Arsenic dans l’eau potable – spéciation chimique, exposition humaine et effets sur la santé

X. Chris Le (Ph. D.), professeur, Université de l’Alberta, 2001 - 2004

Enjeu

L’arsenic est un agent cancérogène confirmé pour l’humain et il est la cause du plus important empoisonnement environnemental du monde. Toutefois, on ne peut préciser quelle est la concentration d’arsenic dans l’eau potable qui serait acceptable, parce que l’on ne sait pas comment l’arsenic induit le cancer dans le corps. Cette information est cruciale pour élaborer de meilleures mesures préventives afin de réduire les cancers qui sont induits par le biais de l’arsenic. Neuf millions de Canadiens dépendent de l’eau souterraine comme principale source d’eau potable. Dans plusieurs régions du Canada, l’eau des puits contient des concentrations d’arsenic qui sont supérieures aux recommandations canadiennes, mais on ne sait pas quelles sont les espèces d’arsenic qui sont présentes dans ces puits. L’information concernant l’exposition aux espèces individuelles d’arsenic est bien plus utile que les mesures des concentrations totales d’arsenic, car il existe des différences de toxicité très importantes entre les diverses espèces d’arsenic. Enfin, il est nécessaire de connaître le nombre de Canadiens qui sont exposés à l’arsenic dans leur eau potable et à quelles concentrations.

L’équipe du présent projet, sous la direction de X. Chris Le (Ph. D.), cherche à combler trois grandes lacunes de connaissances : 1) les effets de l’arsenic sur les lésions et la réparation de l’ADN; 2) la caractérisation de nouvelles espèces d’arsenic; 3) l’élaboration d’une carte du Canada qui précise combien de Canadiens sont exposés à l’arsenic dans l’eau potable et à quels niveaux.

Projet

L’objectif d’ensemble de ce projet est l’étude des espèces d’arsenic, de l’exposition humaine et des effets sur la santé associés à l’exposition aux espèces d’arsenic dans l’eau potable. Les objectifs spécifiques du projet étaient 1) d’étudier le métabolisme de l’arsenic et les effets des espèces d’arsenic sur les lésions et la réparation de l’ADN; 2) de caractériser les nouvelles espèces d’arsenic préoccupantes pour la santé; 3) de mettre au point une « carte » de l’exposition à l’arsenic dans l’eau qui comblera notre important manque d’information sur le nombre de Canadiens qui sont exposés à l’arsenic dans l’eau potable et à quels niveaux.

Il a été prouvé que l’arsenic augmente la mutagénicité des cellules humaines et que sa toxicité peut augmenter de façon exponentielle lorsqu’il est associé au tabagisme. Pour mieux comprendre comment l’arsenic cause le cancer dans le corps, ce projet s’est penché sur les lésions et la réparation de l’ADN, éléments déterminants dans les premiers stades de la carcinogenèse. On a examiné l’effet des espèces d’arsenic seules, et aussi en combinaison avec le benzo(a)pyrène,  un autre carcinogène présent dans les cigarettes.

Selon une étude préliminaire des espèces d’arsenic présentes dans la rivière des Outaouais, 22 % de l’arsenic total n’était pas identifié. L’identification de toutes les espèces d’arsenic est donc cruciale pour évaluer le risque qu’elles posent à la santé humaine. Par conséquent, cette étude a tenté d’identifier les espèces d’arsenic, en se concentrant sur les faibles doses.

Enfin, avec neuf millions de Canadiens qui dépendent de l’eau de puits, il est essentiel d’identifier à quels endroits l’arsenic menace la santé humaine. Ce projet a donné lieu à la production d’une carte qui superpose les concentrations d’arsenic dans l’eau et les populations qui y sont exposées partout au pays.

Produits

• Production d’une carte du Canada superposant les concentrations d’arsenic dans l’eau et les populations qui y sont exposées
• Mise au point d’une nouvelle technique analytique qui permet de la différenciation et la quantification de diverses espèces d’arsenic
• Diffusion des techniques à d’autres chercheurs et aux abonnés de l’American Water Works Association
• Publication de trois articles de synthèse résumant la spéciation chimique de l’arsenic dans l’eau naturelle (Watt et Le, 2002), décrivant les diverses techniques pour l’analyse des espèces d’arsenic (Gong et coll., 2002) et documentant les récentes percées de la recherche en matière de spéciation de l’arsenic (Le et coll., 2004)

Résultats

• Les collaborations avec des organismes gouvernementaux canadiens en santé et en environnement ont facilité le transfert de connaissances et influencé les politiques publiques grâce à des données scientifiques fiables. Un exemple de cette collaboration est le partenariat avec le Comité fédéral-provincial-territorial sur l’eau potable, qui a permis la réévaluation des recommandations provisoires du Canada concernant l’arsenic dans l’eau potable.
• De meilleures connaissances à propos du métabolisme de l’arsenic, des lésions et de la réparation de l’ADN et du nombre de Canadiens qui sont exposés à différentes concentrations d’arsenic. Ces connaissances sont essentielles pour que les organismes de réglementation en santé et en environnement puissent établir des recommandations basées sur des données scientifiques pour protéger la santé publique.
• Ces travaux nous renseignent sur le mécanisme des effets cancérogènes de l’arsenic, ce qui a des incidences mesurables sur la façon dont est effectuée l’évaluation des risques.
• Les ingénieurs et responsables des services d’eau vont profiter de cette caractérisation de l’arsenic dans l’eau, car ils pourront utiliser la technologie appropriée pour éliminer l’arsenic dans l’eau potable. Les nouvelles techniques vont permettre de beaucoup mieux comprendre la spéciation chimique de l’arsenic.
• Ce projet a contribué à former trois étudiants des cycles supérieurs, un boursier postdoctoral et un assistant de recherche, créant par le fait même de futurs chefs de file dans leur domaine.
• Le réseautage et le partenariat résultant de ce projet permettront de dégager des ressources pour de nouvelles recherches et davantage de transfert de connaissances et de technologie. Les chercheurs ont d’ailleurs obtenu un soutien additionnel de la part de plusieurs organismes de financement canadiens et américains.