Les métaux sont tous potentiellement toxiques pour les animaux exposés à des quantités excessives (Antonovics et al., 1971; Johnson et al., 1978). La toxicité de chaque élément est fonction de sa considération moléculaire, de sa solubilité, de sa taille, de son interaction avec certains tissus et de plusieurs autres caractéristiques physico-chimiques (Albert, 1973). La forme chimique sous laquelle on retrouve le métal a de l'importance dans la présence ou l'intensité de l'accumulation. L'effet ultime sur les systèmes biologiques, par contre, ne dépend pas seulement de l'élément lui-même, mais va être influencé par les interactions des métaux entre eux (Chowdhury et Chandra, 1987) et est surtout fonction de la charge accumulée dans les tissus ou organes dans lesquels ils peuvent induire un effet toxique.
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2.4.1 Le cadmium (Cd)
Le cadmium est probablement l'élément toxique le plus préoccupant pour la faune lorsque présent dans les boues. Il est facilement absorbable par les plantes (Chaney, 1980; Smith, 1994) et se concentre efficacement dans les tissus des herbivores. Aucune fonction biologique essentielle ne lui est connue (Sharma et al., 1979; Chowdhury et Chandra, 1987), par contre, il est toxique à de faibles concentrations tissulaires. Par exemple, Gottofrey (1984) a observé des dommages rénaux chez des rats dont la diète quotidienne contenait 0,2 pg Cdig de nourriture.
Des dommages similaires ont été obtenus chez des souris qui consommaient 3 ppm par jour de Cd pendant 70 jours (Gottofrey, 1984). Les reins et le foie représentent environ 50 % de la charge corporelle en cadmium. Si l'accumulation de Cd augmente ou persiste et que le surplus de Cd ne puisse plus s'accumuler dans le foie et les reins, d'autres organes ou tissus (poumons, pancréas, intestin, testicules, cerveau, etc.) peuvent en accumuler des quantités significatives; et à la limite, suffisante pour causer des dommages tels une décalcification des os, une diminution de la masse osseuse, une cirrhose hépatique, des troubles gastro-intestinaux, de l'hypertension, des dommages testiculaires, des troubles du comportement (Gottofrey, 1984 ; Jelinek et Braude, 1978), le cancer des poumons, de la prostate, etc. (Lu et al., 1975; Chowdhury et Chandra, 1987).
2.4.2 Le plomb (Pb)
Le plomb est un élément toxiqiie pour les animaux et les humains (Chowdhury et Chandra, 1987), Môme si le plomb présent dans te sol est très peu absorbé par les plantes, sauf quand les concentrations sont particulièrement élevées dans le sol (Jelinek et Braude, 1978; Pharen et al., 1979; Chaney, 1980), la faune peut être contaminée en contournant cette barrière sol-plante. La faune peut ingérer de la végétation souillée par les boues, ingérer du sol contaminé lors d'une prise alimentaire sur le sol (Chaney, 1980), en encore ingérer des boues au cours de comportements de toilettage. On ne connaît au plomb aucune fonction biologique essentielle.
Chez les mammifères, les os, le foie et les reins sont les trois organes d'accumulation les plus importants (Jelinek et Braude, 1978; Zakrzewski, 1993). Les effets toxiques les plus significatifs du plomb se retrouvent au niveau du système nerveux central et périphérique (Chowdhury et Chandra, 1987; Zakrzewski, 1993) et sur le système hématopoïétique (anémie). Des études sur
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des animaux ont démontré un potentiel cancérigène et tératogène pour le plomb (Minninret Santori, 1987; Chowdhury et Chandra, 1987). Cependant, ces derniers effets n'ont pas été démontrés chez l'humain.
2.4.3 Le mercure (Hg)
Le mercure se présente sous trois formes principales: le mercure métallique et les composés inorganiques et organiques de mercure. Le méthylmercure est la forme organique qui s'absorbe facilement par le tube digestif des organismes supérieurs (à plus de 99 %). Cette propriété semble à l'origine du fait que même des quantités extrêmement faibles de méthylmercure s'accumulent dans l'écosystème (NAS, 1978). Chez les mammifères, le mercure interfère avec les processus biochimiques de l'organisme de façon diffuse et non spécifique. Il possède une grande affinité pour les groupements thiols (SH) des molécules sur lesquels il se fixe de façon réversible. Le mercure est donc théoriquement capable d'inhiber tout système enzymatique contenant des groupements thiols libres. Cet effet peut se produire dans tous les tissus et tous les organes, mais sera fonction de la concentration locale de mercure. À très forte concentration, le mercure produit une précipitation des protéines (Nantel et Benedetti, 1977). Le patron de distribution observé chez les animaux montre que les reins retiennent les plus grandes quantités, puis le foie, la rate, le cerveau et enfin les autres organes. Bien que toutes les formes de mercure soient dans une certaine mesure toxiques, la forte absorption par voie digestive du méthylmercure, par les mammifères, en fait la forme la plus préoccupante. Pour être éliminé, le méthyl-Hg est déméthylé au niveau du foie. C'est sous la forme inorganique qu'il s'élimine par les voies biliaire et urinaire. C'est d'ailleurs principalement sous la forme inorganique, c'est-à-dire une fois déméthylé que le Hg s'accumule dans le système nerveux et dans le rein (Farris et al., 1993). Les organes menacés par le méthylmercure semblent être principalement le système nerveux central et périphérique et les reins (Boisset, 1996a). Par ailleurs, on a pu montrer que le méthylmercure pouvait, à des doses infra-létales, affecter les fonctions de reproduction des oiseaux. Heinz (1974) observe une diminution du nombre d'oeufs pondus, un accroissement de la mortalité embryonnaire des jeunes au cours des jours qui suivent l'éclosion chez des canards cols verts nourris pendant un an avec des aliments titrant 3 ppm de méthylmercure. On notera aussi qu'au niveau cellulaire, le mercure s'est avéré mutagène tant in vitro (Renne', 1972) qu'in vivo (Skerfving, 1972).
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3. OBJECTIFS
L'objectif principal de la présente étude consiste à étudier les impacts potentiels sur la faune, associés à la présence de métaux, suite à la valorisation sylvicole des boues issues des stations d'épuration des eaux usées municipales. De façon plus spécifique, un protocole de recherche a été établi dans le but de :
évaluer les teneurs en métaux lourds (Cd, Hg, Pb) dans deux espèces de micromammifères, soit un herbivore (le campagnol des champs, Microtus pennsylvanicus) et un insectivore (la grande musaraigne, Blarina brevicauda), suite à l'application de boues issues du premier étang d'une station d'épuration des eaux usées municipales à un taux de 200 kg N disp./ha, et réalisée selon les critères du Guide de bonnes pratiques (MENVIQ, MER et MSSS, 1991). Ceci permettrait de vérifier en milieu naturel (i.e. jeunes plantations) le potentiel de bioaccumulation de métaux au cours d'une courte période (l'année suivant l'application) associé à la valorisation sylvicole des boues;
2) quantifier chez le lapin en condition de laboratoire l'accumulation de métaux lourds (Cd,