Tracking mercury concentration in fish in a large river ecosystem with carbon stable isotopes

À l’intérieur de systèmes hydrologiques, les poissons peuvent entreprendre des migrations afm d’échapper à des conditions locales défavorables et ainsi avoir accès à des ressources éloignées et isolées (Jungwirth et al., 1998; Hohausova et al., 2003; Campbell et al., 2007). La confluence entre la rivière Saint-Maurice (RSM) et le fleuve Saint-Laurent (FSL) permet cet échange entre les diverses communautés de poissons résident dans ces deux cours d’eau (Dumas et Rivard, 1996). Lapierre (1996) a montré que les concentrations de mercure (Hg) retrouvées dans des poissons de la SMR étaient en général nettement supérieures à celles retrouvées dans ceux du SLR. Cependant, l’impact des migrations sur les concentrations de Hg retrouvées dans les poissons fréquentant ce système hydrologique complexe était difficile à décrire compte tenu du manque de connaissances des patrons de migration de ces poissons.

L’objectif général de ce projet de maîtrise était d’évaluer si des poissons avaient une dépendance trophique à un affluent contaminé au Hg. Cette évaluation a été faite à l’aide d’une mesure stable et intégrative de la chaîne trophique (Ôl3C) qui pourrait expliquer les variations intra et interspécifiques de Hg chez les poissons.

L’objectif général de ce projet de maîtrise était d’évaluer si des poissons avaient une dépendance trophique à un affluent contaminé au Hg. Cette évaluation a été faite à l’aide d’une mesure stable et intégrative de la chaîne trophique (Ôl3C) qui pourrait expliquer les variations intra et interspécifiques de Hg chez les poissons.

Les analyses effectuées sur les invertébrés recueillis dans les deux cours d’eau ont montré que les signatures isotopiques (Ôl3C) de ceux capturés dans la SMR (-30) étaient plus négatives que ceux provenant du SLR (-20). Les Ôl3C étaient peu variables tout au long du 20 km de la RSM .

Les différences isotopiques entre les invertébrés capturés dans les systèmes à l’étude se retrouvaient aussi chez les poissons. Tous ceux capturés en amont du barrage de la Gabelle (RSM) avaient des Sl3C se retrouvant entre -30 %0 et -28 %0 tandis que ceux capturés dans le FSL entre -22 %0 et -20 %0. Les Sl3C des poissons capturés en aval du barrage de la Gabelle étaient plus variables que dans les deux autres secteurs à l’étude.

Dans la RSM, les Sl3C des achigans à petite bouche capturés en amont et en aval du barrage variaient peu. Chez les dorés jaunes et les meuniers rouges, les Sl3C étaient plus variables en aval du barrage qu’en amont. En aval du barrage, plusieurs individus avaient des Sl3C similaires aux Sl3C pouvant être retrouvés dans les poissons capturés dans le FSL. Les barbues de rivières capturées en aval du barrage avaient des Sl3C très variables qui correspondaient aux signatures de poissons provenant de la RSM ou du FSL. De plus, certains d’entre eux avaient des signatures intermédiaires aux RSM et FSL. Contrairement aux trois dernières espèces, les Sl3C des chevaliers rouges variaient peu en aval du barrage.

Toutes zones d’échantillonnage confondues, le S15N était positivement corrélé au Sl3C pour l’ensemble des poissons . Le doré jaune, l’achigan à petite bouche et la barbue de rivière occupaient les positions tropiques les plus élevées suivies respectivement du chevalier rouge et du meunier rouge.

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Les concentrations en Hg des poissons capturés en amont du barrage de la Gabelle étaient plus élevées que celles retrouvées dans les poissons du FSL. Le Hg dans les. poissons était positivement corrélé à leur poids et négativement corrélé au Sl3C de leurs muscles. Outre la barbue de rivière, les pentes de S l3C du modèle de régression variaient peu entre les espèces.

Les concentrations moyennes en Hg présentes dans le doré jaune et l’achigan à petite bouche (données tirées du site internet MDDELCC) étaient corrélées aux Sl3C du carbone inorganique dissous (DIC) de l’eau mesurés par Yang et al. (1996) dans plusieurs tributaires du FSL .

Déterminer les patrons de distribution, l’origine spatiale, le type d’utilisation et les comportements migratoires des poissons demeure crucial dans un contexte de surveillance et de suivi des contaminants présents dans les poissons. L’acquisition de ces connaissances demeure particulièrement importante dans des systèmes hydrologiques ouverts présentant une structure spatiale de distribution des contaminants. Les méthodes actuelles de suivi ne considèrent pas l’origine spatiale des poissons et l’échantillonnage sporadique dans le temps ne permet pas un suivi adéquat d’un contaminant comme le Hg dans l’environnement. L’ajout d’un marqueur isotopique comme le Ô13C permettrait aux gestionnaires de la faune d’identifier comment les charges en Hg sont spatialement distribuées en fonction des mouvements des poissons. En outre, la bonification du système d’informations publique aiderait les décideurs à mieux informer les consommateurs sur la qualité et le niveau de contamination présent dans les poissons potentiellement consommés.

Mieux comprendre les schémas de migrations et les temps de résidence permettrait d’acquérir plus d’informations sur le type et le temps d’exposition qui peuvent favoriser la bioamplification d’un contaminant. Aussi, dans de futures études, il serait à envisager de déterminer les contingents de migration avec précision afm de bien identifier les patrons de résidence de chacune des espèces étudiées. Enfm, des suivis à long terme favoriseraient l’acquisition de connaissances sur la distribution des vecteurs de contaminants dans les systèmes aquatiques ouverts, permettant ainsi de prédire et de suivre les déplacements des contaminants dans l’environnement.

Table des matières

CHAPITRE 1
INTRODUTION
1.1 Mise en contexte
1.1.1 Mercure
1.1.2 Exposition et exportation des contaminants
1.1.3 Connectivité et systèmes aquatiques ouverts
1.1.4 Isotopes stables
1.2 Problématique.
1.3 Objectifs
1.3.1 Objectifgénéral
1.3.2 Objectifs spécifiques
CHAPITRE II
TRACKING MERCURY CONCENTRATION IN FISH IN A LARGE
RIVER ECOSYSTEM WITH CARBON STABLE ISOTOPES.
Abstract
Introduction
Methods
Study site
Sample collections
Stable isotope analyses
Trophic position
Mercury
Statistical analyses
Results
Isotopic baseline indicators
Fish isotopic ratios and trophic linkage
Fish trophic position
Mercury
Discussion
Migratory strategies
Contaminants and fish migration
ô l3C as an integrated tool in the monitoring of Hg in aquatic ecosystems
Acknowledgments
References
Tables
Figure captions
Figures
CHAPITRE III
CONCLUSION GENERALE

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