Ecological effects and causal synthesis of oil sands activity impacts on river ecosystems : water synthesis review

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dc.contributor.author
Culp, Joseph M.
Droppo, Ian G.
di Cenzo, Peter D.
Alexander, Alexa C.
Baird, Donald J.
Beltaos, Spyros
Bickerton, Greg
Bonsal, Barrie
Brua, Robert B.
Chambers, Patricia A.
Dibike, Yonas
Glozier, Nancy E.
Kirk, Jane L.
Levesque, Lucie
McMaster, Mark
Muir, Derek C.
Parrott, Joanne L.
Peters, Daniel L.
Pippy, Kerry
Roy, James W.
dc.date.accepted
2020-12-18
dc.date.accessioned
2026-02-17T16:20:05Z
dc.date.available
2026-02-17T16:20:05Z
dc.date.issued
2021-01-04
dc.date.submitted
2020-07-22
dc.description.abstract - en
Oil sands development in the lower Athabasca River watershed has raised considerable public and scientific concerns regarding perceived effects on environmental health. To address this issue for tributaries and the mainstem of the Athabasca River in the Athabasca Oil Sands Region, the Water Component of the Joint Oil Sands Monitoring (JOSM) plan produced monitoring assessments for seven integrated themes: atmospheric deposition, tributary water quality, river mainstem water quality, groundwater quality and quantity, water quality and quantity modelling, benthic invertebrate condition, and fish health. Our review integrates and synthesizes the large and diverse datasets assembled in the seven JOSM theme assessments to (i) evaluate possible environmental effects based on known sources and candidate proximal causes and (ii) determine the importance of cause-and-effect pathways related to contaminant, sediment, and nutrient inputs. Although JOSM research identified ecological effects that appear to be associated with contaminant exposure, the source of this exposure is confounded by co-location of, and inability to differentiate between, oil sands operations (principally released by atmospheric emission) and inputs from the natural bitumen outcrops (e.g., erosional material transported by surface and groundwater flows). Nutrient enrichment from treated municipal sewage effluent was the dominant ecological effect observed for the mainstem Athabasca River, associated with increased fish size and changes in invertebrate assemblages, likely because this pollution source is discharged directly into the river. If the direct release of treated oil sands process water occurs in the future, then the potential ecological impact of these direct industry releases will need to be evaluated carefully. The ecological causal assessment method proved to be a useful tool for better understanding how stressor sources relate to ecological effects through candidate proximate causes. Factors that confound our ability to assess the ecological effects of oil sands development focus on our inability to adequately differentiate between contaminants supplied from natural and anthropogenic contaminant sources. Our causal synthesis identifies options for changes in future monitoring to better anticipate and detect degradation in the ecosystem health of the lower Athabasca River and its tributaries.
dc.description.abstract-fosrctranslation - fr
L’exploitation des sables bitumineux dans le cours inférieur du bassin versant de la rivière Athabasca a suscité une grande inquiétude chez le public et les scientifiques quant aux effets perçus sur la santé environnementale. Afin d’aborder cette question pour les affluents et le cours principal de la rivière Athabasca dans la région des sables bitumineux de l’Athabasca, la composante eau du programme de surveillance conjointe des sables bitumineux (SCSB) a produit des évaluations des surveillances pour sept thèmes intégrés : le dépôt atmosphérique, la qualité de l’eau des affluents, la qualité de l’eau du cours principal de la rivière, la qualité et la quantité des eaux souterraines, la modélisation de la qualité et de la quantité de l’eau, la condition des invertébrés benthiques et la santé des poissons. La synthèse réalisée par les auteurs intègre et résume les vastes et divers ensembles de données rassemblés dans les sept évaluations thématiques du programme de SCSB pour (i) évaluer les effets environnementaux possibles sur la base des sources connues et des causes proximales candidates et (ii) déterminer l’importance des voies de causalité liées aux apports de contaminants, de sédiments et de nutriments. Bien que les recherches du programme de SCSB aient identifié des effets écologiques qui semblent être associés à l’exposition aux contaminants, la source de cette exposition est confondue par la co-localisation et l’incapacité à différencier entre les opérations d’exploitation des sables bitumineux (principalement rejetés par émission atmosphérique) et les apports provenant des affleurements naturels de bitume (par exemple, les matériaux formés par l’érosion transportés par le flux des eaux de surface et souterraines). L’enrichissement en nutriments des effluents d’eaux usées municipales traitées a été l’effet écologique dominant observé pour le cours principal de la rivière Athabasca, associé à l’augmentation de la taille des poissons et aux changements dans les assemblages d’invertébrés, probablement parce que cette source de pollution est rejetée directement dans la rivière. Si le rejet direct des eaux de traitement des sables bitumineux se produit à l’avenir, l’impact écologique potentiel de ces rejets directs de l’industrie devra alors être soigneusement évalué. La méthode d’évaluation des causes écologiques s’est avérée constituer un outil utile pour mieux comprendre comment les sources de stress sont liées aux effets écologiques par des causes immédiates candidates. Les facteurs qui confondent notre capacité à évaluer les effets écologiques de l’exploitation des sables bitumineux se concentrent sur notre incapacité à différencier de manière adéquate les contaminants provenant de sources naturelles et anthropiques. Cette synthèse sur les voies de causalité identifie des options de changements dans la surveillance future afin de mieux anticiper et détecter la dégradation de la santé de l’écosystème du cours inférieur de la rivière Athabasca et de ses affluents. [Traduit par la Rédaction]
dc.identifier.doi
https://doi.org/10.1139/er-2020-0082
dc.identifier.issn
1181-8700
1208-6053
dc.identifier.uri
https://open-science.canada.ca/handle/123456789/4244
dc.language.iso
en
dc.publisher - en
Canadian Science Publishing
dc.publisher - fr
Canadian Science Publishing
dc.rights - en
Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
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Gold
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Or
dc.rights.uri - en
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.uri - fr
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.fr
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Oil sands
Water quality
Fish
Rivers
dc.subject - fr
Sables bitumineux
Qualité de l'eau
Poisson
Fleuve / Rivière
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Sables bitumineux
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Ecological effects and causal synthesis of oil sands activity impacts on river ecosystems : water synthesis review
dc.type - en
Article
dc.type - fr
Article
local.article.journalissue
2
local.article.journaltitle - en
Environmental Reviews
local.article.journalvolume
29
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315 - 327
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