Étude de la relation qui existe entre l'eau potable et la gastro-entérite à Edmonton: 1993-1998

5 : Discussion et conclusions

5.1 Introduction

Les éclosions de maladies gastro-intestinales d'origine hydrique sont bien documentées en Amérique du Nord. À Milwaukee aux É.-U. en 1993, un nombre estimé de 403 000 personnes a été infecté par Cryptosporidium par un approvisionnement d'eau contaminé (MacKenzie et al., 1994). Au Canada, entre 1986 et 1993, environ 150 éclosions présumée s être imputables à de l'eau potable infectieuse ont été signalées à Santé Canada (Todd, 1991, 1994, 1996, 1997, 1998). À Walkerton en Ontario au mois de mai 2000, sept morts et environ 2 000 maladies ont découlé de la contamination du puits d'eau municipal par E. coli O157:H7 et Campylobacter spp. (Bureau de santé de Grey Bruce, 2000). À Battlefords en Saskatchewan, environ 6 000 personnes ont contracté une gastro-entérite associée à une cryptosporidiose d'origine hydrique en avril 2001 (Stirling et al, 2001). Ces éclosions passées et des études récentes selon lesquelles l'eau potable peut être un facteur contributif important à la gastro-entérite endémique (non liée à des éclosions) (Payment et al., 1997; Schwartz et al., 1997; Isaac -Renton et al., 1999 ) démontrent la vulnérabilité de nombreuses villes nord-américaines aux maladies d'origine hydrique et ont attisé les débats au Canada et aux États-Unis concernant la nécessité d'élaborer des lignes directrices plus strictes sur la qualité de l'eau, de modifier les politiques de gestion des bassins hydrographiques et de traiter davantage l'eau potable avant de la distribuer.

EPCOR Water Services Inc. (une filiale de EPCOR Utilities Inc.) alimente en eau la ville d'Edmonton et ses environs. Un vaste réseau de distribution par conduites s'étendant sur environ 3 100 kilomètres permet l'accès à plus de 40 collectivités. Edmonton et ses environs sont desservis par deux stations de traitement d'eau situées dans la ville (Figures 1 et 2) : la station Rossdale et la station E.L. Smith. La station de traitement E.L. Smith a été construite en 1976, tandis que la station Rossdale l'a été dans les années 1940. La station Rossdale a été modernisée plusieurs fois depuis sa construction. Un événement d'un intérêt particulier à la présente étude est que le 10 décembre 1997, le point de captage de l'eau brute de Rossdale a été déplacé vers le centre de la rivière dans le but d'améliorer la qualité de l'eau brute. Au même moment, des compteurs de particules ont été introduits à la station Rossdale, permettant une bien meilleure optimisation des filtres afin de minimiser l'effet des périodes du filtre au rejet, les points culminants du filtre et les augmentations de particules à la fin des cycles des filtres. En aval de la station E.L. Smith et en amont de la station Rossdale, 85 égouts pluviaux se déchargent dans la rivière Saskatchewan Nord. Les deux stations tirent de l'eau non traitée dans la rivière Saskatchewan Nord et utilisent la clarification, l'adoucissement, la recarbonation, la filtration et la désinfection dans leur procédé de traitement de l'eau.

La rivière Saskatchewan Nord prend naissance au pied des champs de glace Columbia des montagnes Rocheuses au sud-ouest d'Edmonton et s'écoule directement dans Edmon ton. Dans son parcours, la rivière est alimentée par de nombreux ruisseaux et rivières. Contrairement aux bassins hydrographiques qui servent de source d'eau à Vancouver, le bassin hydrographique de la rivière Saskatchewan Nord n'est pas protégé. Couvrant 28 000 kilomètres carrés, le bassin hydrographique comporte de nombreux points potentiels d'introduction d'agents pathogènes : des lieux récréatifs, des rejets d'eaux usées traitées des collectivités en amont, des fosses septiques privées et des exploitations agricoles.

Le premier objectif de la présente étude était de déterminer si la gastro-entérite endémique chez les résidents d'Edmonton a été influencée par l'approvisionnement en eau municipal entre janvier 1993 et décembre 1998. Cet objectif a été atteint en étudiant les relations qui existent entre les atteintes associées à la gastro-entérite (admissions à l'hôpital, consultations en salle d'urgence, consultations dans les bureaux de médecins et consultations dans des centres de soins prolongés) et l'approvisionnement résidentiel en eau potable, ainsi que la qualité de l'eau prête au débit. L'impact des modifications apportées à la station Rossdale le 10 décembre 1997 a été examiné dans l'étude, ainsi que les effets de paramètres environnementaux tels que les précipitations. Un autre objectif de la présente étude était de comparer et de dégager l'utilité de divers indicateurs de la qualité de l'eau en identifiant les liens potentiels à la gastro-entérite. En plus de la turbidité, des numérations de particules de l'eau prête au débit ont été examinées, ainsi que des indicateurs concernant l'eau non traitée tels que la turbidité et la numération des coliformes.

5.2 Aperçu de la méthodologie

Des analyses descriptives et deux approches méthodologiques principales ont été utilisées dans la présente étude. Une discussion détaillée sur les approches méthodologiques et les sources de données utilisées dans cette étude est fournie à la Section 3 du présent rapport.

5.2 a) Analyse multivariée de régression logistique

La régression logistique multivariée a été employée pour déterminer s'il existait des différences dans le risque de gastro-entérite endémique entre les régions de service d'eau (Rossdale par rapport à E.L. Smith), avant et après les modifications apportées à la station Rossdale le 10 décembre 1997 (déplacement du point de captage de l'eau et introduction des compteurs de particules). Dans la première des deux approches (MLG), les cas (individus ayant reçu des diagnostics liés à la gastro-entérite) et les témoins (individus ayant reçu des diagnostics liés à des maladies respiratoires) ont été assignés à une région de service d'eau selon leur lieu de résidence. Des modèles séparés ont été évalués pour chaque source de données sur les atteintes (hospitalisation, consultation en salle d'urgence, consultations dans les bureaux de médecins et consultations dans les centres de soins prolongés), pour tous les individus âgés de 2 ans et plus. L'âge a été ajusté en tant que variable nominale. En plus de la source d'eau et de l'âge, le revenu moyen de ménage et la saison sont d'autres variables qui ont été inclues dans le modèle. Le revenu de ménage a été employé comme un indicateur du statut socio-économique et a été assigné aux individus en fonction de leur secteur de dénombrement. La saison a été ajustée à l'aide de splines.

Dans la deuxième approche, une modélisation spatiale logistique multivariée utilisant un modèle additif généralisé (MAG spatial) a été suivie pour fournir une représentation vi suelle des différences géographiques des risques de gastro-entérite endémique chez les résidents d'Edmonton. L'objectif de cette analyse était d'évaluer la tendance spatiale du risque en fonction des régions de service d'eau. La modélisation a été entreprise comme précédemment (régression logistique multivariée), mais au lieu d'ajuster une variable nominale de source d'eau, la latitude et la longitude ont été ajustées à l'aide d'une fonction de lissage loess et d'une variable correspondant au moment de la mise en place des améliorations à la station Rossdale (10 décembre 1997). La saison a aussi été ajustée à l'aide d'une fonction de lissage loess.

5.2 b) Analyse des séries chronologiques

Comme pour l'étude de Vancouver (Aramini et al., 2000), une approche par séries chronologiques a été employée pour examiner la relation temporelle qui existe entre la qualité de l'eau et la gastro-entérite. Un modèle additif généralisé (MAG) a été employé. L'objectif de cette analyse était d'étudier et de quantifier les associations temporelles entre la gastro-entérite endémique telles que mesurées par les hospitalisations, les consultations en salle d'urgence, dans les bureaux de médecins et dans les centres de soins prolongés, et les paramètres de qualité de l'eau (principalement la turbidité de l'eau prête au débit) de 1993 à 1999. L'approche de modélisation tenait compte de l'effet d'autres variables importantes et potentiellement confusionnelles telles que les effets saisonniers et à long terme, et utilisait des lisseurs de régression non paramétriques pour évaluer la relation entre la turbidité et la gastro-entérite. Deux approches de modélisation différentes, quoique apparentées, ont été utilisées dans la présente étude : une approche de régression de Poisson et une approche de régression binomiale (cas-témoin). Dans le cas de l'approche de modélisation de Poisson, les relations qui existent entre les chiffres quotidiens des atteintes telles que mesurées par les admissions à l'hôpital, les consultations en salle d'urgence, dans les bureaux de médecins et les centres de soins prolongés, et les paramètres de qualité de l'eau de 0 à 40 jours précédant l'événement de l'atteinte ont été étudiées. L'approche de modélisation binomiale (cas-témoin) a examiné pour chacun des groupes d'événements d'atteinte la relation qui existe entre la nature du cas (gastro-intestinal par rapport à maladie respiratoire) et la qualité de l'eau de 0 à 40 jours précédant un événement d'atteinte. Chacun des ensembles de données sur les atteintes et les groupes d'âge (2-18 ans, >18-65 ans, >65 ans) ont été modélisés de façon indépendante.

5.3 Discussion des résultats

5.3 a) Analyses descriptives

Des sommaires descriptifs détaillés des ensembles de données sur les atteintes (hospitalisations, consultations en salle d'urgence, dans les bureaux de médecins et dans les centres de soins prolongés) et des ensembles de données sur les facteurs de risque (paramètres de l'eau prête au débit et de l'eau non traitée, précipitations, revenu moyen de ménage, etc) sont fournis à la Section 4.1.

Tel que prévu, les paramètres de l'eau non traitée indiquent une meilleure qualité de l'eau entrant à la station E.L. Smith par rapport à la station Rossdale, tant avant qu'après le 10 décembre 1997. Les différences sont les plus prononcées pour les coliformes totaux et fécaux. Après le 10 décembre 1997, les différences de paramètres de l'eau non traitée sont moins marquées entre les stations.

La turbidité quotidienne de l'eau prête au débit était d'un intérêt particulier pour l'analyse des séries chronologiques. Avant le 10 décembre 1997, les valeurs de turbidité de l'eau prête au débit (moyenne et médiane) étaient légèrement plus faibles à la station E.L. Smith. Après le 10 décembre 1997, les statistiques sommaires semblent être équivalentes. Les numérations moyenne et médiane des particules à la station E.L. Smith étaient légèrement plus faibles que celles de la station Rossdale; toutefois, les données sur la numération des particules doivent être interpr étées avec prudence parce que ces données n'étaient disponibles que pour l'année 1998. Malgré les petites améliorations de la turbidité de l'eau prête au débit à la station Rossdale après le 10 décembre 1997, les valeurs de turbidité de l'eau prête au débit des deux stations durant toute la période à l'étude étaient conformes aux recommandations canadiennes sur la turbidité de l'eau potable ⁷.

Les différences de paramètres de qualité de l'eau entre les approvisionnements en eau ont justifié les efforts d'étudier l'influence de la source d'eau (E.L. Smith, Rossdale avant le 10 décembre 1997, Rossdale après le 10 décembre 1997) sur la gastro-entérite endémique en utilisant une régression logistique multivariée et en limitant l'analyse des séries chronologiques aux individus que l'on présumait être à plus haut risque de contracter une gastro-entérite d'origine hydrique (personnes desservies par la station Rossdale avant le 10 décembre 1997). Il était attendu que si une relation temporelle existait entre la qu alité quotidienne de l'eau et la gastro-entérite, elle serait le plus vraisemblablement identifiée dans ce dernier sous-ensemble.

L'importante disparité géographique du revenu moyen de ménage parmi les résidents d'Edmonton avait également un intérêt. Tel que prévu, les revenus des ménages étaient généralement plus élevés dans les secteurs au sud-ouest de la ville et hors du centre de la ville. Étant donné que les facteurs socio-économiques sont considérés comme étant des déterminants clés de la santé, il était pertinent d'inclure ce facteur confusionnel potentiel dans l'approche logistique multivariée.

5.3 b) Analyse multivariée de régression logistique

Les résultats de la régression logistique multivariée sont présentés en détails à la Section 4.2a.

Après avoir ten u compte de l'effet de variables confusionnelles potentielles (revenu moyen de ménage, âge, tendances saisonnières), les résultats du modèle logistique multivarié, qui ajuste une variable nominale en fonction de la source d'eau, suggèrent une petite diminution du risque de gastro-entérite chez les résidents approvisionnés par la station Rossdale après les modifications qui ont été apportées le 10 décembre 1997. Étant donné que de nombreux facteurs avaient le potentiel d'affecter les risques de gastro-entérite et de maladies respiratoires durant la période à l'étude, les comparaisons entre les régions de service ont été limitées à l'intérieur de la même période de référence (soit avant ou après le 10 décembre 1997). Pour la même raison, l'interprétation des résultats a été basée sur le changement relatif dans la relation entre les régions de service de Rossdale et de E.L. Smith après le 10 décembre 1997, et non sur la valeur absolue des estimations de paramètre de ces modèles. Les analyses des quatre ensembles de données sur les atteintes ont démontré une tendance vers une diminution du risque de gastro-entérite chez les résidents desservis par la station Rossdale par rapport à la station E.L. Smith suite aux améliorations effectuées à la stati on Rossdale.

L'interprétation des résultats de la régression logistique doit être faite avec circonspection parce que l'ampleur des effets était relativement faible (rapports de cotes avoisinant un). Les rapports de cotes compris entre 0,5 et 2,0 sont généralement considérés comme étant relativement sensibles à l'influence des facteurs confusionnels non contrôlés. Il est également important de noter que les améliorations apportées à la station Rossdale ne sont qu'une cause potentielle des associations observées. Les résultats démontrent une tendance vers une diminution du risque de gastro-entérite (par rapport aux maladies respiratoires) chez les résidents desservis par la station Rossdale après le 10 décembre 1997 par rapport aux résidents desservis par la station E.L. Smith. Bien qu'il soit plausible que cet effet soit dû aux améliorations apportées à la station Rossdale, d'autres combinaisons d'événements pourraient avoir entraîné une relation similaire. Des facteurs (autres que l'eau potable) qui pourraient avoir eu des répercussions sur la gastro-entérite endémique ou les maladies respiratoires de façon différentielle entre les régions de service pourraient avoir contribué à la relation observée. L'absence de profil spatial évident des risques en rapport avec les régions de service souligne encore davantage la nature ténue de cette hypothèse causale. Néanmoins, les associations observées correspondent aux améliorations apportées à la station Rossdale.

5.3 c) Analyse des séries chronologiques

Les résultats des séries chronologiques sont présentés en détails à la Section 4.2b.

Suivant les résultats descriptifs et ceux de la modélisation logistique multivariée, l'analyse des séries chronologiques a été restreinte aux ménages approvisionnés par la station de traitement d'eau Rossdale avant le 10 décembre 1997. Néanmoins, aucun décalage significatif n'a été identifié entre la turbidité quotidienne de l'eau prête au débit et la gastro-entérite chez les résidents desservis par la station Rossdale, ce qui suggère l'absence d'un lien important entre la qualité de l'eau prête au débit et la gastro-entérite endémique. La signification statistique et la pertinence biologique des paramètres décalés de qualité de l'eau de 0 à 40 jours précédant les événement s d'atteintes ont été évaluées à l'aide d'une approche par séries chronologiques. Comme pour l'analyse spatiale, le modèle définitif a été ajusté en fonction des effets saisonniers et temporels. Malgré le fait que l'analyse des séries chronologiques se limitait à l'approvisionnement en eau posant le plus grand risque potentiel, elle a échoué à identifier des liens temporels entre la turbidité de l'eau prête au débit (turbidité quotidienne moyenne, turbidité quotidienne médiane et turbidité quotidienne maximale) de la station Rossdale avant le 10 décembre 1997 et la gastro-entérite endémique.

Les critères d'identification d'un décalage significatif ont été définis en employant des principes statistiques et épidémiologiques. Les associations sporadiques statistiquement significatives observées dans les graphiques de surface en 3-D des séries chronologiques ont par la suite été évaluées afin d'obtenir des détails additionnels sur la relation entre une mesure de la turbidité spécifiquement décalée et la gastro-entérite. Le critère statistique primaire d'identification d'un décalage significatif était fondé sur la comparaison des changements de la somme des carrés des écarts dans les modèles, avec et sans variable décalée, à l'aide du test du rapport des vraisemblances. Cette comparaison statistique a permis de faire l'évaluation de l'effet global de la variable. Toutefois, l'application de tests statistiques multiples pour les 40 décalages a augmenté la probabilité de détecter faussement une association stati stiquement significative (erreur de Type I). Conséquemment, seuls les décalages qui étaient significatifs pour deux ou trois jours consécutifs ont fait l'objet d'une évaluation plus approfondie de leur constance entre les différents groupes d'âge et les sources de données. À l'aide des critères susmentionnés (notamment la constance), aucune relation significative n'a été identifiée entre les valeurs de turbidité décalée et la gastro-entérite.

Les modèles finaux dérivés des modèles binomial et de Poisson dans l'analyse des séries chronologiques d'Edmonton étaient similaires à ceux trouvés dans l'étude de Vancouver. Toutefois, les relations (risques relatifs et rapports de cotes) entre la turbidité de l'eau prête au débit et la gastro-entérite endémique telle qu'évaluée par les admissions à l'hôpital, les consultations en salle d'urgence et dans les bureaux de médecins avaient une ampleur nettement inférieure dans l'étude d'Edmonton que les résultats de l'étude des séries chronologiques de Vancouver. De plus, dans l'étude d'Edmonton, seules des associations statistiques sporadiques ont été observées pour la turbidité et la constance des relations n'a pas été maintenue entre les diverses sources de données sur les atteintes.

La turbidité de l'eau prête au débit a été employée comme un indicateur de la qualité de l'eau dans d'autres études sur l'eau potable (Schwartz et al, 2000; Morris et al, 1998; Schwartz et al, 1997). Bien que d'autres paramètres de qualité de l'eau aient été disponibles pour les analyses de la présente étude, la turbidité de l'eau prête au déb it a donné le meilleur ajustement aux données et a procuré les estimations les plus stables des paramètres du modèle. Les relations gastro-intestinales temporelles à la qualité de l'eau ont été déterminées en fonction de cette variable mesurée. Par contraste, l'utilisation d'indicateurs de qualité de l'eau non traitée (turbidité et numérations des coliformes fécaux) et de paramètres environnementaux (précipitations et température) a fourni des estimations très instables, même après avoir effectué un lissage important des données. Cette dernière observation démontre l'absence d'association significative entre les paramètres fluctuants de l'eau non traitée et les précipitations, et la gastro-entérite endémique.

5.4 Conclusion

Par rapport aux résultats de l'étude des séries chronologiques de Vancouver, les observations de la présente étude suggèrent un impact très faible, s'il y en a un, de l'eau potable sur le niveau de gastro-entérite endémique chez les résidents d'Edmonton. Malgré une qualité de l'eau non traitée nettement plus mauvaise à Edmonton par rapport à Vancouver durant les périodes d'étude respectives, aucun lien temporel significatif n'a été identifié entre la qualité de l'eau prête au débit et le risque de gastro-entérite. L'absence de relation temporelle appuie l'opinion selon laquelle la qualité élevée de l'eau potable d'Edmonton minimise adéquatement le risque de gastro-entérite endémique d'origine hydrique. De plus, l'absence de relation significative entre la turbidité de l'eau non traitée, la numération des coliformes fécaux et la gastro-entérite endémique étaye l'efficacité des procédés de traitement utilisés.

La suggestion d'une diminution globale du risque de gastro-entérite endémique chez les résidents desservis par la station Rossdale suite aux améliorations qui y ont été apportées le 10 décembre 1997 (à l'aide de la régression logistique multivariée, MLG) correspond aux améliorations observées des paramètres de qualité de l'eau non traitée et de l'eau prête au débit. L'absence de relation spatiale évidente entre la gastro-entérite endémique et la région de service d'eau (à l'aide de la régression spatiale, MAG), ainsi que l'absence de relation temporelle significative entre la gastro-entérite endémique et la turbidité de l'eau prête au débit (à l'aide de l'analyse des séries chronologiques, MAG) suggèrent que cette diminution apparente du risque est mineure et que la relation est ténue. Néanmoins, l'absence d'une diminution évidente du risque de gastro-entérite endémique suite aux améliorations apportées à la station Rossdale en dépit des améliorations marquées de la qualité de l'eau non traitée, ainsi que l'absence d'une relation spatiale évidente parmi les régions de service, appuie d'autant plus l'efficacité des procédés de fonctionnement et de traitement utilisés.