202 - Environnement

Les polyuréthanes (PU) sont produits par la réaction entre un diisocyanate comme le 4,4-méthylènediphényldiisocyanate (MDI) et des polyalcools. Les PU sont utilisés dans plusieurs domaines dont le médical, le plastique, la construction ou encore dans le domaine environnemental. Dans l’environnement, le PU est une composante associé à l’engrais utilisé dans l’agriculture. Un produit potentiel de dégradation du PU à base de MDI est le 4,4-méthylènedianiline (MDA). Le MDA est un produit potentiellement cancérigène, il est donc nécessaire d’avoir une méthode de dosage sensible et spécifique pour sa quantification.

L’objectif de cette recherche est de développer une méthode d’extraction et de dosage du MDA dans les sols. Une méthode d’extraction en phase solide avec l’utilisation de colonnette OASIS MCX a été mise au point. Cette méthode permet l’ajout de plusieurs lavages avec des solutions aqueuses acides ou encore des solvants de façon à nettoyer l’échantillon et ainsi diminué l’effet de la matrice et d’accroître la sensibilité. L’utilisation de la chromatographie liquide couplée avec un spectromètre de masse en tandem a été utilisée pour  quantifier et accroître la spécificité du MDA. Le domaine d’application de la méthode est de 5 µg/Kg à 250 µg/Kg. La récupération obtenue en équilibre de phase est plus de 90% avec une réplicabilité de 9%.

Les résultats obtenus jusqu’à présent permettent de dire que la technique d’extraction et de dosage du MDA est une technique prometteuse.

Cette recherche porte sur l’évolution de certains polluants atmosphériques entre 1974 et 2015 sur le Québec méridional. Les polluants à l’étude sont l’ozone troposphérique, les particules fines (PM_2.5), les particules grossières (PM₁₀), les particules totales en suspensions (TSP), ainsi que les nitrates (NO₃^-) et les sulfates (SO₄^2-) comme composantes des particules. Il y a donc dix polluants au total. Certaines données de ces polluants sont recueillies par le MDDELCC sans être analysées, ce qui laisse un vide dans la connaissance de l’évolution de la pollution atmosphérique. De plus, les études récentes sur la pollution atmosphérique datent de 2009. Cette étude permet donc de mettre à jour le portrait de la qualité de l’air, d’un point de vue spatio-temporel, pour les contaminants à l’étude. L’utilisation de méthodes statistiques, de calcul de dépassement des normes, de tendances sur divers pas de temps, d’identification de facteurs météo influençant les concentrations et de l’utilisation des rétrotrajectoires issues du modèle météorologique numérique d’Environnement Canada, pour déterminer la provenance des polluants. Les résultats montrent une amélioration générale de la qualité de l’air, excepté pour l’O₃ ainsi que pour les PM_2.5, qui augmentent. Les rétrotrajectoires montrent que les masses d’air du nord du Québec sont associées aux hautes concentrations d’O₃ alors que les masses d’air en provenance des Grands Lacs sont associées aux hautes concentrations de PM_2.5.

L’intégrité des marais salés repose sur le maintien de l’équilibre entre l’érosion et la déposition des sédiments. Selon les modèles, les changements globaux entraineront une augmentation de l’activité cyclonique et une diminution de la période d’englacement des littoraux. Ces changements sont susceptibles d’accélérer l’érosion des marais salés. Ces écosystèmes linéaires, dont la portion amont est souvent tronquée par des routes ou des digues, représentent un habitat essentiel pour deux espèces d’oiseaux de rivage au cours de la migration automnale. Ces espèces, le bécasseau minuscule et le bécasseau à poitrine cendrée, sont alors en effet presqu’essentiellement observées dans cet habitat sur la rive sud de l’estuaire. Afin d’identifier les caractéristiques des habitats côtiers associées à la présence de ces espèces sur la portion de la rive sud du St-Laurent dominée par les marais salés, des inventaires ont été réalisés dans 26 sites répartis à tous les 5 km de St-Roch-des-Aulnaies à St-Simon-sur-Mer.  Au cours des deux années de l’étude, la présence de ces espèces augmentait avec la largeur totale des marais salés. Ce lien était encore plus marqué lorsque seule la largeur du haut marais était considérée. Si les changements globaux entraînent une diminution de la largeur de ces écosystèmes au-delà d’un seuil critique, le maintien de populations migratrices de bécasseaux minuscules et de bécasseaux à poitrine cendrée sur la rive sud du Saint-Laurent pourrait être compromis.

Le permafrost constitue une des plus grandes réserves de carbone organique. Avec le réchauffement climatique, ce sol dégèle à un rythme soutenu, libérant ces vastes stocks de carbone qui finissent leurs courses dans les nombreux étangs arctiques. Cette étude teste si l’augmentation de l’apport en carbone allochtone modifie les propriétés optiques et le métabolisme des lacs nordiques. Nous avons évalué les effets du dégel du pergélisol sur la composition de la matière organique dissoute (MOD) pour 253 lacs circumpolaires. De plus, pour un sous-ensemble de dix étangs, nous avons quantifié la contribution terrestre dans la MOD ainsi que l'assimilation de ce carbone par le zooplancton, en utilisant des analyses isotopiques stables et des modèles bayésiens. Les résultats ont mis en évidence une proportion plus élevée de carbone allochtone et une contribution algale moindre dans les lacs touchés par le dégel du pergélisol. La MOD était principalement dominée (93%) par de la matière terrestre, avec comme conséquence une plus grande proportion de carbone terrestre dans la biomasse du zooplancton pour les étangs influencés par le dégel du pergélisol, alors que le carbone autochtone prédominait dans les plans d'eau non-affectés par les processus thermokarstiques. Nos résultats démontrent l’importance et la manière avec laquelle le dégel du pergélisol modifient les écosystèmes d’eau douce nordiques, avec des conséquences sur les voies métaboliques et les réseaux trophiques aquatiques.

Ces dernières décennies, les problématiques liées aux composés perfluorés (PFAS), des polluants persistants retrouvés dans l’ensemble des compartiments environnementaux (eau, air, sol/sédiment et biote), ont suscité un intérêt grandissant. Les PFAS sont notamment utilisés dans certaines applications telles que les revêtements antitaches pour les emballages alimentaires, et les textiles et dans les mousses anti-incendie etc. Par des mécanismes assez complexes, ces composés se retrouvent dans les eaux de surface ou souterraines utilisées pour la production d'eau de boisson. Selon plusieurs études, une exposition à ces composés pourrait entraîner des effets sur la santé humaine. Dans la présente étude, une campagne d’échantillonnage a été menée au Canada et neuf autres pays afin de renseigner sur les niveaux de 133 PFAS dans l’eau potable. Une méthode analytique fiable et sensible a été validée et appliquée pour identifier ces composés et les quantifier. Afin d’identifier d’éventuelles différences ou similitudes entre échantillons, des techniques de statistique descriptive et inférentielle ont été mises en œuvre. Une analyse préliminaire du risque pour la santé humaine a également été effectuée sur la base des normes proposées par l’Agence pour la Protection de l’Environnement des États-Unis (U.S. EPA) qui indique que les eaux potables collectées dans la présente étude ne présenteraient pas de risque pour les consommateurs, en ce qui concerne les molécules ciblées.

La gestion efficace et durable des ressources naturelles requiert de plus en plus la compréhension de systèmes naturels et socioéconomiques complexes, et au présent, et dans le contexte des changements climatiques. Tandis qu’un grand nombre de modèles biophysiques ont été développés pour représenter les processus environnementaux tels que l’hydrologie et la croissance des cultures, ceux-ci sont généralement compliqués et, pour autant, difficile d’accès pour les parties prenantes chargées de gérer ces ressources environnementales. Les modèles des dynamiques des systèmes (DS), en revanche, sont très bien adaptés pour la modélisation socioéconomique participative avec les parties prenantes mais demeurent inadéquats pour représenter les composantes environnementales des systèmes naturels. Dans le cadre de cette recherche, nous présentons un outil informatique à source ouverte, Tinamït, conçu pour coupler, de manière transparente, flexible et reproductible, les modèles DS avec ceux biophysiques. En appliquant un tel modèle couplé au problème géospatial de la salinité des sols au Pakistan, nous démontrons que les programmes actuels produisent des gains économiques pour les fermiers au court terme aux dépens de la qualité des sols et des revenus agricoles au moyen terme et proposons des stratégies de gestion intégrées plus efficaces sous une gamme de scénarios de changements climatiques.

Ce projet de restauration a été réalisé sur deux tourbières où des chemins ont été construits dans des emprises de lignes de transport d’énergie. Un chemin minéral en tourbière change la nature du substrat et peut influencer le niveau de la nappe phréatique et les caractéristiques physicochimiques de l’eau. Ces changements peuvent conséquemment modifier la composition et la diversité des communautés végétales. Nous avons déterminé si l’enfouissement du minéral permet de restaurer la tourbière en (1) limitant l’enrichissement par les nutriments du matériel du chemin, (2) en conservant une surface tourbeuse d’élévation similaire à la tourbière environnante et (3) en facilitant le retour d’une végétation tourbicole. La méthode d’inversion des substrats consiste à excaver, puis enfouir in situ le chemin minéral sous la tourbe sous-jacente à la perturbation. Que ce soit 1 an ou 3 ans post-restauration, les résultats des analyses physicochimiques de l’eau échantillonnée à différentes distances et profondeurs du chemin enfoui ont montré des concentrations en nutriments semblables aux moyennes observées dans les écosystèmes de référence. Les différences d’élévation du sol dans les bandes restaurées entre les relevés sont négligeables. Le couvert tourbicole a varié en fonction du site d’étude. Les résultats de ce projet d’étude montrent que la méthode d’inversion répond aux objectifs de restauration. De plus, elle demande peu de ressources ce qui la rend économiquement profitable.