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La qualité des sédiments du Saint-Laurent

Selon les résultats de travaux menés par Environnement Canada, les sédiments de surface du Saint-Laurent sont en gros moins contaminés qu’il y a 20 ans, et ce, grâce aux mesures d’assainissement des effluents. Néanmoins, certaines concentrations de substances persistent et même augmentent.

Avec l’urbanisation, l’ouverture de la Voie maritime du Saint-Laurent vers la fin des années 1950 et la construction de barrages hydroélectriques, le Saint-Laurent a connu un développement industriel important. Par conséquent, les effluents industriels et municipaux déversés dans le fleuve ont eu pour effet de contaminer les sédiments de cet écosystème aquatique par des substances toxiques comme les métaux et les biphényles polychlorés (BPC).

Localisation des lacs fluviaux

Carte : Localisation des lacs fluviaux

La qualité des sédiments est évaluée en fonction de critères établis pour la protection des organismes benthiques et la gestion des sédiments contaminés (EC et MDDEP, 2007). Les critères de qualité définissent deux niveaux de contamination : une concentration seuil produisant un effet (CSE) et une concentration produisant un effet probable (CEP).

- Concentration < CSE =  effets observés rarement
- CSE < Concentration > CEP =  effets observés occasionnellement
- Concentration > CEP = effets observés fréquemment

Le mercure, utilisé dans de nombreux procédés industriels au 20e siècle, est considéré comme le principal contaminant inorganique des sédiments du fleuve Saint-Laurent. Or, les concentrations de ce toxique tendent à diminuer depuis une vingtaine d’années, à la suite de l’application de plans de réduction de la pollution des effluents.

Lac Saint-François

Au cours du dernier siècle, les activités industrielles de la région de Cornwall-Massena ont contribué grandement à la contamination des sédiments du lac Saint-François. Or, depuis 1989, on constate une diminution des concentrations de mercure de 65 % et 56 % pour les rives nord et sud respectivement. Bien que la contamination au mercure semble se résorber graduellement, des fortes concentrations (> CEP) sont toujours présentes au nord, particulièrement autour de l’île Hamilton.

Concentration de mercure dans les sédiments du lac Saint-François
en 1989 et 2008

Concentrations de mercure dans les sédiments du lac Saint-François en 1989

Concentrations de mercure dans les sédiments du lac Saint-François en 2008

Photo : Lac Saint-François

Aussi, on constate une diminution jusqu’à 50% des concentrations des métaux comme le cuivre, le zinc et le plomb depuis 1989, ainsi que celles des BPC d’environ 95% depuis 1979. En 2008, les sédiments du lac Saint-François sont peu contaminés par les métaux à l’exception du secteur nord en amont où le mercure et le zinc persistent. En ce qui concerne les BPC, le secteur sud du lac demeure contaminé.

Concentrations de BPC, de dioxines et de zinc dans les sédiments
de surface au lac Saint-François en 2008

Concentrations de BPC, de dioxines et de zinc dans les sédiments de surface au lac Saint-François en 2008

D’autres substances nouvellement détectées

Les polybromodiphényléthers, communément appelés PBDE, sont utilisés comme retardant de flammes dans les produits domestiques. Les scientifiques les détectent depuis quelques décennies dans les sédiments du Saint-Laurent, et leurs concentrations augmentent. Les effluents municipaux et les apports atmosphériques sont les principales sources des PBDE. La majorité des concentrations les plus élevées se situe dans le secteur amont du lac et prendrait sa source dans les Grands Lacs. Bien qu’ils soient dorénavant interdits dans la fabrication des produits, les PBDE demeurent présents dans bon nombre de produits fabriqués avant l’entrée en vigueur du règlement.

Les dioxines (TCDD) et les furanes (TCDF) sont des substances chimiques organiques produites par le chauffage de composés organiques comme les BPC. Les principales sources sont l'incinération des déchets industriels et la fabrication des pâtes et papiers. La présence de dioxines et de furanes dans les sédiments du lac Saint-François semble généralisée puisque les scientifiques les détectent partout où ils ont procédé à leur analyse. Ainsi, les résultats montrent des concentrations relativement élevées dans le secteur sud du lac ainsi qu’en aval de Cornwall.

Le tributylétain (TBT) sert principalement de produit antisalissure dans les peintures de bateau. Réglementé au Canada depuis 1989, ce produit demeure largement utilisé à l’étranger. Les zones portuaires et les marinas sont en général des secteurs contaminés par le TBT. Au lac Saint-François, les concentrations les plus élevées se situent dans les sédiments d’une marina située sur la rive nord, à Bainsville en Ontario.  

Il est toutefois impossible de déterminer l’impact des TBT et des PBDE sur les organismes benthiques, car jusqu’à maintenant au Canada, aucun critère de qualité n’a été officiellement adopté relativement à ces substances.

Lac Saint-Louis

Situé en aval du lac Saint-François, le lac Saint-Louis connait aussi une réduction des concentrations de mercure dans les sédiments de surface. Les scientifiques ont observé une réduction moyenne de 70 % des concentrations entre 1985 et 2003. Elles sont dorénavant inférieures aux critères de qualité les plus sévères, à l’exception d’un secteur situé au sud du lac.

Concentrations de mercure dans les sédiments du lac Saint-Louis
en 1985 et 2003

Concentrations de mercure dans les sédiments du lac Saint-Louis en 1985

Concentrations de mercure dans les sédiments du lac Saint-Louis en 2003

Photo : îles de la Paix au lac Saint-Louis

Outre le mercure, les sédiments du lac Saint-Louis contenaient, en 2003, des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des BPC à des concentrations dépassant les critères relatifs aux concentrations produisant un effet probable (CEP). Le secteur sud, soit l’embouchure de la rivière Saint-Louis, est le plus sévèrement contaminé du lac. Cette contamination chimique proviendrait probablement d’un tributaire, la rivière Saint-Louis, ainsi que des effluents industriels rejetés dans le lac.

Concentrations de BPC, de HAP et d’arsenic dans les sédiments de surface au lac Saint-Louis en 2003

Concentrations de BPC, de HAP et d'arsenic dans les sédiments de surface au lac Saint-Louis en 2003

Au nord, les concentrations d’arsenic progressent

Alors que les concentrations de la majorité des contaminants chimiques semblent diminuer avec le temps, d’autres au contraire semblent augmenter. C’est le cas de l’arsenic détecté dans les sédiments au nord du lac, à des concentrations qui ont doublé depuis 1985. À la lumière des analyses, les scientifiques émettent l’hypothèse que cette augmentation des concentrations d’arsenic est associée à une source naturelle plutôt qu’anthropique. La structure géologique du territoire pourrait être la source de la présence de cette substance.

Des substances chimiques à surveiller  

Comme au lac Saint-François, des PBDE et le TBT sont détectés pour la première fois dans les sédiments du lac Saint-Louis en 2003. Bien qu’elles soient en moyenne inférieures aux concentrations mesurées dans les Grands Lacs et le lac Saint-Pierre, les scientifiques observent les plus fortes concentrations au nord du lac ainsi que dans le bras de la rivière des Outaouais à l’ouest de l’île Perrot. Quant au TBT, les concentrations les plus élevées se situent dans les sédiments de la marina de Dorval et ceux près de la voie maritime, au sud de l’île Perrot.

Lac Saint-Pierre

Depuis 1976, la qualité chimique des sédiments de surface s’améliore au lac Saint-Pierre. Les scientifiques observent une diminution de plus de 90 p. 100 des concentrations de contaminants organiques (BPC) et de plus de 50 p. 100 des concentrations de contaminants inorganiques (Cu, Hg, Cd et Cr) dans le secteur nord du lac. Les concentrations de mercure sont dorénavant en-dessous du seuil produisant un effet sur les organismes benthiques (CSE), à l’exception chenal aux Castors, au nord de l’île Dupas où elles sont plus élevées. Le secteur sud présente des concentrations de chrome, de cuivre et de nickel sont plus élevées qu’ailleurs au lac Saint-Pierre.

 

Concentrations de mercure dans les sédiments de surface au lac
Saint-Pierre entre 1976 et 2004

Concentrations de mercure dans les sédiments de surface du lac Saint-Pierre en 1976

Concentrations de mercure dans les sédiments du lac Saint-Pierre en 2004

Lac Saint-Pierre
© Michel Arseneau, Environnement Canada

En 2004, les concentrations moyennes de BPC avait diminué de 90 % mais demeuraient élevées dans les chenaux du delta de Sorel et au nord du chenal de navigation sans toutefois dépasser la CEP. Quant aux métaux, ils frôlaient les concentrations naturelles, à l’exception du chrome et du mercure qui dépassaient la CEP à certains endroits.

Concentrations de chrome, PBDE et mercure dans les sédiments
de surface au lac Saint-Pierre en 2003

Concentrations de chrome, PBDE, et mercure dans les sédiments du lac Saint-Pierre en 2003

La présence de fortes concentrations de chrome le long de la rive sud du lac correspond à une zone d’érosion d’argile postglaciaire. Cette argile contient naturellement des concentrations de métaux relativement élevées comme le chrome, le cuivre, le nickel, le sodium et le magnésium. Bien que l’on ne puisse considérer l’argile postglaciaire comme une source de contamination, la biodisponibilité de ces métaux pour les organismes benthiques est à considérer.

Les dioxines et furannes sont également des substances préoccupantes au lac Saint-Pierre. En 2004, des concentrations relativement élevées étaient mesurées dans les chenaux de Sorel, sans toutefois dépasser la CEP. La présence des dioxines et furannes est peut-être plus étendue puisque seuls cinq échantillons prélevés dans les chenaux de Sorel et au nord du lac ont été analysés.

Les concentrations de PBDE en hausse

C’est à partir du profil historique des concentrations de PDBE dans les sédiments profonds que les scientifiques détectent leur présence au milieu des années 1970 au lac Saint-Pierre. En dix ans, les concentrations ont doublé dans les sédiments superficiels du lac Saint-Pierre pour atteindre les plus hautes valeurs mesurées dans le tronçon fluvial, soit 4 ng/g au cours des années 1990, période correspondant à l’augmentation de l’utilisation commerciale de ce produit.  (Pelletier, 2002; Pelletier, 2005).

Bien que les PBDE soient dorénavant des substances interdites, il demeure que les produits en contenant sont toujours présents. C’est donc à long terme que se produira leur élimination.De nos jours, les concentrations varient entre 2,0 et 2,5 ng/g. L’aval de l’archipel et le secteur nord du lac Saint-Pierre présentent les plus fortes concentrations. L’émissaire de la ville de Montréal semble être l’une des principales sources de PBDE.

Que fait Environnement Canada ?

Le suivi de la qualité des sédiments du Saint-Laurent contribue au mandat d’Environnement Canada, qui vise notamment la protection et la conservation des écosystèmes aquatiques. Les données du suivi permettent d’évaluer les changements survenus depuis les dernières décennies dans les concentrations et la distribution spatiale des contaminants chimiques dans les sédiments de surface du Saint-Laurent.

Dans un contexte de suivi environnemental, le secteur des îles de la Paix fait actuellement l’objet de travaux additionnels de surveillance afin de mieux déterminer les endroits les plus contaminés et de trouver d’autres substances potentiellement problématiques. L’analyse des nouvelles substances devient non seulement importante dans le cadre du suivi de la qualité des sédiments, mais aussi un nouveau défi.  

Références

Environnement Canada et ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs (2007). Critères pour l’évaluation de la qualité des sédiments au Québec et cadres d’application : prévention, dragage et restauration. 41 pages.

Pelletier, M. 2010. Suivi de la qualité des sédiments au lac Saint-François. Environnement Canada – Direction des sciences et de la  technologie. Monitoring et surveillance de la qualité de l’eau au Québec. Rapport scientifique et technique.

Pelletier, M. 2009. Suivi de la qualité des sédiments au lac Saint-Louis. Environnement Canada – Direction des sciences et de la  technologie, Monitoring et surveillance de la qualité de l’eau au Québec. Rapport scientifique et technique, 116 pages + xiv.

Pelletier, M. 2008. Évolution spatiale et temporelle de la dynamique et de la géochimie des sédiments du lac Saint-Pierre. Environnement Canada – Direction générale des sciences et de la technologie, Monitoring et surveillance de la qualité de l’eau au Québec. Rapport scientifique et technique ST-240, 94 p. + annexes.

Pelletier, M. 2008. La contamination des sédiments par les toxiques – Le lac Saint-Louis : confluent de deux rivières. Environnement Canada – Direction générale des sciences et de la technologie, Monitoring et surveillance de la qualité de l’eau au Québec et ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec. Fiche d’information de la collection « Suivi de l’état du Saint-Laurent » en format PDF sur le site du Plan Saint-Laurent.

Pelletier, M. 2005. La contamination des sédiments par les toxiques – Le lac Saint-Pierre : dernière halte avant l’estuaire. Environnement Canada – Région du Québec et ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec. Fiche d’information de la collection « Suivi de l’état du Saint-Laurent » en format PDF sur le site du Plan Saint-Laurent.

Pelletier, M. 2002. La contamination des sédiments par les toxiques – Le lac Saint-François : une histoire centenaire. Environnement Canada – Région du Québec, Conservation de l’environnement, Centre Saint-Laurent. Fiche d’information de la collection « Suivi de l’état du Saint-Laurent » en format PDF sur le site du Plan Saint-Laurent.

Pelletier, M. et S. Lepage. 2005. Évolution spatiale et temporelle des processus sédimentaires et de la géochimie des sédiments du lac Saint-François au 20e siècle. Environnement Canada – Région du Québec, Conservation de l’environnement, Centre Saint-Laurent. Rapport scientifique et technique ST-225.

Pelletier, M. et S. Lepage. 2004. Évolution temporelle de la contamination des matières en suspension en amont du lac Saint-François entre 1994 et 1999. Environnement Canada – Région du Québec, Conservation de l’environnement, Centre Saint-Laurent. Rapport scientifique et technique ST-228.

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