Les cyanobactéries en eau douce

Les cyanobactéries, communément appelées algues bleu-vert, sont des bactéries photosynthétiques naturellement présentes dans les lacs, les rivières, les eaux saumâtres et les eaux marines. Elles peuvent être dangereuses pour l’humain et les animaux lorsque leurs cellules se propagent rapidement et forment des fleurs d’eau dans les sources d’eaux utilisées à des fins récréatives ou d’eau potable. Ces fleurs d’eau prennent différentes formes (décoloration de l’eau, déversement de peinture, herbe coupée ou écume) et couleurs (vert clair, brunâtre, rougeâtre ou rose) selon l’espèce. Elles se trouvent souvent à la surface de l’eau, mais les cyanobactéries peuvent aussi se présenter sous forme de tapis benthiques fixés à des substrats comme des roches ou du gravier situés sous la surface des lits de cours d’eau ou des lacs peu profonds.

Dans les systèmes d’eau douce, des fleurs d’eau peuvent apparaître en raison de l’afflux ou de la remise en suspension de substances nutritives (azote et phosphore) et de la température de l’eau (> 20 °C). Elles sont plus courantes dans les eaux stagnantes où la turbulence ou le taux de renouvellement sont faibles, le plus souvent dans des lacs eutrophes plutôt qu’oligotrophes; au Canada, elles sont généralement présentes en été et au début de l’automne (de mai à octobre), mais on peut en observer à tout moment de l’année. Plusieurs facteurs pourraient influer sur la fréquence, la durée et la distribution des fleurs d’eau dans certains cours d’eau à l’avenir, de même que sur les espèces de cyanobactéries dominantes présentes. Ces facteurs comprennent les changements à l’aménagement du territoire et la pollution, qui influencent l’apport en substances nutritives des cours d’eau, et le changement climatique, qui modifie les conditions hydrologiques et cause un réchauffement (Pick, 2016; Chorus et coll., 2021; Silvarajah et coll., 2021; Bonilla et coll., 2023) 

Certaines fleurs d’eau de cyanobactéries, qu’on appelle aussi efflorescences algales nuisibles (HAB), peuvent être composées d’espèces pouvant produire des cyanotoxines. Ce type de toxines comprend les hépatotoxines (toxines hépatiques comme les microcystines, les cylindrospermopsines ou les nodularines) et les neurotoxines (anatoxines, saxitoxines ou β-méthylamino-L-alanine [BMAA]). Des lipopolysaccharides, aussi appelés endotoxines, se trouvent à la surface de certaines cellules cyanobactériennes et peuvent causer divers effets sur la santé, comme une irritation de la peau, des symptômes gastro-intestinaux ou des réactions allergiques. L’exposition à diverses cyanotoxines, par contact avec la peau, ingestion d’eau ou d’aliments contaminés ou inhalation d’aérosols de cyanobactéries ou de toxines, peut entraîner des symptômes aigus mineurs (irritation de la peau, vomissements, diarrhée, éruptions cutanées, fièvre et céphalée), des maladies graves ou même la mort chez les humains et les animaux (Svirčev et coll., 2017). On connaît moins les effets de l’exposition chronique à de faibles doses de cyanotoxines, mais les problèmes de santé chroniques potentiels comprennent des effets cancérogènes, des troubles neurologiques et des atteintes hépatiques. Un type de cyanotoxine, la microcystine-LR, est considéré comme un cancérogène possible (groupe 2B) pour l’humain après une exposition chronique (CIRC, 2010).

Les ressources présentées ci-dessous visent à aider les professionnels de la santé publique à :

• être au fait des effets sur la santé pouvant découler de l’exposition aux cyanobactéries et aux cyanotoxines;
• comprendre ce que l’on sait sur l’exposition aux cyanotoxines présentes dans différentes sources (eau potable, eaux utilisées à des fins récréatives, aliments, air);
• cibler les approches de prévention de l’exposition aux fleurs d’eau et de surveillance et de gestion de leur présence dans l’eau potable et les eaux utilisées à des fins récréatives.

Effets de l’exposition aux cyanobactéries et à leurs cyanotoxines sur la santé

• Les cyanobactéries dans les eaux douces utilisées à des fins récréatives : exposition et effets sur la santé (O’Keeffe, 2024)
  Cet examen des données probantes du CCNSE synthétise les données en lien avec les effets sur la santé humaine de l’exposition aux fleurs d’eau de cyanobactéries dans les eaux utilisées à des fins récréatives, y compris les effets sur la santé de l’exposition dermique et par inhalation.
   
• Harmful algal bloom-associated illnesses. information for specific groups (CDC des États-Unis, 2023)
  Ce site Web fournit des renseignements sur les HAB et les maladies qu’elles causent et des conseils aux propriétaires d’animaux domestiques ou de bétail, aux vétérinaires, aux prestataires de soins de santé et aux professionnels travaillant dans les centres antipoison.

• Anatoxins from benthic cyanobacteria responsible for dog mortalities in New Brunswick, Canada (McCarron et coll., 2023)
  Cet article fait état d’une enquête sur trois décès de chiens survenus après une baignade dans la rivière Wolastoq (rivière Saint-Jean) au Nouveau-Brunswick tentant de déterminer si ces décès ont été causés par des cyanobactéries benthiques produisant des toxines.

• As we drink and breathe: adverse health effects of microcystins and other harmful algal bloom toxins in the liver, gut, lungs and beyond (Lad et coll., 2022)
  Cet article de revue examine les données probantes sur l’exposition chronique à faible dose aux cyanotoxines, surtout chez les personnes déjà atteintes d’une maladie hépatique ou gastro-intestinale.

• Toxic cyanobacteria in water – second edition (Chorus et Welker, 2021)
  Ce guide publié par l’Organisation mondiale de la Santé résume les connaissances actuelles sur la présence des cyanobactéries et des cyanotoxines et les effets sur la santé découlant d’une exposition à celles-ci liée à l’eau, et fournit des conseils sur la détermination et la gestion des risques.

• Cyanotoxins: producing organisms, occurrence, toxicity, mechanism of action and human health toxicological risk evaluation (Buratti et coll., 2017)
  Cet article de revue synthétise les données sur les propriétés et la présence des cyanotoxines (microcystines, nodularines, cylindrospermopsines et neurotoxines) dans diverses sources et leur profil toxicologique.

• Acute animal and human poisonings from cyanotoxin exposure – A review of the literature (Wood, 2016) 
  Cet article derevue rapporte les cas signalés de mortalité et de morbidité chez les humains et les animaux dus aux cyanotoxines qui sont survenus entre 1800 et 2010, et présente les résultats par pays et par types d’exposition (p. ex. loisirs, eau potable).
   
• Prospective study of acute health effects in relation to exposure to cyanobacteria (Lévesque et coll., 2014)
  Cet article décrit l’une des seules études canadiennes s’étant penchée sur la fréquence des symptômes chez les résidents exposés aux fleurs d’eau de lacs à proximité par l’intermédiaire des sources d’eau potable ou d’eaux utilisées à des fins récréatives.

Exposition : sources d’eau potable et d’eaux utilisées à des fins récréatives

• Qualité des eaux récréatives et santé : Les cyanobactéries et leurs toxines (Santé Canada, 2023)
  Ce site Web présente un aperçu des risques d’exposition aux cyanobactéries dans les eaux utilisées à des fins récréatives, des symptômes pouvant se déclarer après l’exposition et des mesures de réduction des risques pour les eaux utilisées à des fins récréatives.

• Deep cyanobacteria layers: an overlooked aspect of managing risks of cyanobacteria (Erratt et coll., 2022)
  Cette étude de cas sur un lac ontarien examine les risques pour les sources d’eau potable causés par la production de cyanotoxines à différentes profondeurs d’une colonne d’eau, plus particulièrement dans une couche profonde de cyanobactéries.

• Quantitative screening for cyanotoxins in soil and groundwater of agricultural watersheds in Quebec, Canada (Zhang et coll., 2021)
  Cet article rend compte d’une étude sur l’eau de puits au Québec qui montre que des processus hydrologiques peuvent faire passer les cyanotoxines des eaux de surface vers les eaux souterraines, contaminant l’eau de puits.

• Cyanobactéries et eau potable : présence, risques, gestion et lacunes dans les connaissances en santé publique(O’Keeffe, 2019)
  Cette revue des données probantes du CCNSE examine la présence des fleurs d’eau de cyanobactéries au Canada et leurs répercussions sur l’eau potable. Voir le webinaire connexe du CCNSE contenant notamment une présentation du Centre de Walkerton pour l’assainissement de l’eau sur la gestion des risques associés aux cyanobactéries dans les petits réseaux d’eau.

Exposition : aliments (poissons, cultures irriguées et compléments alimentaires)

Poissons

• Cyanotoxins accumulate in Lake St. Clair fish yet their fillets are safe to eat (Shahmohamadloo et coll., 2023)
  Cet article décrit une analyse de la présence de microcystines dans les achigans, les brochets, les dorés jaunes et les perches du lac Sainte-Claire ayant détecté des concentrations élevées de toxines dans le foie de certains poissons et estimé les taux d’élimination.

• Fish tissue accumulation and proteomic response to microcystins is species-dependent (Shahmohamadloo et coll., 2022)
  Cet article fait état d’une étude mesurant les concentrations de microcystines dans le foie et les muscles de la truite arc-en-ciel et du touladi; les résultats indiquent une plus grande accumulation dans le foie que dans les muscles.

• A global analysis of the relationship between concentrations of microcystins in water and fish (Flores et coll., 2018)
  Cet article de revue synthétise les résultats d’études mesurant les concentrations de microcystines dans l’eau et dans les poissons, et établit une corrélation positive entre les concentrations détectées dans l’eau et celles observées dans les tissus des poissons. Il décrit aussi le type de poisson ayant le plus haut taux de microcystines dans ses tissus.

• Detection of freshwater cyanotoxins and measurement of masked microcystins in tilapia from Southeast Asian aquaculture farms (Greer et coll. 2017)
  Cet article de recherche porte sur des tests de détection de microcystines et de cylindrospermopsines dans les muscles, le foie et les œufs de tilapias provenant de fermes d’aquaculture en Asie du Sud-Est.

Cultures irriguées

• Cyanotoxins uptake and accumulation in crops: Phytotoxicity and implications on human health (Weralupitiya et coll. 2022)
  Cet article de revue traite de l’accumulation de cyanotoxines (microcystines, cylindrospermopsines, BMAA et anatoxines-a) dans les cultures et de ses effets potentiels sur la santé.

• Transfer of a cyanobacterial neurotoxin, β-methylamino-L-alanine from soil to crop and its bioaccumulation in Chinese cabbage (Li et coll., 2019)
  Cet article de recherche explique comment les choux chinois absorbent la cyanotoxine BMAA présente dans le sol et indique que l’accumulation de la cyanotoxine est plus importante dans les parties comestibles que dans le sol initial.

• High ecological and human health risks from microcystins in vegetable fields in southern Chine (Xiang et coll., 2019)
  Cet article fait le point sur la détection de microcystines dans les légumes, les sols et l’eau d’irrigation d’une région touchée par les fleurs d’eau de cyanobactéries et montre que les légumes-feuilles comme le céleri accumulent de plus grandes concentrations de toxines puisqu’on les arrose davantage que les fruits ou les légumes-racines.

• Présence de fleurs d’eau de cyanobactéries dans l’eau d’irrigation des cultures(Miller et coll., 2017)
  Cette demande spéciale du CCNSE passe en revue la littérature sur l’accumulation de cyanotoxines dans les cultures arrosées avec de l’eau contaminée par des cyanotoxines.

Compléments alimentaires

• Manuel de l’utilisateur du formulaire de spécifications relatives au produit fini (Santé Canada, 2022)
  Ce guide définit les limites prescrites par Santé Canada pour les paramètres propres aux ingrédients des produits de santé naturels, comme le taux de cyanotoxines dans les matériaux cyanobactériens (0,02 µg MC-LR/kg de poids corporel/jour).

• Production of the neurotoxin beta-N-methylamino-l-alanine may be triggered by agricultural substance nutritive: an emerging public health issue (Zhang et Whalen, 2020)
  Cet article examine les voies d’exposition humaine aux sources de BMAA et présente des concentrations détectées dans divers compléments alimentaires et dans des sources d’eau potable et d’eaux utilisées à des fins récréatives.

• Microcystin toxins at potentially hazardous levels in algal dietary supplements revealed by a combination of bioassay, immunoassay, and mass spectrometric methods (Miller et coll., 2020)
  Cet article de recherche indique les concentrations de microcystines totales détectées dans 18 produits à base d’algues, comme des compléments alimentaires faits d’algues récoltées en milieu naturel.

• Detection of cyanotoxins in algae dietary supplements (Roy-Lachapelle et coll., 2017)
  Cet article de recherche fait état de la découverte de cyanotoxines comme la microcystine, l’anatoxine-a et ses dérivés et la BMAA dans certains compléments alimentaires.

Exposition : inhalation

• Harmful algal bloom aerosols and human health (Lim et coll., 2023)
  Cet article de revue synthétise les connaissances actuelles sur les risques associés à l’inhalation d’aérosols provenant des HAB sur la santé et cible les principales lacunes dans la recherche.

• Harmful cyanobacterial aerosolization dynamics in the airshed of a eutrophic estuary (Plaas et coll., 2022)
  Cet article porte sur une étude mesurant le taux de cyanobactéries et de cyanotoxines dans des aérosols près d’un estuaire eutrophe et établissant une corrélation entre les HAB et les concentrations élevées de matières particulaires (PM_2,5).

• Toxic cyanobacteria: a growing threat to water and air quality (Plaas et Paerl, 2020)
  Cet article de revue synthétise l’information sur le sort des cyanotoxines dans l’environnement, notamment dans les aérosols vaporisés, et sur les résultats cliniques néfastes associés à l’exposition aux cyanotoxines par inhalation.

• Exposure to microcystin among coastal residents during a cyanobacteria bloom in Florida (Shaefer et coll., 2020)
  Cette étude examine l’exposition aux microcystines chez des personnes vivant, travaillant ou pratiquant des activités récréatives à proximité du lac Okeechobee en Floride ou sur celui-ci en analysant les concentrations de microcystines dans des échantillons du nasopharynx.

Surveillance et gestion des fleurs d’eau de cyanobactéries : lignes directrices, mesures et approches thérapeutiques

Surveillance des fleurs d’eau de cyanobactéries

• Cyanobacterial algal bloom monitoring: molecular methods and technologies for freshwater ecosystems (Saleem et coll., 2023)
  Cet article passe en revue des technologies de surveillance des cyanobactéries et des cyanotoxines en analysant la sensibilité, les avantages et les limites de diverses méthodes.

• Algae watch (gouvernement de la Colombie-Britannique, 2023)
  Ce site Web fournit des ressources éducatives de science citoyenne pour reconnaître les efflorescences algales et signaler leur présence en Colombie-Britannique en l’indiquant sur une carte d’observation en ligne.

• State of knowledge on early warning tools for cyanobacteria detection (Almuhtaram et coll., 2021)
  Cet article de revue synthétise les connaissances actuelles sur les outils de surveillance des fleurs d’eau de cyanobactéries, y compris les outils conventionnels et les techniques émergentes (p. ex. le séquençage génomique, les systèmes photoniques, les biocapteurs, les drones et l’apprentissage machine).

• Monitoring, managing, and communicating risk of harmful algal blooms (HABs) in recreational resources across Canada (Rashidi et coll., 2021)
  Cet article présente une analyse environnementale des stratégies et des protocoles provinciaux et territoriaux de surveillance, de gestion et de communication des risques des HAB pour les eaux utilisées à des fins récréatives.

Lignes directrices : eau potable

• Drinking water health advisory documents for cyanobacterial toxins (EPA des États-Unis, 2023)
  Ce site Web fournit des renseignements de référence pour publier des avis sanitaires relatifs à la présence de cyanotoxines (anatoxine-a, cylindrospermopsine et microcystine) dans l’eau potable aux États-Unis.

• Guidelines for drinking-water quality: fourth edition (Organisation mondiale de la Santé, 2022)
  Ce guide fournit un aperçu des lignes directrices de l’OMS pour l’eau potable sûre, notamment au sujet des cyanobactéries et des cyanotoxines, et présente un cadre simplifié des niveaux d’alerte permettant d’émettre rapidement des avertissements et de guider la gestion à court terme.

• Recommandations pour la qualité de l’eau potable au Canada : document technique : les toxines cyanobactériennes(Santé Canada, 2018) 
  Ces recommandations justifient la concentration maximale acceptable de microcystines totales dans l’eau potable au Canada. On y explique aussi comment les mettre en œuvre en ce qui concerne les fleurs d’eau.

Lignes directrices : eaux utilisées à des fins récréatives

• Recommandations au sujet de la qualité des eaux utilisées à des fins récréatives au Canada – Les cyanobactéries et leurs toxines (Santé Canada, 2022)
  Ce guide établit la valeur recommandée pour les microcystines totales (10 µg/l) et d’autres indicateurs de la présence potentielle de cyanotoxines dans les eaux canadiennes utilisées à des fins récréatives.

• WHO guidelines on recreational water quality: volume 1: coastal and fresh waters (OMS, 2021)
  Ce guide décrit les approches recommandées par l’OMS pour gérer les risques pour la santé liés aux eaux utilisées à des fins récréatives. La section 5 présente de l’information sur les HAB, y compris des indicateurs et des valeurs recommandées et un cadre de niveaux d’alerte pour gérer les HAB.

• Recreational water quality criteria or swimming advisories for cyanotoxins (EPA des États-Unis, 2019)
  Ce site Web renseigne les nageurs et les personnes pratiquant des loisirs aquatiques sur les concentrations de microcystines et de cylindrospermopsines recommandées par l’EPA des États-Unis dans les eaux utilisées à des fins récréatives.

Gérer et prévenir les phénomènes d’efflorescence

• Waterborne disease outbreak investigation toolkit (CDC des États-Unis, 2023)
  Cette trousse contient de l’information sur la conduite d’enquêtes sur les éclosions de maladies hydriques ainsi qu’une annexe détaillée sur les enquêtes liées aux efflorescences algales nuisibles (p. 30-42).
• Recherche scientifique sur l’eau douce (Ohio Sea Grant et Stone Lab, 2022)
  Ces enregistrements de webinaires font état de la recherche sur les technologies de traitement des cyanotoxines dans l’eau potable, et comprennent notamment des présentations sur le charbon actif, l’osmose inverse et les traitements biologiques.
• Ressources de l’EPA des États-Unis (2022-2023)
  Ces guides de référence rapide présentent les technologies de traitement permettant de gérer les HAB dans l’eau potable et les eaux utilisées à des fins récréatives, de même que leur efficacité relative et leurs limites :
  • Summary of cyanotoxins treatment in drinking water (EPA des États-Unis, 2022)
  • Control measures for cyanobacterial HABs in surface water (EPA des États-Unis, 2023)
  • Preventative measures for cyanobacterial HABs in surface water (EPA des États-Unis, 2023)

• Strategies for preventing and managing harmful cyanobacterial blooms (HCB-1) et Benthic harmful cyanobacterial blooms (HCB-2) (Interstate Technology and Regulatory Council, 2020 et 2022)
  Ces documents de référence fournissent un aperçu détaillé des cyanobactéries et de leurs caractéristiques écologiques, des cyanotoxines et de leurs effets sur la santé, des outils de surveillance, des approches de communication et des moyens d’agir.

• A critical review on operation and performance of source water control strategies for cyanobacterial blooms: part II-mechanical and biological control methods (Kibuye et coll., 2021)
  Cet article de revue décrit des stratégies physiques (aération, dragage, sonication) et biologiques pour lutter contre la présence de cyanobactéries dans l’eau douce et explique les forces et limites de chaque approche.

• Cyanobacterial harmful algal blooms in aquatic ecosystems: a comprehensive outlook on current and emerging mitigation and control approaches (Sukenik et Kaplin, 2021)
  Cet article de revue examine les approches d’atténuation et les méthodes de traitement émergentes pour les lacs ainsi que les traitements de l’eau potable.

• Decision protocols for cyanobacterial toxins in B.C. drinking water and recreational water(gouvernement de la Colombie-Britannique, 2018)
  Ce document d’aide à la décision fournit des recommandations pour évaluer et gérer les fleurs d’eau de cyanobactéries en Colombie-Britannique, de même que des arbres de décision pour la gestion des phénomènes d’efflorescence dans l’eau potable ou les eaux utilisées à des fins récréatives.

Autres guides thématiques du CCNSE sur l’eau :

• Eaux côtières, eau douce et autres espaces récréatifs où l’eau n’est pas traitée
• Lignes directrices pour l’eau potable et gouvernance
• Petits réseaux d’eau potable et puits privés