Historical Trends of Cyanobacteria and their Toxins in Four Eastern Canadian Source Waters

La mesure in situ des concentrations de cyanotoxines est laborieuse. L'étude de la dynamique des cyanobactéries et cyanotoxines est un complément important dans le domaine de l'eau. L'objectif de cette étude était de déterminer les cyanobactéries dominantes et la relation entre la biomasse et la concentration de cyanotoxines dans quatre lacs du Québec sur la base des données historiques du Ministère du Développement Durable de l'Environnement et des Parc (MDDEP). La dynamique étudiée peut être utilisée comme une base pour établir une méthode efficace pour mesurer rapidement les cyanotoxines et d'assurer une meilleure élimination des cyanotoxines dans l'eau potable. Des campagnes d'échantillonnage ont été effectuées par le MDDEP de 2000 à 2008 dans quatre lacs, Baie Missisquoi, lac Nairne, lac Brome et lac William. Cyanotoxines ont été surveillés et mesurés par des méthodes de laboratoire. Les résultats de ces observations ont permis d'effectuer une vaste surveillance des variations spatio-temporelles de l'abondance de cyanobactéries et des espèces de cyanobactéries et cyanotoxines dans les quatre lacs. L'analyse des données démontre que les concentrations de mcirocystine LR équivalent (MC-LR éq) détectées dans l'écume étaient beaucoup plus élevées que les seuils d'alerte établis par l'organisation mondiale de la santé (OMS). Il'est difficile de déterminer quelles étaient les espèces dominantes les plus abondantes dans l'eau. Cependant, les espèces dominantes ont été facilement identifiées dans l'écume. La concentration d'anatoxine détectée a toujours été faible, même inférieure à la limite de détection (LOD) (Annexe 2). Bien que l'anatoxine soit potentiellement produite par les cyanobactéries, Aphanizomenon flos-aquae et Anabaena flos-aquae étaient les espèces les plus fréquemment présentes dans les échantillons. L'abondance de cyanobactéries potentiellement MC produites dans l'écume était toujours accompagnée de forte concentration de MC-LR éq. L'analyse des données montre que la relation entre la biomasse des cyanobactéries et les concentrations de MC-LR éq n'est pas claire, cependant, quand l'eau etait dominée par des espèces spécifiques, les relations étaient beaucoup plus apparentes.

Abstract

The concentration of cyanotoxins is hard to be measured in situ. The study of the dynamics of cyanobacteria and cyanotoxins is a strong complement to the drinking water scientific knowledge. The goal of this study was to identify the dominant cyanobacteria and the relationship between the biomass and the concentration of cyanotoxins in four lakes in Quebec based on the historical data obtained from the Quebec Ministry of Durable Development of Environment and Parks (MDDEP). The dynamic studied can be used as a base to establish an effective method for rapid measurement of cyanotoxins and to ensure better removal of cyanotoxins in drinking water. Sampling was conducted from 2000 to 2008 in four lakes, Missisquoi Bay, Lake Nairne, Lake Brome and Lake William. Cyanotoxins were monitored and measured by laboratory methods. The results of these monitoring showed large spatial-temporal variations of cyanobacterial abundance, cyanobacteria species, and cyanotoxins in these four lakes. The concentrations of Microcystin-LR equivalent (MC-LR eq) detected in the scums were much higher than the alert threshold established by World Health Organization (WHO). It was difficult to determine the dominant cyanobacterial species as well as the most abundant species in these waters. However, in the scum, the dominant species were easily identified. The concentration of anatoxin detected was always low even lower than the Limit of Detection (LOD) (Appendix 2), although the potentially anatoxin producing cyanobacteria, Aphanizomenon flos-aquae and Anabaena flos-aquae were the more frequent present species in samples. The abundance of potentially MC producing cyanobacteria in water always accompanied with high concentration of MC-LR eq. Data analysis demonstrates that the relationship between the biomass of cyanobacteria and the concentrations of MC-LR eq is not clear, however when water dominated by specific species, the relationships were much clearer.