Thursday, March 19, 2015

Analyse documentaire de la toxicologie aquatique des huiles de pétrole : un aperçu des propriétés du pétrole et de ses effets sur le biote aquatique

Document de recherche 2015/007

Analyse documentaire de la toxicologie aquatique des huiles de pétrole : un aperçu des propriétés du pétrole et de ses effets sur le biote aquatique

Par Alain Dupuis et Francisco Ucan-Marin

Résumé

La présente analyse documentaire donne un aperçu des produits pétroliers, c'est-à-dire :
  1. leur production, leur transport et les cas de déversements de pétrole au Canada;
  2. leurs propriétés physiques et chimiques qui sont pertinentes à la toxicité aquatique;
  3. leurs effets létaux et sublétaux sur les poissons et autre biote aquatique.
Le Canada recèle d'importantes réserves pétrolières. Les sables bitumineux de l'Alberta représentent une proportion considérable des réserves totales. Le Canada produit du pétrole classique et du pétrole non classique, lequel provient en grande majorité de la récupération du bitume des gisements de sables bitumineux. À l'heure actuelle, le volume total des produits pétroliers exporté annuellement par pipeline est nettement supérieur au volume exporté par voies maritime et ferroviaire. Les pipelines, les trains et les navires ont tous contribué aux déversements accidentels d'huile de pétrole qui se produits. On a rapporté des déversements dans l'eau douce ainsi que dans les écosystèmes marins.
Les propriétés physiques et d'autres conditions environnementales (p. ex., l'altération, la température, la présence de sédiments) influent sur le devenir et le comportement du pétrole déversé dans l'environnement. Les propriétés chimiques varient grandement selon la classe d'huile de pétrole. Dans toutes les huiles, les hydrocarbures aromatiques sont associés à des effets nocifs sur le biote aquatique. Les hydrocarbures monoaromatiques (benzène, toluène, éthylbenzène, xylène) sont souvent associés à la toxicité aiguë. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques peuvent donner lieu à une toxicité aiguë ou sublétale.
La documentation colligée à la suite d'études de laboratoire et d'observations faites après des déversements accidentels de pétrole fait état de plusieurs classes d'effets nocifs. L'exposition aux produits pétroliers peut provoquer plusieurs effets biologiques, dont une augmentation de la mortalité, des anomalies du développement au début du cycle de vie, une réduction de la capacité reproductive, des dommages génétiques, une altération de la fonction immunitaire et de la résistance aux maladies, et des changements de comportement. De nombreuses publications indiquent que les stades précoces de l'existence des poissons sont plus sensibles à l'exposition au pétrole que les stades adulte.
Plusieurs recommandations sont formulées pour entreprendre des recherches éventuelles qui combleraient les lacunes dans les connaissances actuelles sur les effets du pétrole sur le biote aquatique. Ces études devraient remédier au manque de données sur les effets des produits des sables bitumineux (p. ex., le bitume dilué, le pétrole brut synthétique) sur le biote aquatique. Il est également nécessaire d'étudier le devenir, le comportement et les effets des déversements de pétrole sur le biote aquatique dans les eaux canadiennes couvertes de glace.
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A literature review on the aquatic toxicology of petroleum oil: An overview of oil properties and effects to aquatic biota

Research Document - 2015/007

A literature review on the aquatic toxicology of petroleum oil: An overview of oil properties and effects to aquatic biota

By Alain Dupuis and Francisco Ucan-Marin

Abstract

This literature review gives an overview of petroleum oil:
  1. production, transport and historical spills in Canada,
  2. physical and chemical properties relevant to aquatic toxicity and,
  3. lethal and sublethal effects on fish and other aquatic biota.
Canada has large oil reserves. A significant proportion of total reserves are associated with Alberta’s oil sands. Both conventional and unconventional oil production occurs in Canada and unconventional oil production is dominated by recovery of bitumen from oil sands deposits. Currently, total annual export of petroleum oil by pipeline is substantially greater than exports by marine and rail transportation systems. Historical spills of petroleum oil occurred from pipelines, rail and marine transport methods. Spills have been known to occur in both freshwater and marine ecosystems.
Physical properties and other environmental conditions (e.g. weathering, temperature, presence of sediments, etc.) influence the fate and behaviour of spilled oil in the environment. Chemical properties vary widely across the different classes of petroleum oil. In all oils, aromatic hydrocarbon components are associated with harmful effects in aquatic biota. Monoaromatic hydrocarbons, i.e., benzene, toluene, ethylbenzene and xylene, are often associated with acute toxicity. Meanwhile, polycyclic aromatic hydrocarbons can cause both acute and sublethal toxicity.
Several classes of harmful effects have been documented in the literature based on laboratory studies and from observations after oil spill accidents. Exposure to petroleum oil can cause several biological effects including increased mortality, early-life stage developmental defects, reduced reproductive capacity, genetic damage, impaired immune function and disease resistance, and changes in behaviour. Many publications reported that early-life stages (embryos and larvae) of fish are more sensitive to oil exposure than adults.
Several recommendations are made for future research to address knowledge gaps on the effects of oil on aquatic biota. Research should address the lack of information on the effects of oil sands products (e.g., diluted bitumen, synthetic crude oil) on aquatic biota. Research is also needed to study the fate, behaviour and effects on aquatic biota of oil spills in ice-covered Canadian waters.
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