, K.J., Gillis, P.L., Milani, D., Parrott, J.L., Bartlett, A.J., Toito, J., Balakrishnan, V.K., Prosser, R.S. 2021. Bioaccumulation of sediment-associated dinonylnaphthalene sulfonates in the freshwater mussel Lampsilis siliquoidea and oligochaete Tubifex tubifex. Chemosphere 264:128391, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128391

• Détermination des effets des substituts du bisphénol A (BPA) chez les espèces aviaires.

  But de la recherche : Plusieurs études de présélection utilisant des approches à haut débit ont été menées sur des hépatocytes primaires et des embryons de poulet dans les premiers stades de la vie dans le cadre d’un effort de hiérarchisation visant à déterminer les effets de cette classe de substances chimiques prioritaire. Les effets cytotoxiques et transcriptomiques de 5 substituts du BPA ont été déterminés et 1 exposition d’embryons de poulet dans les premiers stades de la vie évaluant de 2 substituts du BPA a été réalisée.

  Résultats : De nombreux substituts du BPA se sont révélés plus cytotoxiques et ont perturbé davantage l’expression génique des cellules aviaires que le BPA. Les effets sur l’expression génique étaient plus prononcés dans les cellules de poulet que dans celles d’une espèce aviaire sauvage, le cormoran à aigrettes. Toutefois, les cellules de cormoran étaient généralement plus sensibles à la toxicité manifeste/la mort cellulaire. Prises ensemble, ces études indiquent que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour caractériser les mécanismes de l’activité toxique de plusieurs substances proposées pour remplacer le BPA dans les applications commerciales ou industrielles.

  Publications : Sharin, T., Williams, K.L., Chiu, S., Crump, D., O’Brien, J.M. 2021. Toxicity Screening of Bisphenol A Replacement Compounds: Cytotoxicity and mRNA Expression in Primary Hepatocytes of Chicken and Double-Crested Cormorant. Environ. Tox. Chem 40 (5):1368-1378.

  Sharin, T., Gyasi, H., Williams, K., Crump, D., O'Brien, J.M. 2021. Effects of Two Bisphenol A Replacement Compounds, Bisphenol AF and 1,7-bis (4-Hydroxyphenylthio)-3,5-dioxaheptane, on Pipping Success, Development, and mRNA Expression Levels in Chicken Embryos. Ecotox. Environ Safety 215:112140.

• Effets des insecticides néonicotinoïdes sur des organismes aquatiques non ciblés.

  But de la recherche : L’étude a évalué les effets des insecticides néonicotinoïdes sur des paramètres du stress chez des têtards pour connaître les effets sublétaux de l’exposition chronique à ces composés sur des vertébrés sensibles non ciblés. Plus précisément, nous avons évalué le profil des cellules sanguines, pris des mesures du stress oxydatif et déterminé la concentration d’une hormone de stress, la corticostérone.

  Résultats : Nous avons constaté que les grenouilles léopards (Rana (Lithobates) pipiens) présentaient des signes de stress léger d’après le profil des cellules sanguines et certains signes de dommage oxydatif lorsqu’elles étaient exposées à la clothianidine (un néonicotinoïde). En outre, le thiaméthoxame (également un néonicotinoïde) a modifié certains profils de cellules sanguines, mais ni la clothianidine ni le thiaméthoxame n’ont fait varier les concentrations de corticostérone. Ces études indiquent que les têtards de grenouilles léopards exposés à certains néonicotinoïdes pendant des périodes prolongées ont des réponses de stress accrues, mais l’incidence sur la santé globale n’est pas claire.

  Publications : Gavel, M.J., Young, S.D., Dalton, R.L., Soos, C., McPhee, L., Forbes, M.R., Robinson, S.A. 2021. Effects of 2 pesticides on northern leopard frog (Lithobates pipiens) stress metrics: Blood cell profiles and corticosterone concentrations. Aquatic Toxicology 235:105820 DOI: 10.1016/j.aquatox.2021.105820

• Évaluation des activités d’un produit ignifuge organophosphoré bromé perturbant les œstrogènes et la thyroïde.

  But de la recherche : L’étude a évalué les effets d’un nouveau produit ignifuge substitut à base de phosphate, le produit ignifuge à base d’ester organophosphoré bromé, soit le phosphate de tris (tribomonéopentyle) (TTBrNP, CAS 19186-97-1). Des grenouilles indigènes du Canada (grenouilles des bois [Rana (Lithobates) sylvaticus] et grenouilles léopards (R. pipiens)) ont été utilisées pour déterminer si la survie des embryons ou des têtards était touchée après 96 heures d’exposition, ou si le composé perturbait la métamorphose, la croissance, la différenciation sexuelle ou se bioconcentrait dans les tissus des têtards après 30 jours d’exposition.

  Résultats : Les expositions aiguës de 96 heures n’ont pas eu d’effets sur la survie des embryons ou des têtards chez les deux espèces. Il n’y avait pas non plus d’effets subchroniques après 30 jours d’exposition; en effet, la taille, le stade de développement et le rapport des sexes n’étaient pas différents par rapport au groupe témoin, peu importe la concentration d’exposition. Les têtards ont bioconcentré le TTBrNP, mais le faible facteur de bioconcentration laisse croire que le composé est biotransformé ou présente une biodisponibilité limitée. Il s’avère donc que le TTBrNP n’a pas d’effets nocifs manifestes sur ces 2 espèces de grenouilles.

  Publications : Robinson, S.A., Young, S.D., McFee, A., Brinovkar, C., De Silva, A.O. 2020. Ecotoxicity assessment and bioconcentration of a highly brominated organophosphate ester flame retardant in 2 amphibian species. Chemosphere 260:127631 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127631

• Substances perfluoroalkylées prioritaires : Absorption, bioaccumulation et effets toxiques chez les oiseaux terrestres et marins.

  But de la recherche : Cette recherche visait à caractériser l’exposition de rapaces et d’hirondelles bicolores à des composés perfluorés d’intérêt hautement prioritaire, à déterminer les effets possibles de ces produits chimiques sur les oiseaux et à modéliser les déplacements des produits chimiques dans le réseau trophique terrestre.

  Résultats : Des échantillons constitués d’oisillons de faucons pèlerins ont été sélectionnés dans des régions urbaines et rurales du bassin des Grands Lacs au Canada (2016, 2018) pour étudier les relations possibles entre les hormones thyroïdiennes (HT), en particulier la thyroxine libre (F) et totale (T) (FT4; TT4) et la triiodothyronine (FT3; TT3), et l’expression d’un biomarqueur de microARN lié au système immunitaire (c'est-à-dire, miR-155), et les concentrations de 11 acides perfluoroalkyliques (APFA). 5 des 18 homologues des APFA mesurés étaient liés de manière répétée et positive aux mesures de l’activité thyroïdienne chez les oisillons de faucons pèlerins, ce qui semble indiquer une perturbation probable du système thyroïdien des oisillons de faucons pèlerins. Plusieurs facteurs de stress environnementaux et biologiques, dont l’exposition aux APFA, ont des effets sur l’activité thyroïdienne et la fonction immunitaire de ces oisillons. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer les mécanismes et les autres répercussions des perturbations thyroïdiennes et immunitaires causés par les APFA sur la croissance, le développement et les risques pour la santé chez les oiseaux en développement.

  Publications : Sun, J., Letcher, R.J., Waugh, C.A., Jaspers, V.L.B., Covaci, A,. Fernie, K.J. 2021. Influence of perfluoroalkyl acids and other parameters on circulating thyroid hormones and immune-related microRNA expression in free-ranging nestling peregrine falcons. Sci. Tot. Environ. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145346

• Paraffines chlorées à chaîne courte prioritaires et espèces sauvages : effets toxiques sur les oiseaux prédateurs.

  But de la recherche : Cette recherche visait à caractériser les effets toxiques possibles des paraffines chlorées à chaîne courte prioritaires chez les oiseaux.

  Résultats : Les paraffines chlorées à chaîne courte (PCCC) sont des mélanges complexes de n-alcanes polychlorés, dont la bioaccumulation est avérée, mais dont les effets sur les oiseaux sauvages sont inconnus. L’exposition d’embryons à la Chloroparaffine® technique (C₁₀ à C₁₃, 55,5 % de Cl) aux concentrations mesurées dans les œufs d’oiseaux sauvages avait des effets propres au sexe sur l’absorption. Les PCCC ont inhibé la thyroxine totale (TT4) des glandes et réduit la triiodothyronine (TT3) en circulation chez les oisillons mâles uniquement par rapport aux mâles témoins, mais n’ont eu aucun effet sur la TT3 glandulaire ou la TT4 en circulation chez les crécerelles mâles ou femelles. Les deux sexes ont connu des changements structurels (histologiques) significatifs indiquant une activation de la glande thyroïde. Comme des modifications de la fonction thyroïdienne étaient évidentes aux concentrations mesurées dans les œufs d’oiseaux sauvages, des modifications similaires peuvent se produire chez les oisillons sauvages.

  Publications : Fernie, K.J., Karoun-Renier, N.K., Letcher, R.J., SL Schultz, S.L., Palace, V., Peters, L., Henry, P.F.P. 2020. Endocrine and physiological responses of hatchling American kestrels (Falco sparverius) following embryonic exposure to technical short chain chlorinated paraffins (C10-13, 55.5% Cl). Environ. International. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.106087

• Élimination et toxicité des BPC chez les tortues.

  But de la recherche : Les biphényles polychlorés (BPC) demeurent le contaminant organique le plus abondant dans la plupart des espèces sauvages. La présente étude a permis d’examiner les effets des BPC dans un groupe taxonomique peu étudié : les tortues d’eau douce.

  Résultats : Des tortues serpentines juvéniles ont été exposées aux BPC (Aroclor 1254) par l’alimentation. L’accumulation était relativement faible, mais on a observé une augmentation de 1,8 fois l’expression hépatique du cytochrome P450 1 a à la dose la plus élevée (12,7 µg/g; variation de 0 à 12,7 µg/g), ce qui correspond à la concentration observée dans les œufs dans les Grands Lacs.

  Publications : Colson, T.-L.L., de Solla, S.R., Langlois, V.S. 2021. Bioaccumulation and physiological responses of the turtle Chelydra serpentina exposed to polychlorinated biphenyls during early life stages. Chemosphere, 263, art. no. 128146.

• Accumulation et toxicité des antioxydants à base de phénylamine substitués chez les tortues

  But de la recherche : L’exposition aux antioxydants à base de phénylamine substitués (comme le N. phénylé-1-naphtylamine; PNA) n’est pas bien connue chez les amniotes aquatiques. Cette étude a permis d’examiner la réponse moléculaire des tortues à une exposition au PNA par l’alimentation.

  Résultats : Les tortues serpentines juvéniles ont été exposées à long terme au PNA par l’alimentation. À l’exposition la plus élevée (µg/g), le cytochrome P450 1 a était induit, mais le cytochrome P450 2 b était inhibé, ce qui indique une altération des gènes associés au métabolisme et à l’élimination.

  Publications : Colson, T.-L.L., de Solla, S.R., Balakrishnan, V.K., Toito, J., Langlois, V.S. 2020. N-phenyl-1-naphthylamine (PNA) Accumulates in Snapping Turtle (Chelydra serpentina) Liver Activating the Detoxification Pathway. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 105 (6), pp. 813-818.

• Effets du dinonylnaphtalènesulfonate de calcium sur les amphibiens.

  But de la recherche : Cette étude a évalué la toxicité des acides naphtalène sulfoniques (dinonylnaphtalènesulfonate de calcium [CaDNS]) pour les xénopes (Silurana tropicalis) et les mécanismes de la toxicité du CaDNS en utilisant l’expression génique ciblée et la métabolomique.

  Résultats : Des embryons de grenouille ont été exposés à de l’eau recouvrant du sable enrichi avec une gamme de concentrations de CaDNS (17 à 1 393 μg/g) sur une période de 72 heures. Bien que le CaDNS ne présente pas de toxicité aiguë jusqu’à 672 μg/g dans le sable (14 ng/mL de CaDNS dans l’eau), une diminution globale de l’ARNm des gènes du cycle redox du glutathion a été observée. Ces modifications de l’ARNm se sont reflétées dans les réponses métaboliques (diminution des concentrations de métabolites du glutathion et du disulfure de glutathion). En outre, les niveaux de transcription des gènes jouant un rôle dans la capacité antioxydante et les métabolites des acides aminés essentiels ont diminué de manière importante chez les embryons exposés à de faibles concentrations de CaDNS.

  Publications : Wallace, S.J., Leclerc, A.J.A., Prosser, R., de Solla, S.R., Balakrishnan, V., Langlois, V.S. 2020. Sub-lethal effects of calcium dinonylnaphthalenesulfonate on Western clawed frog embryos. Comparative Biochemistry and Physiology - Part D: Genomics and Proteomics, 34, art. no. 100658

• Devenir dans l’environnement, effets et bioaccumulation de nanomatériaux prioritaires dans le sol.

  But de la recherche : L’effet de nanomatériaux métalliques (nanoparticules d’oxyde de cuivre (II) et d’oxyde de cérium (IV)) sur les microorganismes indigènes dans le sol utilisés pour des activités agricoles a été examiné, avec et sans amendement des biosolides.

  Résultats : Ce projet a permis de déterminer les conditions et les concentrations auxquelles les nanomatériaux métalliques sélectionnés ont des effets nocifs sur différents aspects de l’écosystème du sol : croissance, activité et diversité microbiennes du sol. La recherche a montré l’utilité d’autres paramètres pour mesurer la biodisponibilité et la toxicité.

  Publications : Samarajeewa, A.D., Velicogna, J.R., Schwertfeger, D.M., Princz, J.I., Subasinghe, R.M,, Scroggins, R.P., Beaudette, L.A. 2021. Ecotoxicological effects of copper oxide nanoparticles (nCuO) on the soil microbial community in a biosolids-amended soil. Science of the Total Environment 763:143037.

  Abdulsada, Z., Kibbee, R., Ormeci, B., DeRosa, M., Princz, J. 2021. Impact of anaerobically digested silver and copper oxide nanoparticles in biosolids on soil characteristics and bacterial community. Chemosphere 263:128173.

• Toxicité des éléments des terres rares chez la truite arc-en-ciel et l’hydre.

  But de la recherche : Déterminer la toxicité et le mécanisme d’action des éléments des terres rares.

  Résultats : La toxicité et le mode d’action de plus de 10 métaux des terres rares ont été examinés chez la truite arc-en-ciel et l’hydre. La toxicité létale a pu être prédite par l’électronégativité et le rayon ionique chez les poissons et les hydres. Les études sur le mode d’action ont révélé que les métaux de terres rares pouvaient endommager (dénaturer) les protéines, altérer la formation des os et endommager l’ADN à des concentrations 200 fois inférieures aux valeurs de toxicité aiguë.

  Publications : Hanana, H., Taranu, Z.E., Turcotte, P., Gagnon, C., Kowalczyk, J., Gagné, F. 2020. Evaluation of general stress, detoxification pathways, and genotoxicity in rainbow trout exposed to rare earth elements dysprosium and lutetium. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2021, 208, 111588

  Hanana, H., Taranu, Z.E., Turcotte, P., Kowalczyk, J., Gagné, F. 2021. Sublethal effects of terbium and praseodymium in juvenile rainbow trout. Science of the Total Environment, 2021, 777, 146042.

7.1.2 Recherche de Santé Canada

En 2020-2021, SC a financé 27 projets de recherche dans le cadre du PGPC. Ces projets portent sur des priorités ministérielles et internationales et couvrent divers sujets comme la caractérisation des nanomatériaux, les réponses toxicologiques aux nanomatériaux, le potentiel cancérogène de produits chimiques, l’évaluation de la génotoxicité, les effets des produits chimiques sur la santé humaine et la caractérisation des dangers.

7.1.2.1 Méthodes

• Calcul d’équivalents de biosurveillance de matières organiques et inorganiques servant à l’interprétation des données de biosurveillance.

  But de la recherche : La biosurveillance peut fournir des données précieuses sur la présence de traces de substances chimiques dans le sang, l’urine ou le lait maternel humain. Toutefois, elle ne suffit pas à établir le risque pour la santé humaine. Un équivalent de biosurveillance (EB) est la concentration d’une substance chimique dans un tissu ou un liquide humain qui correspond à une valeur guide d’exposition, comme une dose de référence ou une dose journalière admissible, considérée comme sécuritaire. L’objectif est de calculer des EB pour les métaux des terres rares afin d’interpréter les données de biosurveillance à l’appui des évaluations des risques chimiques.

  Résultats : Les EB pour le bismuth et le titane ont été déterminés et publiés. En outre, une base de données a été produite pour aider à analyser les différentes valeurs de biosurveillance provenant de divers organismes de santé.

  Publications : Poddalgoda, D., Hays, S.M., Nong, A. 2020. Derivation of biomonitoring equivalents (BE values) for bismuth. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2020 Jul;114:104672. 10.1016/j.yrtph.2020.104672

  Ramoju, S., Andersen, M.E., Nong, A., Karyakina, N., Shilnikova, N., Krishnan, K., Krewski, D. 2020. Derivation of whole blood biomonitoring equivalents for titanium for the interpretation of biomonitoring data. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2020 Jul;114:104671. 10.1016/j.yrtph.2020.104671

• Mise au point et validation de méthodes rapides pour évaluer la toxicité pour le système endocrinien

  But de la recherche : On se préoccupe de plus en plus du fait que l’exposition aux produits chimiques commerciaux cause des effets nocifs en interférant avec la régulation hormonale de la croissance et du développement du cerveau et de l’appareil reproducteur. Cette exposition conduirait aussi à des troubles du métabolisme ou à des problèmes liés au stress. La mise au point de méthodes rapides d’identification des produits chimiques posant un danger est jugée comme un besoin crucial pour faire l’évaluation de l’innocuité. Ce projet permettra 1) de mettre au point des méthodes rapides pour détecter la toxicité des substances chimiques sur la signalisation des hormones thyroïdiennes et 2) d’établir, de caractériser et de mettre au point des essais visant les enzymes inhibés par certains produits ignifuges organophosphorés (OPFR) entraînant une toxicité pour l’ovaire et la glande surrénale.

  Résultats : Des méthodes innovantes sont utilisées pour identifier les protéines qui réagissent avec les molécules de produits ignifuges. Les premiers résultats montrent qu’il s’agit d’enzymes qui jouent un rôle dans le métabolisme du cholestérol. Des essais visant ces enzymes sont en train d’être mis au point et serviront à comparer les activités de tous les produits ignifuges à base de phosphate utilisés au Canada. Ce projet contribue à une initiative mondiale visant à caractériser les cibles moléculaires touchées par des substances dangereuses et à mettre au point des méthodes validées à haut rendement pour rechercher rapidement les substances chimiques toxiques.

  Publications : Allais, A., Albert, O., Lefèvre, P.L.C., Wade, M.G., Hales, B.F., Robaire, B. 2020. In Utero and Lactational Exposure to Flame Retardants Disrupts Rat Ovarian Follicular Development and Advances Puberty. Toxicol Sci Jun 1;175(2):197-209. DOI: 10.1093/toxsci/kfaa044.

• Mise au point de méthodes de détection in vitro de perturbateurs métaboliques dans les adipocytes

  But de la recherche : On s’inquiète de plus en plus du fait que des substances chimiques puissent agir comme perturbateurs endocriniens et contribuer à l’apparition de cancers endocriniens et de maladies métaboliques. Le tissu adipeux est un organe endocrine responsable de l’homéostasie énergétique de l’organisme. Le présent projet fait appel à des modèles cellulaires utilisés pour étudier les effets de substances chimiques sur la masse adipeuse ainsi que les modifications touchant les fonctions des adipocytes, car ceux-ci pourraient indiquer des effets métaboliques plus larges.

  Résultats : À ce jour, il existe peu de renseignements et aucune méthode de détection à haute densité ou validée mesurant la fonction des adipocytes exposés à des produits chimiques. Le présent projet vise à mettre au point une méthode de détection qui permettra à la fois de cerner les substances favorisant la formation d’adipocytes et de déterminer si elles contribuent à des maladies métaboliques.

  Publications : Peshdary, V., Styles, G., Rigden, M., Caldwell, D., Kawata, A., Sorisky, A., Atlas, E. 2020. Exposure to Low Doses of Dechlorane Plus Promotes Adipose Tissue Dysfunction and Glucose Intolerance in Male Mice. Endocrinology. 2020 Aug 1;161(8):bqaa096. DOI:  10.1210/endocr/bqaa096.

  Peshdary, V., Hobbs, C., Maynorc, T., Shepard, K., Gagné, R., Williams, A., Kuo, B., Chepelev, N., Recio, L., Yauk, C., Atlas, E. Transcriptomic pathway and benchmark dose analysis of Bisphenol A, Bisphenol S, Bisphenol F, and 3,3',5,5'-Tetrabromobisphenol A in H9 human embryonic stem cells. Toxicol In Vitro 2021 Apr;72:105097. DOI: 10.1016/j.tiv.2021.105097

• GeneTox21 - une plateforme intégrée à haut débit pour l’évaluation de la toxicité génétique in vitro de substances chimiques nouvelles et existantes

  But de la recherche : Les programmes d’évaluation des substances chimiques évaluent régulièrement la capacité d’une substance à endommager le matériel génétique (c'est-à-dire, à avoir une toxicité génétique). Les outils d’évaluation classiques (épreuves biologiques) sont laborieux et se prêtent difficilement à l’évaluation des substances chimiques à haute densité et à haut débit au moyen d’outils faisant appel à des cellules en culture (épreuves biologiques in vitro). Le présent projet vise à mettre au point une plateforme basée sur les nouvelles méthodes d’approche (NMA), comprenant des essais biologiques in vitro à (plus) haut débit, pour une évaluation efficace et efficiente de la toxicité génétique induite par les substances chimiques. La plateforme à base de NMA, appelée GeneTox21, fera l’objet d’une promotion internationale afin d’encourager son adoption en vue d’une évaluation robuste de la toxicité génétique des substances chimiques nouvelles et existantes.

  Résultats : Des modes opératoires normalisées (MON) internes ont été établis pour une évaluation efficace et efficiente des mutations génétiques, des bris d’ADN et des anomalies chromosomiques. Ces MON sont utilisés pour évaluer la toxicité génétique d’un ensemble de composés de référence soigneusement sélectionnés, ainsi que de nombreuses substances jugées prioritaires pour une évaluation réglementaire et pour lesquelles on dispose de peu de données. Les travaux comprennent la progression vers la validation de l’épreuve de mutagénicité in vitro de cellules de souris FE-MUTA, et la mise au point d’une épreuve de mutagénicité in vitro basée sur des cellules hépatiques de souris en culture. Des travaux supplémentaires ont permis de concevoir une version bêta d’un outil bio-informatique permettant d’intégrer, de visualiser et d’interpréter les données d’évaluations complexes de la toxicité génétique à l’aide de plusieurs épreuves. L’outil se nomme IATGA - Integrated Analysis Tool for Genotoxicity Assessment (outil d’analyse intégrée pour l’évaluation de la génotoxicité).

  Publications : Höltz-Armstrong, L., Naevisdal, A., Cox, J.A., Long, A.S., Cheplev, N.L., Phillips, D.H., White, P.A. and Arlt, V.M. 2020. In vitro mutagenicity of selected environmental chemicals and their metabolites in MutaMouse FE lung epithelial cells. Mutagenesis 35:453-463.

  Madia, F., Kirkland, D., Morita, T., White, P.A., Asturiol, D., Corvi, R. 2020. EURL ECVAM Genotoxicity and Carcinogenicity Database of Substances Eliciting Negative Results in the Ames Test: Construction of the Database. Mutation Research 854-855:503199.

• Évaluation de mutations de cellules somatiques et de cellules germinales à l’aide de la ligne directrice TG 488 de l’OCDE relative aux essais sur des rongeurs transgéniques et du modèle MutaMouse

  But de la recherche : L’objectif est d’harmoniser le plan d’expérience afin de relever les mutations somatiques et germinales à un moment précis. Cette approche intégrée réduira considérablement le nombre d’animaux nécessaires pour mettre à l’essai les produits chimiques à des fins réglementaires.

  Résultats : Les données générées par ce projet ont permis de mettre à jour le plan d’expérience recommandé pour les cellules germinales d’une ligne directrice de l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) qui est couramment utilisée pour évaluer la capacité des produits chimiques à induire des mutations (c’est-à-dire, des changements dans la séquence de l’ADN). Les travaux en cours contribuent à établir un moment d’échantillonnage commun pour les tissus de cellules somatiques et les cellules germinales.

  Publications : Marchetti, F., Zhou, G., LeBlanc, D., White, P,A,, Williams, A., Yauk, C.L., Douglas, G.R. 2021. The 28+28 day design is an effective sampling time for analyzing mutant frequencies in rapidly proliferating tissues of MutaMouse animals. Archives of Toxicology, 95:1103-1116. Epub:January 28, 2021.

• Mise au point et utilisation de nouveaux outils et de nouvelles méthodes d’approche (NMA)

  But de la recherche : SC et ECCC continuent d’intensifier leurs efforts pour faire progresser peu à peu la science des risques grâce à l’exploration, à la mise au point et à l’utilisation d’outils numériques et de nouvelles méthodes d’approche (NMA), pour tirer profit de données existantes et nouvelles efficacement et intégrer ces dernières.

  Résultats : En 2020-2021, les efforts étaient dirigés sur la conception d’approches basées sur les risques et d’exemples illustrant le recours à des NMA, notamment des modèles prédictifs et des essais d’évaluation in vitro à haut débit. Ces efforts visaient à pouvoir rapidement et efficacement détecter et évaluer les dangers/risques pour contribuer à la modernisation des évaluations. Ces efforts et d’autres travaux en cours sont réalisés grâce à de solides partenariats et collaborations entre le milieu de la recherche et celui de la réglementation au sein du gouvernement du Canada et à l’échelle internationale pour assurer l’harmonisation des outils et des méthodes et accroître la confiance envers leur utilisation à l’échelle mondiale.

  Publications : Rowan-Carroll, A., Reardon, A., Leingartner, K., Gagné, R., Williams, A., Meier, M.J., Kuo, B., Bourdon-Lacombe, J., Moffat, I., Carrier, R., Nong, A., Lorusso, L., Ferguson, S.S., Atlas, E., Yauk, C. 2021. High-Throughput Transcriptomic Analysis of Human Primary Hepatocyte Spheroids Exposed to Per- and Polyfluoroalkyl Substances as a Platform for Relative Potency Characterization. Toxicol Sci. 2021 May 27;181(2):199-214. DOI: 10.1093/toxsci/kfab039.

  Yang, C., Rathman, JF., Magdziarz, T., Mostrag, A., Kulkarni, S., Barton-Maclaren, TS. 2021. Do Similar Structures Have Similar No Observed Adverse Effect Level (NOAEL) Values? Exploring Chemoinformatics Approaches for Estimating NOAEL Bounds and Uncertainties. Chem Res Toxicol. 2021 Feb 15;34(2):616-633. DOI: 10.1021/acs.chemrestox.0c00429.

• Validation du modèle de poisson-zèbre (Brachydanio rerio) en tant que nouvelle méthode d’approche (NMA) fondée sur l’organisme entier pour l’évaluation des risques

  But de la recherche : Dans le contexte des efforts mondiaux visant à respecter les 3 R (raffinement, réduction et remplacement) du recours aux animaux pour l’évaluation des risques chimiques, Santé Canada met au point le modèle de l’embryon de poisson-zèbre comme nouvelle méthode d’approche (NMA) fondée sur l’organisme entier pour faire la transition entre les modèles animaux et les modèles non animaux. Plus précisément, Santé Canada étudie l’utilité de l’essai avec l’embryon de poisson-zèbre pour l’évaluation des effets des produits chimiques en ce qui concerne la perturbation endocrinienne et l’essai avec larve de poisson-zèbre comme modèle fondé sur l’organisme entier pouvant se substituer à l’essai sur 28 jours sur les rongeurs pour l’évaluation de la toxicité générale.

  Résultats : Sur la base de recherches antérieures, on a comparé le profil de toxicité de 20 composés à l’aide de l’essai de toxicité générale et comportementale et de l’essai de toxicité pour les embryons de poisson-zèbre. Les résultats montrent des profils de toxicité qui se chevauchent partiellement ainsi que des données uniques fournies par chaque essai. Il ressort de ces travaux que ces deux essais utilisés ensemble peuvent renforcer le recours aux embryons ou larves de poisson-zèbre comme modèles pour les essais de toxicité standard.

  Publications : Achenbach, J.C., Leggiadro, C., Sperker, S., Woodland, C., Ellis, L.D. 2020. Comparison of the Zebrafish Embryo Toxicity Assay and the General and Behavioural Embryo Toxicity Assay and New Approach Methods for Chemical Screening. Toxics 2020, 8, 126; DOI: 10.3390/toxics8040126

• Mise au point d’une approche intégrée pour analyser et évaluer les cancérogènes chimiques non génotoxiques

  But de la recherche : Il n’existe pas de mécanisme d’action unique de l’induction des cancers par les substances cancérogènes non génotoxiques (CxNGT). Les CxNGT sont des produits chimiques qui n’ont pas la capacité inhérente de causer des dommages à l’ADN. Il n’existe pas d’essais validés de l’OCDE pour rechercher les CxNGT. L’OCDE a créé un groupe de travail constitué de spécialistes pour combler cette lacune reconnue à l’échelle internationale.

  Résultats : Ce groupe de travail élabore une approche intégrée visant à analyser et à évaluer les CxNGT. Il s’agit d’une stratégie permettant d’organiser les données toxicologiques existantes et nouvelles en utilisant les concepts des voies menant à des effets nocifs et les caractéristiques distinctives des cancers, en effectuant des recherches dans les publications, en évaluant les essais sur la cancérogénicité des substances chimiques, et en recherchant ceux qui peuvent être utilisés dans l’approche intégrée d’analyse et d’évaluation. Cela permettra de réduire les incertitudes entourant la prédiction de la cancérogénicité des CxNGT, et par le fait même diminuer les risques pour la santé publique.

  Publications : Jacobs, M.N., Colacci, A., Corvi, R., Vaccari, M., Aguila, M.C., Corvaro, M., Delrue, N., Desaulniers, D., Ertych, N., Jacobs, A., Luijten, M., Madia, F., Nishikawa, A., Ogawa, K., Ohmori, K., Paparella, M., Kumar Sharma, A., Vasseur, P. 2020. Chemical carcinogen safety testing: OECD expert group international consensus on the development of an integrated approach for the testing and assessment of chemical non-genotoxic carcinogens. Archives of Toxicology, 94:2899-2923. DOI: 10.1007/s00204-020-02784-5.

• Méthodes d’analyse préliminaire non ciblée visant à rechercher de nouveaux métabolites et de nouvelles substances chimiques dans les liquides corporels humains

  But de la recherche : On observe un écart entre les cibles choisies préalablement et notre capacité de quantifier et de qualifier les substances nouvelles et inconnues qui suscitent depuis peu des préoccupations et qui sont présentes dans les liquides biologiques humains. Pour cette raison, les approches non ciblées ont grandement capté l’attention dans le domaine de l’évaluation des risques associés à l’exposition humaine à des contaminants chimiques inconnus ou nouveaux. Le but du présent projet est de mettre au point de nouvelles méthodes d’analyse non ciblées, lesquelles visent à rapidement sélectionner au préalable et à identifier rapidement de nouveaux métabolites de ces substances chimiques et certains composés parents dans les liquides biologiques humains comme des biomarqueurs potentiels pour évaluer l’exposition humaine à des substances, y compris aux produits chimiques d’intérêt prioritaire du PGPC et d’autres nouvelles substances chimiques préoccupantes.

  Résultats : Les méthodes d’analyse nouvellement mises au point fourniront des données précieuses pour la sélection préalable de métabolites et de composés parents en vue de déterminer les nouveaux contaminants potentiels qui feront l’objet d’évaluations futures dans le cadre du PGPC. Des modèles seront mis au point pour fournir des données semi-quantitatives sur des substances chimiques inconnues identifiées sans utiliser de normes. En outre, elles produiront des connaissances importantes sur les métabolites dérivés de substances chimiques nouvelles dans les liquides biologiques humains.

  Publications : Feng, Y.-L., Liao, X., Chen, D., Takser, L., Cakmak, S., Chan, P., Zhu, J. 2020. Correlations of phthalate metabolites in urine samples from fertile and infertile men: Free-form concentration vs. conjugated-form concentration. Environmental Pollution, 2020, 263. 10.1016/j.envpol.2020.114602

  Guo, Z., Huang, S., Wang, J., Feng, Y.-L. 2020. Recent advances in non-targeted screening analysis using liquid chromatography - high resolution mass spectrometry to explore new biomarkers for human exposure. Talanta, 219 (2020) 121339.10.1016/j.talanta.2020.121339

  Meshref, S., Li, Y., Feng Y.-L. 2020. Prediction of liquid chromatographic retention time using quantitative structure-retention relationships to assist non-targeted identification of unknown metabolites of phthalates in human urine with high-resolution mass spectrometry. 2020 J Chromatogr A,1634 (2020) 461691. DOI: 10.1016/j.chroma.2020.461691

7.1.2.2 Caractérisation de l’exposition

• Caractérisation des expositions résidentielles aux métaux et substances organiques du PGPC

  But de la recherche : L’étude porte principalement sur l’exposition des enfants à la poussière domestique ingérée par contact main-bouche, et elle a également permis d’examiner l’exposition potentielle par inhalation en caractérisant les métaux dans la poussière remise en suspension.

  Résultats : Des échantillons de poussière domestique déposée recueillis dans 1 025 foyers de 13 villes dans le cadre de l’Enquête sur la poussière domestique au Canada (EPDC) ont été examinés pour fournir une base de référence nationale représentative. La concentration et la charge de plomb (Pb) dans la poussière prélevée dans le cadre de l’EPDC ont été conjuguées à des ensembles plus petits de données américaines pour étayer les nouvelles normes plus strictes de l’Environmental Protection Agency des États-Unis sur le plomb dans la poussière des planchers et des rebords de fenêtres pour protéger les enfants des effets nocifs de l’exposition au plomb. On a recherché la présence de 16 analogues du bisphénol dans les échantillons de poussière domestique. Il a été établi que les bisphénols A, S et F (BPA, BPS et BPF) étaient prédominants.

  Publications : Glorennec, P., Shendell, D.G., Rasmussen, P.E., Waeber, R., Egeghy, P., Azuma, K., Pelfrêne, A., Le Bot, B., Esteve, W., Perouel, G., Pernelet Joly, V., Noack, Y., Delannoy, M., Keirsbulck, M., Mandin, C. (2020) Towards setting public health guidelines for chemicals in indoor settled dust? Indoor Air, DOI: 10.1111/ina.12722. DOI: 10.1111/ina.12722

  Bevington, C., Gardner, H.D., Cohen, J., Henning, C., Rasmussen, P.E. (2020) Relationship between Residential Dust-Lead Loading, and Dust-Lead Concentration across Multiple North American Datasets. Building and Environment. 188 doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.107359

  Fan, X., Katuri, G.P. Caza, A., Rasmussen, P.E., Kubwabo, C. 2020. Simultaneous measurement of 16 bisphenol analogues in house dust and evaluation of two sampling techniques. Emerging Contaminants vol 7. https://doi.org/10.1016/j.emcon.2020.12.001

• Exposition multimédia à de nouvelles substances chimiques préoccupantes substitutives et à certaines substances chimiques du PGPC3

  But de la recherche : Bon nombre de produits chimiques ont fait leur entrée sur le marché, comme substituts de substances chimiques qui ont montré une série d’effets sur la santé. Toutefois, l’exposition à ces produits et les risques qu’ils pourraient poser pour la santé n’ont pas encore été évalués au Canada. L’objectif du présent projet est de produire des données sur l’exposition, au Canada, pour une variété de composés prioritaires, y compris les analogues du bisphénol présents dans des matrices environnementales et biologiques, ainsi que dans des produits pour enfants (comme les biberons).

  Résultats : Une méthode intégrée et sensible a été développée pour l'analyse de 16 analogues du bisphénol A (BPA) dans la poussière domestique. Le bisphénol A (BPA) a été détecté dans 100 % des échantillons de poussière domestique. Les produits chimiques de remplacement du BPA, le bisphénol S, le bisphénol F et le bisphénol M ont été détectés dans plus de 75 % des échantillons de poussière domestique. Les concentrations de BPA et de produits chimiques de remplacement du BPA dans la poussière prélevée dans les sacs d'aspirateurs domestiques se comparaient bien aux concentrations observées dans la poussière fraîche prélevée dans les mêmes maisons, ce qui suggère que l'échantillonnage des sacs d'aspirateurs pourrait être une alternative rentable à l'échantillonnage de la poussière fraîche dans les études futures.

  Publications : Fan, X., Katuri, G.P., Caza, A.A., Rasmussen, P.E., Kubwabo, C. 2021. Simultaneous measurement of 16 bisphenol A analogues in house dust and evaluation of two sampling techniques. Emerging Contaminants 7:1-9. https://doi.org/10.1016/j.emcon.2020.12.001

7.1.2.3 Effets des substances chimiques sur la santé humaine

• Étude de la toxicité du vanadium sur le foie

  But de la recherche : Le vanadium est considéré comme « possiblement cancérogène pour l’homme » (V₂O₅, groupe 2B du CIRC), mais des incertitudes persistent quant aux mécanismes de toxicité des multiples formes de vanadium. Les co-expositions au vanadium et aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) surviennent dans les populations urbanisées et dans les milieux professionnels. Les HAP peuvent être transformés en substances cancérogènes par des enzymes qui sont particulièrement abondantes dans le foie. Par conséquent, à l’aide de deux lignées de cellules hépatiques humaines (HepG2 et HepaRG) et l’aflatoxine-B1 (AFB1) (une mycotoxine) comme substance chimique modèle qui est transformée en substance cancérogène par les enzymes hépatiques, la présente étude a examiné la capacité du vanadium (sous la forme soluble du métavanadate de sodium NaVO₃) à moduler les activités enzymatiques requises pour transformer l’AFB1 en substance cancérogène.

  Résultats : Une faible concentration de NaVO₃ a provoqué une importante prolifération cellulaire uniquement dans les cellules HepaRG. En tant que mélange binaire, le NaVO₃ n’a pas modifié les effets de l’AFB1. Une concentration élevée de NaVO₃ a augmenté la méthylation de l’ADN dans les cellules HepG2. Le fait que les deux lignées cellulaires aient réagi différemment au NaVO₃ confirme l’importance d’étudier plus d’une lignée cellulaire. Dans l’ensemble, l’effet nocif du NaVO₃ pourrait se manifester à de faibles concentrations par une stimulation de la prolifération des cellules tumorigènes.

  Publications : Desaulniers, D., Cummings-Lorbetskie, C., Leingartner, K., Xiao, G.-H., Zhou, G., Parfett, C. 2021. Effects of vanadium (sodium metavanadate) and aflatoxin-B1 on cytochrome p450 activities, DNA damage and DNA methylation in human liver cell lines. Toxicology in Vitro (2021), 70:105036. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2020.105036

• Analyse régionale des données de biosurveillance de l’ECMS

  But de la recherche : L’Enquête canadienne sur les mesures de la santé (ECMS) consiste à recueillir des données exhaustives sur la concentration sanguine et urinaire de substances chimiques environnementales qui sont utilisées pour évaluer l’exposition aux substances chimiques chez les Canadiens. Bien que les données recueillies ne soient représentatives à l’échelle nationale qu’au cours d’un même cycle de l’ECMS, la combinaison de données de plusieurs cycles de l’ECMS permet de calculer une concentration des substances chimiques qui est représentative à l’échelle régionale. L’objectif de ce projet permanent est d’abord d’établir des estimations statistiquement robustes de la concentration des substances chimiques à l’échelle régionale.

  Résultats : Dans la toute première analyse régionale des données de l’ECMS, les concentrations sanguine et urinaire de plusieurs substances chimiques de l’environnement présentes au Québec et en Ontario ont été comparées aux concentrations du reste du Canada. L’analyse montre plusieurs différences régionales en ce qui concerne l’exposition aux substances chimiques et a facilité l’évaluation des facteurs contributifs. La concentration de fluorure dans l’urine était considérablement plus élevée en Ontario qu’au Québec et dans le reste du Canada. Le manganèse dans le sang et le fluorure dans l’urine étaient considérablement plus faibles au Québec que dans le reste du Canada et le sélénium du sang et de l’urine était considérablement plus faible en Ontario que dans le reste du Canada.

  Publications : Valcke, M., Karthikeyan, S., Walker, M., Gagné, M., Copes, R., St-Amand, A. 2020. Regional variations in human chemical exposures in Canada: A case study using biomonitoring data from the Canadian Health Measures Survey for the provinces of Quebec and Ontario. Int J Hyg Environ Health 225:113451. DOI: 10.1016/j.ijheh.2020.113451.

• Plateforme de recherche MIREC (Étude mère-enfant sur les composés chimiques de l’environnement)

  But de la recherche : La plateforme de recherche MIREC est conçue pour obtenir des données pancanadiennes sur l’exposition de la mère, du fœtus et du jeune enfant à des substances chimiques de l’environnement jugées prioritaires et sur les effets nocifs potentiels sur la santé durant la grossesse, ainsi que sur la croissance et le développement du nouveau-né, du nourrisson et de l’enfant. Elle englobe l’étude MIREC initiale menée auprès de femmes enceintes au Canada ainsi que les études de suivi menées auprès de certains de leurs enfants, soit MIREC-ID (développement des nourrissons), MIREC-CD3 (développement des enfants à 3 ans) et MIREC-CD Plus (biosurveillance et neurodéveloppement chez les enfants de 2 à 5 ans), et MIREC-ENDO (maintenant chez les adolescents - début de la puberté, fonction endocrinienne et métabolisme). La plateforme comprend également un dépôt de données et de biospécimens MIREC, la Biobanque MIREC, qui servira aux recherches futures sur la santé des mères et de leurs enfants.

  Résultats : En 2020-2021, 10 articles de la plateforme de recherche MIREC ont été publiés. Il s’agissait notamment d’études sur l’exposition environnementale et les résultats chez les enfants et les nourrissons (naissance prématurée, développement de l’appareil reproducteur, IMC et résultats des épreuves cognitives) et les femmes enceintes (hypertension gestationnelle et prééclampsie). Certaines de ces publications ont mis en évidence des différences fondées sur le sexe et le genre. Par exemple, les effets des substances chimiques de l’environnement sur le QI ont été observés chez les garçons, mais pas chez les filles, et les effets des SPFA sur l’hypertension gestationnelle et la prééclampsie dépendaient du sexe du fœtus que la mère portait. Le projet continue de produire de nouvelles connaissances sur l’exposition cumulative aux perturbateurs endocriniens durant les premiers stades de la vie et sur les risques pour la santé des populations vulnérables, c’est-à-dire les femmes enceintes, les fœtus, les nourrissons et les jeunes enfants. Ces connaissances sont utiles dans l’évaluation des risques et la gestion des substances chimiques.

  Publications : Arbuckle, T.E., MacPherson, S.H., Fisher, M., Muckle, G., Foster, W., Sathyanarayana, S., Monnier, P., Lanphear, B., Fraser, W.D. 2020. Prenatal perfluoroalkyl substances and newborn anogenital distance in a Canadian cohort. Reprod Toxicol. 2020 Jun;94:31-39. https://doi.org/10.1016/j.reprotox.2020.03.011

  Borghese, M.M., Walker, M., Helewa, M.E., Fraser, W.D., Arbuckle, T.E. 2020. Association of perfluoroalkyl substances with gestational hypertension and preeclampsia in the MIREC study. Environment International, 141, art. no. 105789. 10.1016/j.envint.2020.105789

  Ashley-Martin, J., Dodds, L., Arbuckle, T.E., Lanphear, B., Muckle, G., Foster, W.G., Ayotte, P., Zidek, A., Asztalos, E., Bouchard, M.F., Kuhle, S. 2021. Urinary phthalates and body mass index in preschool children: The MIREC Child Development Plus study. International Journal of Hygiene and Environmental Health. Volume 232, March 2021, Article number 113689. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2021.113689

  Lukina, A.O., Fisher, M., Khoury, C., Than, J., Guay, M., Paradis, J.-F., Arbuckle, T.E., Legrand, M. 2021. Temporal variation of total mercury levels in the hair of pregnant women from the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) study. Chemosphere, 264, 128402.

  Cao, X.L., Sparling, M., Zhao, W., Arbuckle, T.E. 2021. GC-MS Analysis of Phthalates and Di-(2-thylhexyl) Adipate in Canadian Human Milk for Exposure Assessment of Infant Population. Journal of AOAC International 2021 Mar 5;104(1):98-102. DOI: 10.1093/jaoacint/qsaa108.

  Hu, J.M.Y., Arbuckle, T.E., Janssen, P., Lanphear, B.P., Braun, J.M., Platt, R.W., Chen, A., Fraser, W.D., McCandless, L.C. 2020. Associations of prenatal urinary phthalate exposure with preterm birth: the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) Study. Canadian Journal of Public Health, 111 (3), pp. 333-341. 10.17269/s41997-020-00322-5

  Romao, R.L.P., Dodds, L., Ashley-Martin, J., Monnier, P., Arbuckle, T.E. 2020. Prenatal exposure to phthalates and male reproductive system development: Results from a Canadian pregnancy cohort study. Reproductive Toxicology, 95, pp. 11-18. 10.1016/j.reprotox.2020.04.078

  Louopou, R.C., Trottier, H., Arbuckle, T.E., Fraser, W.D. 2020. Dental amalgams and risk of gestational hypertension in the MIREC study. Pregnancy Hypertension, 21, pp. 84-89. 10.1016/j.preghy.2020.04.015

  Nkinsa, P.N., Muckle, G., Ayotte, P., Lanphear, B.P., Arbuckle, T.E., Fraser, W.D., Bouchard, M.F. 2020. Organophosphate pesticide exposure during fetal development and IQ scores in 3 and 4-year old Canadian children. Environmental Research 2020 Aug 7:110023. 10.1016/j.envres.2020.110023.

  Azar, N., Booij, L,. Muckle, G., Arbuckle, T.E., Séguin, J.R., Asztalos, E., Fraser, W.D., Lanphear, B.P., Bouchard, M,F. 2020. Prenatal exposure to polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and cognitive ability in early childhood. Environ Int. 2021 Jan; 146:106296. Epub 2020 Dec. DOI: 10.1016/j.envint.2020.106296.

7.1.2.4 Nanomatériaux

• Incidence du comportement de dissolution des nanomatériaux d’oxyde métallique sur la réponse toxicologique

  But de la recherche : Le comportement toxicologique des nanomatériaux est étroitement lié à leurs propriétés physico-chimiques distinctes. Cette recherche vise à étudier l’influence du comportement de dissolution des nanomatériaux sur leur potentiel toxique.

  Résultats : Les résultats expérimentaux montrent que le comportement de dissolution de trois nanomatériaux d’oxyde métallique et de leurs analogues les plus fréquents (nickel, zinc et cuivre) était différent dans un milieu de cellules en culture et dans l’eau distillée. En participant à un exercice de validation international mené par l’Allemagne dans le cadre du projet 1.4 du Groupe de travail des coordonnateurs nationaux sur le Programme relatif aux lignes directrices, l’équipe de chercheurs de SC a contribué à l’élaboration d’une ligne directrice de l’OCDE sur la distribution granulométrique des particules.

  Publications : Avramescu, M-L., Chénier, M., Palaniyandi, S., Rasmussen, P.E. 2020. Dissolution behaviour of metal oxide nanomaterials in cell culture medium versus distilled water. J. Nanoparticle Research, Vol. 22, 222 DOI: 10.1007/s11051-020-04949-w.

  Boyadzhiev, A., Avramescu, M.-L., Wu, D., Williams, A., Rasmussen, P., Halappanavar S. 2021. Impact of copper oxide particle solubility on lung epithelial cell toxicity: response characterization using global transcriptional analysis. Nanotoxicology DOI: 10.1080/17435390.2021.1872114.

  Levesque, L., Wiseman, C.L.S., Beauchemin, S., Rasmussen, P.E. 2021. Thoracic Fraction (PM10) of Resuspended Urban Dust: Geochemistry, Particle Size Distribution and Lung Bioaccessibility. Geosciences 11, 87. DOI: 10.1080/17435390.2021.1872114.

• Potentiel toxique relatif des variants de nanoparticules de dioxyde de silicium et de titane

  But de la recherche : L’objectif est d’évaluer la composition, la taille et les caractéristiques de revêtement de surface des nanomatériaux, et de tester leur toxicité sur des cellules pulmonaires, notamment des cellules provenant d’échantillons de biopsie de poumons sains et de poumons touchés par des maladies pulmonaires (par exemple, la fibrose kystique).

  Résultats : L’influence de la composition, de la taille et des caractéristiques du revêtement de surface de ces nanomatériaux sur leur toxicité envers les cellules épithéliales de poumon et les macrophages, ainsi que dans les cellules provenant d’échantillons de biopsies de poumons sains et malades (par exemple, la fibrose kystique) est en cours d’évaluation. La capacité d’oxydation de ces particules a été déterminée. L’absorption des nanoparticules de silice amorphe par les macrophages a également été examinée. Ces travaux permettront de mieux connaître les conséquences sur la santé découlant d’une exposition à des nanomatériaux, car nous obtiendrons des données sur la toxicité qui faciliteront l’évaluation des risques associés à ces matériaux et, peut-être, la conception de nanomatériaux moins toxiques.

  Publications : Breznan, D., Nazemof, N., Kunc, F., Hill, M., Vladisavljevic, D., Gomes, J., Johnston, L.J., Vincent, R., Kumarathasan, P. 2020. Acellular oxidative potential assay for screening of amorphous silica nanoparticles. Analyst. 2020 Jul 21;145(14):4867-4879. DOI: 10.1039/d0an00380h

• Caractérisation de nanoparticules métalliques

  But de la recherche : SC a relevé plusieurs nanomatériaux prioritaires sur la Liste intérieure des substances (LIS), pour lesquels il manque des données d’essai sur la caractérisation des propriétés physico-chimiques et la toxicité pour l’évaluation réglementaire des risques pour la santé humaine. Pour combler ce manque de données, le présent projet de recherche a été mené pour caractériser les propriétés physico-chimiques de plusieurs substances nanométriques sur la LIS offertes dans le commerce, notamment celles à base d’oxyde d’aluminium, d’oxyde de cuivre, de dioxyde de titane et d’oxyde de zinc.

  Résultats : La caractérisation des différentes nanoformes des nanomatériaux sélectionnés a été réalisée pour déterminer leur taille, leur forme, leur surface, leur charge de surface, le type et la quantité de revêtement de surface ou de modification de surface. Les données obtenues dans le cadre de ce projet permettent à SC d’évaluer le lien entre les propriétés des nanomatériaux et permettront de réaliser des essais toxicologiques permettant de déterminer s’il existe des effets opposés entre les nanoformes. Ce travail servira également à combler les lacunes en matière de données qui empêchent la prise de décisions réglementaires sur les nanomatériaux prioritaires de la LIS.

  Publications : Bushell, M., Beauchemin, S., Kunc, F., Gardner, D., Ovens, J., Toll, F., Kennedy, D., Nguyen, K., Vladisavljevic, D., Rasmussen, P.E., Johnston, L.J. 2020. Characterization of Commercial Metal Oxide Nanomaterials: Crystalline Phase, Particle Size and Specific Surface Area. Nanomaterials 2020, 10, 1812. DOI: 10.3390/nano10091812

7.2 Polluants atmosphériques et gaz à effet de serre

La recherche sur la qualité de l’air aide à quantifier les polluants atmosphériques prioritaires, à déterminer les tendances, et à améliorer et valider les prévisions sur la qualité de l’air à la fois à court et à long terme au niveau national et mondial. Ces travaux permettent également de mieux connaître les effets de la pollution atmosphérique sur la population canadienne et l’environnement. Ils portent aussi sur les problèmes émergents et contribuent à l’élaboration de politiques et de règlements fondés sur des données probantes.

7.2.1 Travaux de recherche d’ECCC

Les recherches en cours se sont poursuivies sur un large éventail de polluants atmosphériques, dont les polluants climatiques de courte durée de vie, l’ammoniac, les oxydes d’azote (NO_x), le dioxyde de soufre (SO₂), les composés organiques volatils (COV), l’ozone et la matière particulaire/aérosols. Plus de 44 articles de recherche sur les polluants atmosphériques et les gaz à effet de serre ont été publiés dans des revues scientifiques avec comité de lecture en 2020-2021. Les exemples suivants sont représentatifs de cet important corpus de travail.

• Comprendre la matière particulaire présente dans l’air

  But de la recherche : Tendances, caractéristiques et composition des aérosols atmosphériques et des éléments traces dans la matière particulaire au Canada.

  Résultats : 3 études distinctes sur la matière particulaire atmosphérique ont donné les résultats suivants : 1) l’analyse d’échantillons prélevés dans 3 stations de surveillance du bassin des Grands Lacs sur une période de trente ans a révélé que les concentrations de la plupart des éléments traces dans la matière particulaire ont considérablement diminué, mais que certaines concentrations sont encore proches ou supérieures aux concentrations associées à un risque de cancer acceptable. 2) Les tendances à long terme (2004-2017) de la composition chimique et des sources de PM_2,5 (particules d’un diamètre inférieur à 2,5 μm) à Toronto ont montré que les émissions autres que celles des pots d’échappement (usure des freins et remise en suspension de la poussière de la route) sont en hausse, alors que le niveau global de PM_2,5 a nettement diminué, principalement en raison de la réduction des émissions provenant de la combustion de combustibles fossiles et des pots d’échappement. La quantification du potentiel oxydatif des PM_2,5 de plusieurs villes canadiennes a révélé que les émissions du trafic routier entraînaient le potentiel oxydatif le plus élevé, suivi des émissions industrielles et des matières crustales remises en suspension.

  Publications : Li, W., Dryfhout-Clark, H., Hung, H. 2020. PM10-bound trace elements in the Great Lakes Basin (1988–2017) indicates effectiveness of regulatory actions, variations in sources and reduction in human health risks. Environment International, art. no. 106008, 10.1016/j.envint.2020.106008.

  Jeong, C.-H., Traub, A., Huang, A., Hilker, N., Wang, J.M., Herod, D., Dabek-Zlotorzynska, E., Celo, V., Evans, G.J. 2020. Long-term analysis of PM2.5 from 2004 to 2017 in Toronto: Composition, sources, and oxidative potential. Environmental Pollution, 263, art. no. 114652. DOI:  10.1016/j.envpol.2020.114652

  Shahpoury, P., Zhang, Z.W., Arangio A., Celo, V., Dabek-Zlotorzynska, E., Harner, T., Nenes, A. 2020. The influence of chemical composition, aerosol acidity, and metal dissolution on the oxidative potential of fine particulate matter and redox potential of the lung lining fluid (2021) Environment International, 148, art. no. 106343, DOI: 10.1016/j.envint.2020.106343

• Émissions et tendances de l’ammoniac, des oxydes de soufre et des oxydes d’azote

  But de la recherche : Amélioration des estimations d’émissions grâce aux mesures par satellite.

  Résultats : 1) une étude mondiale a permis de déterminer les régions où les concentrations d’ammoniac sont élevées ou changeantes et de les relier à diverses activités humaines. Les zones à fortes émissions en Amérique du Nord étaient caractérisées par une forte activité agricole. 2) Une comparaison des émissions de dioxyde de soufre (SO₂) obtenues par satellite et celles déclarées pour les sables bitumineux canadiens a révélé que, bien que les émissions de SO₂ obtenues par satellite soient restées relativement constantes depuis 2013, les émissions déclarées ont chuté d’un facteur 2. Aucune explication claire de cet écart n’a été trouvée. 3) L’analyse des mesures du dioxyde d’azote (NO₂) par satellite combinée à la modélisation de la qualité de l’air a permis d’estimer une diminution de 40 % des émissions de NO₂ dans la région du Grand Toronto en raison des réductions liées à la COVID-19 attribuable à la baisse de circulation automobile et des avions, ainsi qu’à l’industrie.

  Publications : Evangeliou, N., Balkanski, Y., Eckhardt, S., Cozic, A., Van Damme, M., Coheur, P.-F., Clarisse, L., Shephard, M.W., Cady-Pereira, K.E., Hauglustaine, D. 2021. 10-year satellite-constrained fluxes of ammonia improve performance of chemistry transport models. Atmos. Chem. Phys., 21, 4431–4451,https://doi.org/10.5194/acp-21-4431-2021, 2021.

  McLinden, C.A., Adams, C.L.F., Fioletov, V., Griffin, D., Makar, P.A., Zhao, X., Kovachik, A., Dickson, N., Brown, C., Krotkov, N., Li, C., Theys, N., Hedelt, P., Loyola, D.G. 2021. Inconsistencies in sulfur dioxide emissions from the Canadian oil sands and potential implications. Env. Res. Lett., 16 (1), art. no. 014012

  Griffin, D., McLinden, C.A., Racine, J., Moran, M.D., Fioletov, V., Pavlovic, R., Mashayekhi, R., Zhao, X., Eskes, H. 2020. Assessing the Impact of Corona-Virus-19 on Nitrogen Dioxide Levels over Southern Ontario, Canada. Remote Sens. 12, 4112.

  Feng, J., Vet, R., Cole, A., Zhang, L., Cheng, I., O'Brien, J., Macdonald, A.-M. 2021. Inorganic chemical components in precipitation in the eastern U.S. and Eastern Canada during 1989–2016: Temporal and regional trends of wet concentration and wet deposition from the NADP and CAPMoN measurements. Atmospheric Environment, 254, art. no. 118367, DOI: 10.1016/j.atmosenv.2021.118367

• Observation de creux historiques dans les concentrations d’ozone troposphérique et stratosphérique

  But de la recherche : Surveillance à long terme des tendances des concentrations d’ozone atmosphérique.

  Résultats : l’ozone troposphérique observé dans l’hémisphère nord au printemps et à l’été 2020 fut le plus bas depuis au moins les 20 dernières années. Ce creux était lié aux réductions d’émissions liées à la COVID-19. Une baisse saisonnière record de l’ozone stratosphérique a été observée au-dessus de l’Arctique au printemps 2020. Il a été déterminé que ce phénomène provenait de températures exceptionnellement basses, ce qui prouve que les conditions météorologiques peuvent provoquer des inversions à court terme de l’amélioration à long terme des concentrations d’ozone à mesure que l’utilisation de substances appauvrissant la couche d’ozone diminue.

  Publications : Steinbrecht, W., Kubistin, D., Plass-Dülmer, C., Davies, J., Tarasick, D.W., Gathen, P.V.D., Deckelmann, H., Jepsen, N., Kivi, R., Lyall, N., Palm, M., Notholt, J., Kois, B., Oelsner, P., Allaart, M., Piters, A., Gill, M., Van Malderen, R., Delcloo, A.W., Sussmann, R., Mahieu, E., Servais, C., Romanens, G., Stübi, R., Ancellet, G., Godin-Beekmann, S., Yamanouchi, S., Strong, K., Johnson, B., Cullis, P., Petropavlovskikh, I., Hannigan, J.W., Hernandez, J.-L., Diaz Rodriguez, A., Nakano, T., Chouza, F., Leblanc, T., Torres, C., Garcia, O., Röhling, A.N., Schneider, M., Blumenstock, T., Tully, M., Paton-Walsh, C., Jones, N., Querel, R., Strahan, S., Stauffer, R.M., Thompson, A.M., Inness, A., Engelen, R., Chang, K.-L., Cooper, O.R. 2021. COVID-19 Crisis Reduces Free Tropospheric Ozone Across the Northern Hemisphere. Geophys. Res. Lett., 48 (5), art. no. e2020GL091987, DOI: 10.1029/2020GL091987

  Wohltmann, I., von der Gathen, P., Lehmann, R., Maturilli, M., Deckelmann, H., Manney, G.L., Davies, J., Tarasick, D., Jepsen, N., Kivi, R., Lyall, N., Rex, M. 2020. Near-Complete Local Reduction of Arctic Stratospheric Ozone by Severe Chemical Loss in Spring 2020. Geophysical Research Letters, 47 (20), art. no. e2020GL089547, DOI: 10.1029/2020GL089547

• Émissions provenant de l’exploitation pétrolière et gazière

  But de la recherche : Améliorer l’estimation des émissions de polluants atmosphériques provenant des exploitations pétrolières et gazières canadiennes, et comprendre les sources et la composition des épisodes de pollution atmosphérique dans la région des sables bitumineux de l’Athabasca.

  Résultats : Une étude a été menée sur les épisodes de pollution atmosphérique dans la région des sables bitumineux de l’Athabasca pour caractériser les composants des mélanges complexes de polluants atmosphériques et déterminer les sources de pollution. L’étude a révélé que ces épisodes mettent souvent en cause des mélanges multiples de produits chimiques, ce qui fait ressortir les limites des évaluations actuelles des risques qui sont fondées sur un petit nombre de normes de qualité de l’air. Les mesures atmosphériques et la modélisation ont permis d’améliorer l’estimation des émissions de méthane provenant des exploitations pétrolières et gazières canadiennes, qui étaient nettement supérieures à celles déclarées dans les inventaires.

  Publications : Wren, S.N., Mihele, C.M., Lu, G., Jiang, Z., Wen, D., Hayden, K., Mittermeier, R.L., Staebler, R.M., Cober, S.G., Brook, J.R. 2020. Improving Insights on Air Pollutant Mixtures and Their Origins by Enhancing Local Monitoring in an Area of Intensive Resource Development. Environ. Sci. Technol. 2020, 54, 23, 14936–14945, DOI: 10.1021/acs.est.0c06055.

  Chan, E., Worthy, D.E.J., Chan, D., Ishizawa, M., Moran, M.D., Delcloo, A., Vogel, F. 2020. Eight-Year Estimates of Methane Emissions from Oil and Gas Operations in Western Canada Are Nearly Twice Those Reported in Inventories. Environ. Sci. Technol. 2020, 54, 14899−14909, DOI: 10.1021/acs.est.0c04117

• Émissions atmosphériques attribuables aux feux de forêt et autres combustions de la biomasse

  But de la recherche : Connaître la composition et les transformations chimiques, le transport à longue distance et les effets sur le réchauffement planétaire des émissions attribuables aux feux de forêt et autres combustions de la biomasse.

  Résultats : Une étude de la composition chimique et des réactions chimiques atmosphériques associées à la fumée des feux de forêt a révélé un mélange complexe de divers composés organiques. Des études sur les émissions provenant des feux de forêt et des activités anthropiques de combustion de la biomasse ont démontré le transport à longue distance de ces émissions, accompagné d’une augmentation de l’ozone troposphérique produit par les réactions ayant lieu dans la fumée des feux de forêt et mesuré loin de la source. En outre, le monoxyde de carbone et les particules fines attribuables aux feux de forêt en Sibérie ont été retrouvés dans l’ouest du Canada.

  Publications : Ditto, J.C., He, M., Hass-Mitchell, T.N., Moussa, S.G., Hayden, K., Li, S.-M., Liggio, J., Leithead, A., Lee, P., Wheeler, M.J., Wentzell, J.J.B., Gentner, D.R. 2021. Atmospheric evolution of emissions from a boreal forest fire: the formation of highly functionalized oxygen, nitrogen, and sulfur-containing organic compounds. Atmos. Chem. Phys. 21, 255–267,https://doi.org/10.5194/acp-21-255-2021.

  Moeini, O., Tarasick, D.W., McElroy, C.T., Liu, J., Osman, M.K., Thompson, A.M., Parrington, M., Palmer, P.I., Johnson, B., Oltmans, S.J., Merrill, J. 2020. Estimating wildfire-generated ozone over North America using ozonesonde profiles and a differential back trajectory technique. Atmospheric Environment. X, 7, art. no. 100078, DOI: 10.1016/j.aeaoa.2020.100078

  Tao, J., Surapipith, V., Han, Z., Prapamontol, T., Kawichai, S., Zhang, L., Zhang, Z., Wu, Y., Li, J., Li, J., Yang, Y., Zhang, R. 2020. High mass absorption efficiency of carbonaceous aerosols during the biomass burning season in Chiang Mai of northern Thailand. Atmospheric Environment. 240, art. no. 117821, 10.1016/j.atmosenv.2020.117821.

  Johnson, M.S., Strawbridge, K., Knowland, K.E., Keller, C., Travis, M. 2021. Long-range transport of Siberian biomass burning emissions to North America during FIREX-AQ. Atmos. Environ. 252, art. no. 118241, DOI: 10.1016/j.atmosenv.2021.118241

7.2.2 Recherche de Santé Canada

En 2020-2021, SC a continué de mener des recherches sur l’exposition humaine aux polluants de l’air intérieur et extérieur et ses répercussions sur la santé afin d’orienter les mesures de lutte contre la pollution atmosphérique mises en œuvre par les gouvernements, l’industrie, d’autres organisations et les particuliers. Les scientifiques de SC ont publié quelque 58 articles dans des revues scientifiques avec comité de lecture. Ils ont étudié diverses questions, dont l’incidence de l’exposition à la pollution atmosphérique sur le nombre de cas de COVID-19 dans les collectivités, l’effet des polluants atmosphériques sur l’issue des grossesses et le développement de maladies comme l’asthme, le diabète et le cancer, les risques associés à une exposition élevée à la circulation automobile et aux polluants industriels, et les interactions entre les polluants de l’air et le stress psychologique.

Voici une liste de certains des projets auxquels SC a participé en 2020-2021.

• Rôle des facteurs de stress non chimiques et de la sensibilité au stress dans les effets des polluants atmosphériques sur la santé

  But de la recherche : Les facteurs de stress non chimiques sont des déterminants importants de la santé qui peuvent aussi modifier les effets nocifs de la pollution atmosphérique sur la santé ou y contribuer. L’objectif est d’évaluer la mesure dans laquelle les facteurs de stress non chimiques et les différences entre les individus dans la réponse au stress modifient les effets de la pollution atmosphérique sur la santé.

  Résultats : L’étude a produit les premières données probantes démontrant que les différences individuelles dans la réactivité au stress sont associées à une sensibilité différente aux effets pulmonaires de l’ozone. Le premier profil national de la charge allostatique, une mesure du dysfonctionnement physiologique cumulatif associé à l’exposition chronique aux facteurs de stress, a été publié. On a constaté une association spatiale entre la détresse psychologique et les niveaux de pollution de l’air ambiant au Canada. Une mauvaise santé mentale a été associée à un risque accru de mortalité attribuable aux polluants atmosphériques dans la population canadienne. Ces travaux nous permettent de comprendre les facteurs qui régissent la susceptibilité aux polluants inhalés. Le profil de charge allostatique constitue un outil pour évaluer les effets combinés et cumulatifs de l’exposition à de multiples facteurs de stress.

  Publications : Pinault L., Thomson, E.M. Christidis, T., Colman, I., Tjepkema, M., van Donkelaar, A., Martin, R.V., Hystad, P., Shin, H., Crouse, D.L., Burnett, R.T. 2020. The association between ambient air pollution concentrations and psychological distress. Health Rep. 2020 Jul 29;31(7):3-11. DOI: 10.25318/82-003-x202000700001-eng. PMID: 32761579.

  Thomson, E.M., Christidis, T., Pinault, L., Tjepkema, M., Colman, I., Crouse, D.L., van Donkelaar, A., Martin, R.V., Hystad, P., Robichaud, A., Ménard, R., Brook, J.R., Burnett, R.T. 2020. Self-rated stress, distress, mental health, and health as modifiers of the association between long-term exposure to ambient pollutants and mortality. Environ Res. 2020 Aug 15;191:109973. DOI: 10.1016/j.envres.2020.109973.

  Crouse, D.L., Pinault, L., Christidis, T., Lavigne, E., Thomson, E.M., Villeneuve, P.J. 2021. Residential greenness and indicators of stress and mental well-being in a Canadian national-level survey. Environ Res. 2021 Jan. 192:110267. Epub 2020 Oct 4. DOI: 10.1016/j.envres.2020.110267

  Willey J.B., Pollock,  T., Thomson, E.M., Liang, C.L., Maquiling, A., Walker, M., St-Amand, A. 2021. Exposure Load: Using biomonitoring data to quantify multi-chemical exposure burden in a population. Int J Hyg Environ Health. 2021 May;234:113704. DOI: 10.1016/j.ijheh.2021.113704. Epub 2021 Mar 6. PMID: 33690093-21.

• Rôle du stress et de la réactivité au stress dans les effets des polluants atmosphériques sur le cerveau et les poumons

  But de la recherche : L'exposition à la pollution atmosphérique est associée à un risque accru de troubles neurologiques et de santé mentale, mais on ignore quels sont les mécanismes sous-jacents en jeu. Le cerveau est extrêmement sensible au stress, et le stress chronique produit des effets biochimiques et structurels d’importance sur le cerveau, lesquels contribuent à des processus pathologiques systémiques et locaux. Le présent projet examine le rôle des réponses au stress dans les effets de l’inhalation de polluants sur le cerveau et les poumons; pour ce faire, des modèles in vivo et in vitro seront utilisés, de même qu’une étude en chambre chez l’humain ainsi qu’une cohorte de naissance.

  Résultats : Selon les conclusions de l’étude, il y aurait un lien direct entre la sécrétion d’hormones de stress induite par la pollution et des effets sur le cerveau. Ces conclusions corroborent l’hypothèse voulant que l’activation de l’axe du stress contribue aux effets nocifs des polluants atmosphériques sur le système nerveux central. Des travaux expérimentaux ont montré que la pollution atmosphérique produisait des effets dans le cerveau qui ont été associés à une réduction de la fonction cognitive et à la dépression. L’exposition aux gaz d’échappement des moteurs diesel a augmenté la concentration de cortisol sanguin, en particulier chez les personnes souffrant d’asthme ou présentant des variations génétiques ayant une incidence sur leur capacité à développer une réponse antioxydante. L’imagerie cérébrale d’une cohorte de préadolescents a montré des associations entre l’exposition à la pollution atmosphérique et la morphologie du cerveau, se manifestant notamment par des profils très cohérents avec l’effet du stress au début de la vie. En appliquant aux humains les résultats de modèles expérimentaux, les travaux en cours fourniront un mécanisme expliquant la cause des associations épidémiologiques, et étaieront une évaluation des risques et des stratégies de gestion efficaces grâce à la détermination des caractéristiques qui sous-tendent la vulnérabilité.

  Publications : Rose, M., Filiatreault, A., Guénette, J., Williams, A., Thomson, E.M. 2020. Ozone Increases Plasma Kynurenine-Tryptophan Ratio and Impacts Hippocampal Serotonin Receptor and Neurotrophic Factor Expression: Role of Stress Hormones. Environ Res. 2020 Jun;185:109483. DOI: 10.1016/j.envres.2020.109483 

  Lubczyńska, M,J,, Muetzel, R.L., El Marroun, H., Hoek, G., Kooter, I.M., Thomson, E.M., Hillegers, M., Vernooij, M.W., White, T., Tiemeier, H., Guxens, M. 2020. Air pollution exposure during pregnancy and childhood and brain morphology in preadolescents. Environ Res. 2020 Nov 19:110446. DOI: 10.1016/j.envres.2020.110446. 

  Thomson, E.M., Filiatreault, A., Williams, A., Rider, C.F., Carlsten, C. 2021. Exposure to Diesel Exhaust and Plasma Cortisol Response: A Randomized Double-Blind Crossover Study. Environ Health Perspect. 2021 Mar;129(3):37701. DOI: 10.1289/EHP8923. Epub 2021 Mar 26. PMID: 33769847; PMCID: PMC7997608

• Cote air santé et autres outils de communication

  But de la recherche : La cote air santé (CAS) est l’outil qu’utilise le gouvernement du Canada pour communiquer aux Canadiens les conditions quotidiennes de la qualité de l’air et les prévisions en cette matière. Cet outil a été conçu par SC pour communiquer au public les risques pour la santé associés au mélange de polluants atmosphériques et pour guider les décisions des personnes et des organisations lors des périodes où le risque est élevé. Pour que la CAS reste précise et pertinente, des recherches scientifiques en continu sont nécessaires pour évaluer, mettre à jour et améliorer la CAS.

  Résultats : À l’origine, la CAS avait été élaborée en fonction de l’association de trois polluants atmosphériques présentant un risque accru de mortalité élevée toutes causes confondues. Des études plus poussées ont montré que la CAS reflétait aussi d’autres résultats en matière de santé comme les visites aux services d’urgence. Comme la fumée des feux de forêt et le chauffage au bois résidentiel constituent des circonstances particulières qui détériorent la qualité de l’air, des outils de communication visant plus particulièrement ces conditions sont nécessaires.

  Publications :Trieu, J., Yao, J., McLean, K.E., Stieb, D.M., Henderson, S.B. 2020. Evaluating an Air Quality Health Index (AQHI) amendment for communities impacted by residential woodsmoke in British Columbia, Canada. J Air Waste Manag Assoc. 2020 Oct;70(10):1009-1021. DOI: 10.1080/10962247.2020.1797927.

  Szyszkowicz, M. 2020. The air quality health index and emergency department visits for injury. Polish J Pubic Health. 130(1):52-56. DOI: 10.2478/pjph-2020-0012.

• Exposition de longue durée aux émissions de polluants atmosphériques d’origine industrielle et incidence de l’asthme infantile, ainsi de l’hypertension et du diabète chez l’adulte

  But de la recherche : Les émissions industrielles contribuent grandement à la pollution de l’air ambiant en faisant augmenter la concentration locale et régionale des polluants atmosphériques. Toutefois, les connaissances sur l’ampleur des répercussions des émissions industrielles canadiennes sur la santé de la population sont encore limitées. On a constaté que la pollution atmosphérique a une incidence sur l’asthme. En collaboration avec l’Institut national de santé publique du Québec et des universités, Santé Canada a étudié l’exposition à long terme de tous les enfants nés dans la province de Québec, au Canada, entre 2002 et 2011, à la matière particulaire (PM_2,5), au dioxyde de soufre (SO₂) et au dioxyde d’azote (NO₂) émis par des sources industrielles. L’étude visait à déterminer si ces expositions étaient liées aux cas incidents d’asthme infantile.

  Résultats : L’étude a révélé que l’exposition à long terme aux polluants de l’air extérieur émis par des sources industrielles peut entraîner une augmentation des nouveaux cas d’asthme infantile. Plus précisément, l’augmentation de la concentration dans l’air extérieur des PM_2,5, du SO₂ et du NO₂ du 25^e au 75^e centile était significativement associée à une augmentation de 19 % à 23 % des nouveaux cas d’asthme infantile.

  Publications :Buteau, S., Shekarrizfard, M., Hatzopolou, M., Gamache, P., Liu, L., Smargiassi, A. 2020. Air pollution from industries and asthma onset in childhood: a population-based birth cohort study using dispersion modeling. Environ. Res. june 2020. 185:109180. DOI.org/10.1016/j.envres.2020.109180

• Exposition à la pollution atmosphérique extérieure et risque d’arythmies cardiaques mortelles chez les patients porteurs d’un défibrillateur cardiaque implantable (DCI)

  But de la recherche : L’influence des variations quotidiennes de polluants atmosphériques dans la province de l’Ontario, au Canada, sur la fréquence des décharges des défibrillateurs cardiaques implantables (DCI), qui se produisent en réponse à des arythmies potentiellement mortelles, a été évaluée.

  Résultats : Rien n’indique que les concentrations de polluants dans l’air ambiant observées dans notre étude constituaient un facteur de risque de l’arythmie cardiaque potentiellement mortelle chez les patients porteurs de DCI.

  Publications : Dales, R., Lee, D.S., Wang, X., Cakmak, S., Szyszkowicz, M., Shutt, R., Birnie, D. 2020. Do acute changes in ambient air pollution increase the risk of potentially fatal cardiac arrhythmias in patients with implantable cardioverter defibrillators? Environ Heal A Glob Access Sci Source. 2020;19(1). https://doi:10.1186/s12940-020-00622-w

• Composés organiques volatils (COV) dans le sang et variation des profils hématologiques et biochimiques

  But de la recherche : L’influence de la concentration des composés organiques volatils (COV) dans le sang sur les paramètres hématologiques et biochimiques du sérum dans la population canadienne a été étudiée.

  Résultats : Cette étude fournit des preuves que les COV dans le sang, aux concentrations mesurées dans la population canadienne, peuvent influencer la numération globulaire et les indicateurs des fonctions hépatique et rénale. L’étude a montré une association inverse entre les COV sériques et la créatinine.

  Publications : Cakmak, S., Cole, C., Hebbern, C., Andrade, J., Dales , R. 2020. Associations between blood volatile organic compounds, and changes in hematologic and biochemical profiles, in a population-based study. Environment International, 145, 106121. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.106121

• Facteurs influençant les composés organiques volatils présents dans les foyers canadiens

  But de la recherche : Il existe de nombreuses sources possibles de composés organiques volatils en milieu résidentiel intérieur, dont plusieurs peuvent avoir une incidence sur la santé. Pour approfondir cette question, nous avons vérifié l’association entre la concentration intérieure de 47 composés organiques volatils collectés passivement et les caractéristiques du logement ainsi que certains comportements des occupants dans un échantillon de population canadienne constitué de 3 454 participants.

  Résultats : Les maisons dont la porte donne sur un garage attenant présentaient une concentration plus élevée d’hexanal, de benzaldéhyde, de tous les alkylbenzènes et cétones mesurés, de la plupart des hydrocarbures simples et des terpènes. Les rénovations résidentielles majeures effectuées dans le mois précédent ont été associées à une concentration plus élevée de la plupart ou de la totalité des composés organiques volatils dans la catégorie des alcools, des alkylbenzènes, des cétones, des hydrocarbures simples et des terpènes. L’utilisation de peintures et de teintures au cours de la dernière semaine était associée à une augmentation de la concentration de la majorité des alcools, des alkylbenzènes et des hydrocarbures simples. Plusieurs caractéristiques du bâtiment et certains comportements des occupants semblent augmenter l’exposition aux composés organiques volatils.

  Publications : Cakmak, S., Kauri, L. M., Andrade, J., & Dales, R. .2020. Factors influencing volatile organic compounds in Canadian homes. Indoor and Built Environment, 1420326X2092622. https://doi.org/10.1177/1420326X20926229

• Effets sur la santé de l’exposition aux particules ultrafines (PUF)

  But de la recherche : Cette étude examine les effets d’une exposition à long terme aux PUF sur le risque de développer un cancer chez les adultes et les enfants en utilisant des données provenant d’études cas-témoins et de cohortes.

  Résultats : L’exposition des enfants aux PUF et le développement de cancers infantiles ont été étudiés dans la ville de Toronto. L’exposition aux PUF de l’air ambiant au cours du premier trimestre de la grossesse était positivement associée à l’incidence globale du cancer chez l’enfant avant l’âge de 6 ans.

  Publications : Lavigne, E., Lima, I., Hatzopoulou, M., Van Ryswyk, K., van Donkelaar, A., Martin, R.V., Chen, H., Stieb, D.M., Crighton, E., Burnett, R.T., Weichenthal, S. 2020. Ambient ultrafine particle concentrations and incidence of childhood cancers. Environment International. 2020 Dec 1;145:106135

• Réseau de recherche collaborative multi-villes et multi-pays

  But de la recherche : L’association entre l’exposition à court terme à la matière particulaire et la mortalité quotidienne a fait l’objet de nombreuses études. Toutefois, la plupart des données probantes proviennent d’études portant sur une seule ville, une seule région ou un seul pays. La comparaison de ces résultats et la synthèse des effets estimatifs posent des difficultés en raison d’un recours à des approches de modélisation différentes et d’un biais de publication potentiel. Le Réseau de recherche collaborative multi-villes et multi-pays a été conçu pour aborder ces faiblesses en réalisant des études multicentriques dans différents pays avec un même protocole d’analyse et les mêmes spécifications pour les modèles utilisés pour estimer les associations mondialement représentatives entre les expositions à l’ozone, aux PM₁₀ et aux PM_2,5 et la mortalité quotidienne.

  Résultats : La recherche fournit des données essentielles sur les associations indépendantes et linéaires entre l’exposition à court terme au NO₂ et le risque accru de mortalité cardiovasculaire et respiratoire et toutes causes confondues.

  Publications : Meng, X., Liu, C., Chen, R., Sera, F., Vicedo-Cabrera, A.M., Milojevic, A., Guo, Y., Tong, S., Coelho, M.D., Saldiva, P.H., Lavigne, E. 2021. Short term associations of ambient nitrogen dioxide with daily total, cardiovascular, and respiratory mortality: multilocation analysis in 398 cities. bmj. 2021 Mar 24;372.

• Lien entre l’exposition à la pollution atmosphérique et la Cohorte ontarienne de la santé de la population et de l’environnement

  But de la recherche : La Cohorte ontarienne de la santé de la population et de l’environnement (ONPHEC) est une vaste cohorte rétrospective de la population de l’Ontario créée en 2014 en fusionnant plusieurs bases de données administratives à grande échelle sur la santé. Cette cohorte comprend pratiquement toute la population de l’Ontario née au Canada âgée d’au moins 35 ans en 1996 (~ 4,9 millions de personnes), population ayant fait l’objet d’un suivi jusqu’en 2014. Les principaux objectifs de l’ONPHEC sont d’étudier les effets indépendants et combinés des facteurs de stress environnementaux (comme la pollution atmosphérique et le bruit dû à la circulation) sur l’incidence des maladies chroniques, ainsi que sur leurs interactions avec les facteurs environnementaux « sains » (par exemple, les espaces verts).

  Résultats : La recherche a montré que la pollution atmosphérique était associée à une incidence plus élevée de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), mais pas à une incidence plus élevée d’asthme à l’âge adulte.

  Publications : Shin, S., Bai, L., Burnett, R.T., Kwong, J.C., Hystad, P., van Donkelaar, A., Lavigne, E., Weichenthal, S., Copes, R., Tu, K., Martin, R.V., Kopp, A., and Chen, H. 2021. Air Pollution as a Risk Factor for Incident Chronic Obstructive Pulmonary Disease and Asthma: 15-Year Population-Based Cohort Study. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. May 1;203(9):1138-1148. DOI: 10.1164/rccm.201909-1744OC.

• Effets sur la santé de la fumée des feux de forêt

  But de la recherche : La pollution atmosphérique attribuable aux feux de forêt constitue un risque grave pour la santé des Canadiens, en particulier de mai à septembre. Le vent peut transporter la fumée nocive sur de longues distances à partir des feux de forêt, touchant ainsi des communautés situées à des milliers de kilomètres.

  Résultats : SC, Environnement et Changement climatique Canada et le BC Centre for Disease Control ont utilisé les résultats du modèle FireWork d’ECCC pour estimer l’impact des feux de forêt sur la qualité de l’air. Ces estimations ont ensuite été utilisées comme données d’entrée dans l’Outil d’évaluation des bienfaits liés à la qualité de l’air (OEBQA) de SC pour estimer le taux de mortalité et d’autres effets sur la santé causés plus particulièrement par la fumée des feux de forêt. L’étude a révélé qu’au cours d’une période de 5 ans, des centaines, voire des milliers de décès et bien d’autres maladies sont attribuables annuellement à la pollution atmosphérique attribuable aux feux de forêt.

  Publications : Matz, C.J., Egyed, M., Xi, G., Racine, J., Pavlovic, R., Rittmaster, R,. Henderson, S.B., Stieb, D.M. 2020. Health impact analysis of PM2.5 from wildfire smoke in Canada (2013-2015, 2017-2018). Sci Total Environ. 2020 Jul 10;725:138506. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.138506.

• Pollution atmosphérique liée à la circulation automobile

  But de la recherche : La pollution atmosphérique liée à la circulation automobile (PACA) est l’une des principales sources d’exposition à la pollution atmosphérique en milieu urbain. La majorité de la population canadienne est exposée régulièrement à la PACA en raison de ses activités quotidiennes, comme la navette quotidienne entre le domicile et le travail, et une importante partie de la population réside à proximité de grands axes routiers. L’étude des effets de la PACA sur la santé peut orienter les futures mesures de gestion de la qualité de l’air et déterminer le rôle des polluants par rapport au bruit et aux autres facteurs de l’environnement bâti.

  Résultats : Meilleure compréhension de la manière dont l’exposition à la pollution atmosphérique pendant les trajets domicile-travail contribue à l’estimation des risques pour la santé. 2 examens systématiques et des méta-analyses permettent d’intégrer les résultats de plusieurs études et d’évaluer l’impact de la PACA sur la santé de la population. Des études originales ont établi des liens entre l’exposition à la PACA et l’apparition de maladies cardiovasculaires, ce qui fait ressortir une partie du mécanisme par lequel la pollution mène à des maladies graves et à la mort.

  Publications : Stieb, D.M., Zheng, C. Salama, D., Berjawi, R., Emode, M., Hocking, R., Lyrette, N., Matz, C., Lavigne, E., Shin, H.H. 2020. Systematic review and meta-analysis of case-crossover and time-series studies of short term outdoor nitrogen dioxide exposure and ischemic heart disease morbidity. Environ Health. 2020 May 1;19(1):47. DOI: 10.1186/s12940-020-00601-1.

  Stieb, DM., Berjawi, R., Emode, M., Zheng, C., Salama, D., Hocking, R., Lyrette, N., Matz, C., Lavigne, E., Shin, HH. Systematic review and meta-analysis of cohort studies of long term outdoor nitrogen dioxide exposure and mortality. PLoS One. 2021 Feb 4;16(2):e0246451. DOI: 10.1371/journal.pone.0246451.

  Van Ryswyk, K., Evans, G.J., Kulka, R, Sun, L., Sabaliauskas, K., Rouleau, M., Anastasopolos, A.T., Wallace, L., Weichenthal, S. 2020. Personal exposures to traffic-related air pollution in three Canadian bus transit systems: the Urban Transportation Exposure Study. Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology. 2020 Jul 16:1-3.

  Johnson, M., Brook, J.R., Brook, R.D., Oiamo, T.H., Luginaah, I., Peters, P.A., Spence, J.D. 2020. Traffic-related air pollution and carotid plaque burden in a Canadian city with low-level ambient pollution. Journal of the American Heart Association. 2020 Apr 9;9(7):e013400.

  Bai, L., Shin, S., Oiamo, T.H., Burnett, R.T., Weichenthal, S., Jerrett, M., Kwong, J.C., Copes, R., Kopp, A., Chen, H. 2020. Exposure to road traffic noise and incidence of acute myocardial infarction and congestive heart failure: a population-based cohort study in Toronto, Canada. Environmental health perspectives. 2020 Aug 12; 128(8):087001.

• Effets sur la santé de l’exposition à la pollution atmosphérique en début de vie

  But de la recherche : On pense que l’exposition in utero à la pollution atmosphérique et durant l’enfance contribue à de nombreux effets nocifs sur la santé, notamment des maladies liées au système immunitaire. Plusieurs approches sont adoptées pour expliquer ce lien et font appel à différentes méthodes pour caractériser l’exposition à la pollution atmosphérique et la lier à l’issue des grossesses et aux maladies infantiles.

  Résultats : La pollution atmosphérique semble augmenter le risque d’effets nocifs sur la santé à la naissance et durant la petite enfance selon diverses méthodes de recherche et selon la prise en compte de polluants provenant de différentes sources. Des études ont établi des liens avec l’apparition de l’asthme, des maladies inflammatoires de l’intestin et du diabète pédiatrique de type 1 à apparition précoce.

  Publications : Nielsen, C.C., Amrhein, C.G., Shah, P.S., Stieb, D.M., Osornio-Vargas, A.R.; Canadian Neonatal Network, DoMiNO Team. 2020. Space-time hot spots of critically ill small for gestational age newborns and industrial air pollutants in major metropolitan areas of Canada. Environ Res. 2020 Jul ;186:109472. DOI: 10.1016/j.envres.2020.109472.

  Lavigne, É., Talarico, R., van Donkelaar, A., Martin, R.V., Stieb, D.M., Crighton, E., Weichenthal, S., Smith-Doiron, M., Burnett, R.T., Chen, H. 2021. Fine particulate matter concentration and composition and the incidence of childhood asthma. Environment International. 2021 Jul 1;152:106486.

  Elten, M., Benchimol, E.I., Fell, D.B., Kuenzig, M.E., Smith, G., Chen, H., Kaplan, G.G., Lavigne, E. 2020. Ambient air pollution and the risk of pediatric-onset inflammatory bowel disease: A population-based cohort study. Environment international. 2020 May 1;138:105676.

  Elten, M., Donelle, J., Lima, I., Burnett, R.T., Weichentha, L.S., Stieb, D.M., Hystad, P., van Donkelaar, A., Chen, H., Paul, L.A., Crighton, E. 2020. Ambient air pollution and incidence of early-onset paediatric type 1 diabetes: A retrospective population-based cohort study. Environmental research. 2020 May 1;184:109291

• Pollution atmosphérique et environnement bâti

  But de la recherche : L’incidence de la pollution atmosphérique sur la santé ne peut être examinée sans tenir compte des autres facteurs et processus environnementaux qui interagissent avec elle, tant dans l’environnement lui-même que dans la réaction de l’organisme à de multiples facteurs de stress, comme le bruit, les allergènes, la chaleur et autres conditions. L’environnement bâti peut jouer un rôle dans les effets de la pollution atmosphérique sur la santé, à la fois directement et en influençant la répartition des populations rendues vulnérables en raison de leur statut socioéconomique. Une meilleure compréhension de ces relations est requise pour faciliter les évaluations des risques et pour fournir des conseils aux décideurs politiques en matière de planification d’un urbanisme favorisant les espaces verts, de transports et de conception des quartiers.

  Résultats : Les espaces verts sont une caractéristique importante du paysage urbain qui peut être directement bénéfique pour la santé, car ils atténuent la chaleur, le bruit et la pollution atmosphérique. Dans les études sur l’incidence des espaces verts sur les résultats de santé, l’exposition accrue à des espaces verts urbains a été associée à une réduction de l’incidence de la démence et des accidents vasculaires cérébraux. Le fait de vivre dans des zones urbaines qui comportent davantage d’espaces verts a été associé à une meilleure santé cardiovasculaire chez les personnes n’ayant pas subi d’infarctus aigu du myocarde (IAM) ni d’insuffisance cardiaque (IC), mais pas chez les personnes ayant déjà développé ces pathologies.

  Publications : Paul, L.A., Hystad, P., Burnett, R.T., Kwong, J.C., Crouse, D.L., van Donkelaar, A., Tu, K., Lavigne, E., Copes, R., Martin, R.V., Chen, H. 2020. Urban green space and the risks of dementia and stroke. Environmental research. 2020 Jul 1;186:109520.

  Chen, H., Burnett, R.T., Bai, L., Kwong, J.C., Crouse, D.L., Lavigne, E., Goldberg, M.S., Copes, R., Benmarhnia, T., Ilango, S.D., van Donkelaar, A. 2020. Residential greenness and cardiovascular disease incidence, readmission, and mortality. Environmental health perspectives. 2020 Aug 25;128(8):087005

• Évaluation de l’exposition à la pollution extérieure et des risques connexes

  But de la recherche : L’évaluation de l’exposition à la pollution extérieure et des risques connexes représente un nouveau paradigme dans la manière de mener des études sur le fardeau de la maladie pour étayer les décisions fondées sur des données probantes dans la gestion du climat et de la qualité de l’air. Le projet comprend deux composantes principales : élaboration de fonctions concentration-réponse de plusieurs polluants pour différents résultats de santé, et estimation du fardeau de la maladie par source de pollution et par zone géographique.

  Résultats : Des méthodes améliorées d’exposition à la pollution atmosphérique ont été utilisées avec des cohortes du Canada et d’autres pays, et ont permis de découvrir des associations entre l’exposition à la pollution atmosphérique et une série de problèmes de santé, dont le diabète, les naissances prématurées et la mortalité. Une vaste collaboration internationale a contribué de manière importante à estimer le fardeau mondial de la maladie associée à la pollution atmosphérique. On peut mieux comprendre l’action toxique de la matière particulaire si on évalue les composants chimiques qui contribuent au stress oxydatif dans les poumons. Des études épidémiologiques menées à Toronto ont mis en évidence des associations entre l’exposition à long terme aux métaux caractéristiques des émissions de véhicules autres que celles des pots d’échappement et les maladies respiratoires et cardiovasculaires. Une étude portant sur une cohorte du Québec a révélé que l’apparition de la démence peut être liée à l’exposition résidentielle à long terme aux PM_2,5, au NO₂ et à la distance par rapport aux grands axes routiers.

  Publications : Zhang, Z., Weichenthal, S., Kwong, J.C., Burnett, R.T., Hatzopoulou, M., Jerrett, M., van Donkelaar, A., Bai, L., Martin, R.V., Copes, R., Lu, H. 2021. A Population-Based Cohort Study of Respiratory Disease and Long-Term Exposure to Iron and Copper in Fine Particulate Air Pollution and Their Combined Impact on Reactive Oxygen Species Generation in Human Lungs. Environmental Science & Technology. 2021 Mar 5;55(6):3807-18.

  Zhang, Z., Weichenthal, S., Kwong, J.C., Burnett, R.T., Hatzopoulou, M., Jerrett, M., Donkelaar, A.V., Bai, L., Martin, R.V., Copes, R., Lu, H. 2021. Long-term exposure to iron and copper in fine particulate air pollution and their combined impact on reactive oxygen species concentration in lung fluid: a population-based cohort study of cardiovascular disease incidence and mortality in Toronto, Canada. International Journal of Epidemiology. 2021 Apr;50(2):589-601.

  Gao, D., Ripley, S., Weichenthal, S., Pollitt, K.J. 2020. Ambient particulate matter oxidative potential: Chemical determinants, associated health effects, and strategies for risk management. Free Radical Biology and Medicine. 2020 May 1;151:7-25.

  Smargiassi, A., Sidi, E.A.L., Robert, L.-E., Plante, C., Haddad, M., Gamache, P., Burnett, R., Goudreau, S., Liu, L., Fournier, M., Pelletier, E., Yankoty. I., 2020. Exposure to ambient air pollutants and the onset of dementia in Québec, Canada. Environ. Res. 2020. 190:109870. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.109870.

• Élaboration de méthodes pour modéliser la fonction concentration-réponse

  But de la recherche : Selon de nouvelles données, les modèles de risque linéaires ne sont peut-être pas la meilleure façon de caractériser la relation entre la concentration des polluants dans l’air extérieur et la santé. Le présent projet consistera à mettre au point des méthodes mathématiques pour combiner les résultats de plusieurs études avec des associations non linéaires entre l’exposition à la pollution de l’air et la santé.

  Résultats : La présente étude examine l’association entre la concentration des polluants dans l’air ambiant et les visites au service d’urgence pour des troubles de la personnalité, une réaction aiguë au stress et une perturbation de la conduite en utilisant une technique de modélisation non linéaire. Selon l’étude, il semble que la pollution de l’air en milieu urbain, principalement la matière particulaire fine, a une incidence sur le comportement humain.

  Publications : Szyszkowicz, M. 2020. Application of quantile regression in environmental epidemiology. Polish J Pubic Health. 129(3):72-74. https://doi.org/10.2478/pjph-2019-0017

  Szyszkowicz, M., Zemek, R., Colman, I., Gardner, W., Kousha, T., Smith-Doiron, M. 2020. Air Pollution and Emergency Department Visits for Mental Disorders among Youth. Int J Environ Res Public Health. 17(12):4190. DOI: 10.3390/ijerph17124190

• Pollution atmosphérique et COVID-19

  But de la recherche : Des études menées aux États-Unis et en Europe laissent penser que l’exposition à court et à long terme à la pollution atmosphérique pourrait augmenter l’incidence de la COVID-19 et la mortalité liée à celle-ci. Dans la présente étude, on a examiné si le nombre de cas d’infection par la COVID-19 est lié aux niveaux de pollution atmosphérique dans 111 régions sanitaires canadiennes, ainsi que dans 140 quartiers de Toronto, en tenant compte d’autres facteurs comme la race, le revenu, la météo, la densité de population et le temps écoulé depuis le nombre maximal de cas.

  Résultats : L’étude nationale a révélé qu’il existait une association positive entre l’incidence de la COVID-19 et l’exposition à long terme à la matière particulaire fine (PM_2.5) dans les régions sanitaires canadiennes. L’association était plus importante et plus forte dans les régions sanitaires présentant des taux plus élevés de COVID-19, et dans les régions sanitaires où l’on s’attend à ce que l’exposition estimée aux PM_2,5 soit plus précise. L’étude de Toronto indique qu’il existait une association positive entre l’incidence de la COVID-19 et l’exposition à long terme aux espèces réactives de l’oxygène présentes dans les PM_2.5. Les résultats nécessitent un examen plus approfondi faisant appel à des études fondées sur des données sur les individus plutôt que sur des données régionales.

  Publications : Stieb, D.M., Evans, G.J., To, T.M., Brook, J.R., Burnett, R.T. 2020. An ecological analysis of long-term exposure to PM2.5 and incidence of COVID-19 in Canadian health regions. Environ Res. 2020 Dec;191:110052. DOI: 10.1016/j.envres.2020.110052.

  Stieb, D.M., Evans, G.J., To, T.M., Lakey, P.S.J., Shiraiwa, M., Hatzopoulou, M., Minet, L., Brook, J.R., Burnett, R.T., Weichenthal, S.A. 2021. Within-city Variation in Reactive Oxygen Species from Fine Particle Air Pollution and COVID-19. Am J Respir Crit Care Med. 2021 Apr 2. DOI: 10.1164/rccm.202011-4142OC.

7.3 Qualité de l’eau

L’ECCC a poursuivi ses activités de recherche sur la qualité de l’eau en 2020-2021.

7.3.1 Travaux de recherche d’ECCC

• Dissémination du nonylphénol, de l’octylphénol et des éthoxylates de nonylphénol dans des milieux d’eau douce au Canada

  But de la recherche : Le nonylphénol, l’octylphénol et les éthoxylates de nonylphénol sont des composés de synthèse qui ne sont rejetés dans l’environnement qu’à la suite d’activités anthropiques. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer la concentration actuelle de ces substances dans les milieux d’eau douce au Canada et de déterminer si les mesures réglementaires antérieures ont été bénéfiques pour l’environnement.

  Résultats : Tous les composés de l’étude ont été détectés plus fréquemment dans les sites associés à des stations d’épuration urbaines et municipales que dans les autres sites. De plus, on observe une tendance temporelle à la baisse statistiquement significative (p ‹ 0,05) des concentrations de 4-nonylphénols dans les eaux de surface canadiennes de 2014 à 2019. Il n’y a eu aucun dépassement de la recommandation canadienne pour la qualité des eaux, qui est de 1 000 ng/L.

  Publications : Lalonde, B., Garron, C. 2021. Nonylphenol, Octylphenol, and Nonylphenol Ethoxylates Dissemination in the Canadian Freshwater Environment. Arch Environ Contam Toxicol 80, 319–330. https://doi.org/10.1007/s00244-020-00807-x.

• Toxicologie aquatique des nanoparticules d’argent

  But de la recherche : Les nanoparticules d’argent (NPAg) sont l’un des nanomatériaux les plus populaires en raison de leurs propriétés antibactériennes. L’utilisation de plus en plus répandue des NPAg fait craindre des impacts potentiels sur les écosystèmes aquatiques. L’influence des revêtements de surface, de la taille et de la forme des NPAg sur la biodisponibilité et la toxicité chez les moules d’eau douce a été examinée.

  Résultats : Différentes formes géométriques des nanoparticules d’argent ont provoqué un stress biophysique dans les tissus mous des moules, entraînant la formation de cristaux liquides et des dommages aux protéines. En outre, la toxicité des nanométaux était influencée par les propriétés des eaux de surface (par exemple, la conductivité et la teneur en matière organique) et présentait une toxicité différente de celle des métaux dissous.

  Publications : Auclair, J., Peyrot C., Wilkinson, K.J., Gagne, F. 2020. The geometry of silver nanoparticles toxicity in freshwater mussels. Comp Biochem Physiol 239, 108841

  Auclair, J., Turcotte, P., Gagnon, C., Gagné, F. 2021. The influence of surface waters on the bioavailability and toxicity of copper oxide nanoparticles to freshwater mussels. Invertebrate Survival Journal, 2021, 18(1), pp. 33–45.

  Auclair, J., Turcotte, P., Gagnon, C., Peyrot, C., Wilkinson, K.J., Gagné, F. 2020. Toxicological effects of inorganic nanoparticle mixtures in freshwater mussels. Environments - MDPI, 7(12), pp. 1–18.

  Auclair J., Turcotte P., Gagnon C., Peyrot C., Wilkinson K.J., Gagné, F. 2020. Comparative toxicity of copper oxide nanoparticles and dissolved copper to freshwater mussels. Intern. J. Zool. Invest. 6: 135-147. https://doi.org/10.33745/ijzi.2020.v06i01.011.

  Auclair, J., Turcotte, P., Gagnon, C., Gagné, F. 2020. Toxicity of copper oxide nanoparticles to rainbow trout juveniles. Current Topics in Toxicology 16, pp. 1–11.

  André, C., Lachance, B., Turcotte, P., Gagnon, C., Emond, C. 2020. Size-dependent toxicity of CdTe quantum dot aggregates in trout and human hepatocytes. Current Topics in Toxicology 16, 215–225.

  Gagné F. 2020. Mini-review: Ecotoxicology of altered fractal organization in cells. Am J Biomed Sci Res 8, 498-492.

• Disponibilité et effets biophysiques des nanoparticules de polystyrène

  But de la recherche : La présence de nanoplastiques dans divers produits et celle des nanoplastiques issus de l’altération par les intempéries des matières plastiques rejetées sont préoccupantes pour la sécurité de l’environnement. Le but de la présente étude était d’examiner les effets biophysiques des nanoparticules de polystyrène sur l’hydre cnidaire et les moules d’eau douce.

  Résultats : On a constaté que les nanoplastiques de polystyrène présents dans les espaces intercellulaires avaient des effets sur les activités du lactate déshydrogénase chez Hydra attenuate. Ils ont perturbé l’organisation interne des cellules d’une manière, et ce faisant ont nui à l’association normale des enzymes jouant un rôle dans le métabolisme de l’énergie des moules d’eau douce, ce qui pourrait augmenter le stress oxydatif.

  Publications : Auclair, J., Gagné, F. 2020. Crowding Effects of Polystyrene Nanoparticles on Lactate Dehydrogenase Activity in Hydra attenuata. J Xenobiotics 10, 2–9.

  Auclair J., Peyrot C., Wilkinson K.J., Gagné, F. 2020. Biophysical effects of polystyrene nanoparticles on Elliptio complanata mussels. Environ Sci Poll Res. https://doi.org/10.1007/s11356-020-08920-

  Auclair, J., Gagné, F. 2020. Change in the spatial organization of mussel mitochondria exposed to polystyrene nanoplastics. Current Topics in Toxicology,16, 127–140.

  Auclair, J., Gagné, F. 2020. The influence of polystyrene nanoparticles on enzyme clusters of fumarate, malate dehydrogenase and citrate synthase: a fractal analysis study. Letters in Applied NanoBioScience 9, 981–987.

  Auclair, J., Quinn, B., Gagné, F. 2020. Bioavailability and Effects of Polystyrene Nanoparticles in Hydra circumcincta. Emerging Technologies and Research for Eco-friendly Aquaculture Chapter 2-14

  Auclair, J., Gagné, F. 2020. The influence of polystyrene nanoparticles on the fractal kinetics of lactate dehydrogenase. Biochemistry and Biophysics Reports 23, 100793

• Devenir, transformation et biodisponibilité des nanoparticules à base de métal dans le milieu aquatique

  But de la recherche : Évaluer la transformation et le devenir dans l’environnement de nanomatériaux à base de métal dans les eaux naturelles. Le devenir de nanomatériaux comme les nanoparticules (NP) d’oxyde de cérium, de cuivre ou de zinc, et d’argent rejetés dans les eaux usées municipales ainsi que leur toxicité pour les poissons et les bivalves exposés a été examiné.

  Résultats : Les problèmes d’analyse liés aux interférences exercées par le zirconium colloïdal d’origine naturelle ont été atténués par le recours à l’isotope 109 dans la détection de l’argent, ce qui a permis de limiter le nombre de faux positifs et d’améliorer la fiabilité des mesures des nanoparticules d’argent dans les eaux naturelles. En outre, la cytotoxicité des points quantiques de tellurure de cadmium monomères et agrégés dans les hépatomes humains (HepG2) a été comparée à celle des hépatocytes de la truite arc-en-ciel (RTH). Les points quantiques de tellurure de cadmium étaient cytotoxiques pour les deux types de cellules, et la toxicité diminuait avec l’augmentation de la taille des agrégats de points quantiques.

  Publications : André, C., Lachance, B., Turcotte, P., Gagné, F., Gagnon, C., Emond, C. 2020. Size-dependent toxicity of CdTe quantum dot aggregates in trout and human hepatocytes. Current Topics Toxicol. 16: 215–225.

  Turcotte, P., Gagnon, C. 2020. Zirconium interferences on the detection of silver nanoparticles by single particle ICP-MS: implications on natural water analysis. J Nanomed Nanotech. 11:550. DOI: 10.35248/2157-7439.20.11.550.

• Accumulation, transfert trophique et effets biologiques des substances perfluoroalkylées prioritaires (SPFA) dans les milieux aquatiques

  But de la recherche : Ce projet de recherche vise à mieux comprendre la distribution des substances perfluoroalkylées émergentes dans les milieux aquatiques et leurs effets biologiques sur les organismes aquatiques. Les substances perfluoroalkylées (SPFA) sont un groupe de substances chimiques de synthèse qui sont utilisées depuis les années 1950 dans une vaste gamme de produits de consommation et les mousses ignifuges.

  Résultats : Un article de synthèse résume les discussions sur l’écotoxicologie et les risques pour l’environnement des SPFA. Il comprend des données relatives à la formulation et la priorisation des problèmes, à l’exposition et aux dangers et aux effets des SPFA dans le contexte des activités réglementaires et d’évaluation des risques pour l’environnement provenant du monde entier. Dans une étude distincte, les tendances temporelles des SPFA héritées et non réglementées dans le foie de la population de bélugas, une espèce en voie de disparition, de l’estuaire du Saint-Laurent au Canada, de 2000 à 2017, ont été examinées. Une série de 54 SPFA ont été provisoirement identifiées et ont été regroupées en 9 classes structurellement distinctes. Des acides perfluorocarboxyliques monohydrogénés (H-PFCA), des sulfonamides monohydrogénés (H-Sulfonamides), ainsi que d’autres sulfonamides sélectionnés ont été détectés pour la première fois chez des espèces sauvages. On a mesuré des concentrations plus élevées de la majorité des SPFA chez les nouveau-nés et les jeunes que chez les adultes, ce qui semble indiquer un transfert efficace par voie placentaire et par le lait maternel.

  Publications : Ankley, G.T., Cureton, P., Hoke, R.A., Houde, M., Kumar, A., Kurias, J., Lanno, R., McCarthy, C., Newsted, J., Salice, C.J., Sample, B.E., Sepulveda, M.A., Steevens, J., Valsecchi, S. 2020. Assessing the ecological risks of per- and polyfluoroalkyl substances: Current state-of-the science and a proposed path forward. Environmental Toxicology and Chemistry. 40: 564-605. Critical review. Open Access. https://doi.org/10.1002/etc.4869

  Barrett. H., Dua, X., Houde, M., Lair, S., Verreault, J., Peng, H. 2021. Suspect and nontarget screening revealed class-specific temporal trends (2000-2017) of poly- and perfluoroalkyl substances in beluga whales (Delphinapterus leucas). Environmental Science and Technology 55: 1659-1671. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c05957

  Giraudo, M., Colson, T-L.L., De Silva, A.O., Lu, Z., Gagnon, P., Brown, L., Houde, M. 2020. Food-borne exposure of juvenile rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) to benzotriazole UV stabilizers alone and in mixture induces specific transcriptional changes. Environmental Toxicology and Chemistry 39: 852-862. https://doi.org/10.1002/etc.4676