Effets des niveaux d’eau sur le transport des contaminants

Les résultats de travaux réalisés par une équipe de scientifiques d'Environnement Canada montrent que les concentrations de contaminants observées dans le fleuve Saint-Laurent à Québec sont influencées à la fois par les quantités rejetées dans les écosystèmes aquatiques et par l’origine des masses d'eau qui les transportent, dont celle des Grands Lacs.

C’est à partir des données recueillies depuis 1995 à la station de référence de la qualité de l’eau du Saint-Laurent de Lévis que les scientifiques se sont rendus compte que les teneurs en mercure, en pesticides et en hydrocarbures aromatiques polycycliques variaient d’une saison à l’autre, d’une année à l’autre et selon l’origine de la masse d’eau à Québec. Ces données couvrent quatre années de débits moyens et trois années de bas niveaux, et leur interprétation permettra de guider les recommandations relatives au suivi et à la gestion des niveaux d'eau du bassin Grands Lacs–Saint-Laurent en fonction de la présence de certaines substances qui risqueraient de contaminer l'eau ou des organismes aquatiques.

Mercure

La concentration moyenne du mercure dissous mesurée dans le Saint-Laurent à la hauteur de Québec est d’environ 0,6 ng/L durant l’hiver, ce qui est inférieur au critère de qualité de 1,3 ng/L relatif au mercure dissous pour la protection de la faune terrestre piscivore. Lors de la fonte des neiges, les concentrations peuvent cependant quintupler pour atteindre 3 ng/L, ce qui est nettement supérieur au critère. Selon les scientifiques, le critère de 1,5 ng/L, établi pour prévenir la contamination par le Hg chez les humains consommant des organismes aquatiques, a également été dépassé. Le dépassement de ces critères survient surtout durant les périodes de crue et peut durer cinq ou six semaines.

Les concentrations problématiques de mercure correspondent à la période de la fonte des neiges, durant laquelle l’apport des tributaires augmente substantiellement. D’ailleurs, les observations montrent qu’il y a une corrélation positive entre la hausse du mercure dissous et le débit des rivières Jacques-Cartier et Richelieu. Par conséquent, une régularisation de la crue printanière visant à retenir davantage l’eau des Grands Lacs serait susceptible de réduire la dilution et, du coup, la qualité de l’eau du fleuve relativement au mercure.

Atrazine

Les concentrations d’atrazine mesurées dans le fleuve à Québec sont nettement inférieures au critère de qualité pour la prévention de la contamination des organismes aquatiques (780 ng/L), le critère le plus sévère attribué à cette substance par le ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec. Les spécialistes notent une diminution des concentrations d’atrazine dans le fleuve Saint-Laurent à Québec d’environ 5,5 % par année, soit l’équivalent de la baisse annuelle de 6 % des ventes d’atrazine au Québec entre 1995 et 1999.

Selon les saisons, les concentrations d’atrazine varient jusqu’à doubler en juillet, période correspondant à la production agricole, alors qu’elles diminuent aux plus bas niveaux lors de la crue printanière. Par ailleurs, les concentrations maximales d’atrazine surviennent lorsque les apports en eau des Grands Lacs sont le plus importants. En effet, le lac Ontario est la principale source d’atrazine dans le Saint-Laurent, sauf en période d’épandage d’herbicides durant laquelle les tributaires contribuent le plus à la contamination du fleuve.

La gestion des niveaux d'eau peut avoir un effet positif mais limité pour réduire les pointes de contamination par les pesticides. Les niveaux d’atrazine dans le fleuve sont plus élevés durant l’été à cause de l’apport des tributaires. L’été est la seule période de l’année durant laquelle les eaux des Grands Lacs pourraient servir à diluer les apports agricoles des tributaires en atrazine. Seulement, la forte contamination des eaux des Grands Lacs par l’atrazine limite leur efficacité comme source de dilution.

Hydrocarbures aromatiques polycycliques

Les concentrations des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) totaux dissous à Québec varient au fil des saisons et atteignent des sommets durant l’hiver, avec des concentrations de trois à quatre fois plus élevées que celles atteintes à la fin de l’été, mais sans jamais dépasser le critère de 49 ng/L relatif aux HAP totaux pour la prévention de la contamination des organismes aquatiques. La concentration maximale observée depuis 1995 coïncide avec la tempête de verglas qui frappa le Québec au début de janvier 1998 et priva d’électricité plus d’un million de personnes. Pendant les quelques jours que dura la panne, la population du sud-ouest du Québec a eu massivement recours au chauffage au bois, dont la combustion produit des HAP.

Les données existantes indiquent que la concentration des HAP dissous est reliée au débit du fleuve par un mécanisme particulier durant l’étiage et la saison intermédiaire : la concentration des HAP obéit alors à une équation de mélange de deux sources, les Grands Lacs et les tributaires du Saint-Laurent. Par ailleurs, durant l’hiver, saison où les concentrations maximales sont observées, le surplus de HAP dissous semble provenir d’une source plus rapprochée de Québec. La réduction des concentrations maximales de HAP dissous dans le fleuve ne pourra se faire sans l’identification préalable des sources hivernales.

Un contrôle possible ?

Les résultats des modèles de dilution permettent de croire qu’il est possible de contrôler les  concentrations des contaminants par la régularisation des niveaux d'eau. Cependant, de grands volumes d'eau sont nécessaires pour diluer les concentrations de contaminants, et les faibles concentrations mesurées dans le Saint-Laurent ne justifieraient pas un tel effort de régularisation des niveaux d’eau. La gestion des niveaux d’eau permettra, au mieux, de réduire les variations des concentrations des contaminants. Par ailleurs, les eaux fluviales contiennent de nombreuses autres substances au sujet desquelles il y a peu ou pas d'information et dont la provenance exacte n’est pas connue. Pour être en mesure de réduire les concentrations de ces substances, de nouvelles études devront être entreprises.

Documentation

Rondeau, B., P. Gagnon et I. Saulnier. 2003. Influence of Water Levels on the Water Quality of the St. Lawrence River in the Quebec City Region.  Environnement Canada – Région du Québec, Conservation de l’environnement, Centre Saint-Laurent. Rapport scientifique remis à la Commission mixte internationale.