Rapport sur l'état de l’eau et des écosystèmes aquatiques au Québec

Quelle est la situation et quelles sont les causes?

La qualité de l'eau des rivières et du fleuve Saint-Laurent

Les données de qualité de l’eau des rivières et du fleuve Saint-Laurent permettent d’évaluer la situation générale de l’eau au Québec. Elles fournissent aussi un état de la contamination de l’eau par certaines substances provenant principalement des rejets d’eaux usées et du ruissellement sur les terres agricoles.

Des études de courte durée et des suivis sur une longue période permettent de fournir un portrait de la qualité bactériologique et physicochimique de l’eau ainsi que de sa contamination par les métaux dissous, les pesticides et les contaminants émergents. Divers paramètres ou diverses substances sont dès lors analysés et comparés à des critères de qualité de l’eau lorsqu'ils sont disponibles et, le cas échéant, à d’autres seuils ou valeurs de référence existants. Les critères déterminent jusqu’à quel point la qualité de l’eau est adéquate pour les usages et dans quelle mesure elle assure la protection de la santé des écosystèmes aquatiques.

La qualité bactériologique et physicochimique

La qualité générale de l’eau des principales rivières du sud du Québec et du fleuve Saint-Laurent a été évaluée entre 2002 et 2011 en utilisant l’indice de qualité bactériologique et physicochimique, appelé IQBP6. Cet indice intègre six paramètres : coliformes fécaux, phosphore total, matières en suspension, azote ammoniacal, nitrites/nitrates et chlorophylle a totale1. Ceux-ci constituent de bons indicateurs des différentes formes de pollution.

Sur la base des concentrations de ces paramètres et en tenant compte des critères de qualité de l’eau établis pour plusieurs d’entre eux2, l’IQBP6 permet de définir la qualité générale de l’eau selon cinq classes : bonne, satisfaisante, douteuse, mauvaise et très mauvaise.

Les données relatives à trois paramètres de l’indice, soit les coliformes fécaux, le phosphore total et les matières en suspension, permettent de suivre l’évolution des grandes problématiques associées à la qualité de l’eau des rivières et du fleuve. Les concentrations mesurées peuvent en effet révéler un problème de contamination bactériologique, d’eutrophisation ou d’apport de sédiments provenant de l’érosion des terres adjacentes et des berges des cours d’eau.

La qualité générale de l’eau

La qualité générale de l’eau à la majorité des stations des rivières du Québec était bonne ou satisfaisante. Elle est demeurée globalement assez stable entre 2002 et 2011, malgré les améliorations observées pour certains paramètres de l’IQBP6. La qualité de l’eau du fleuve était également bonne ou satisfaisante pour la plupart des stations, sauf en aval de Montréal où elle était mauvaise. Le nombre de stations du fleuve où la qualité de l’eau était douteuse est à la hausse depuis 2007.

Plus précisément, les données de 2009 à 2011, qui dressent un portrait de la situation récente de la qualité générale de l’eau, montraient que celle-ci était bonne ou satisfaisante à 58 % des stations en rivières (carte 1). Les stations présentant la meilleure qualité de l’eau étaient situées dans les régions de la Côte-Nord (photo 1), du Bas-Saint-Laurent, de la Gaspésie et de l’Outaouais ainsi que dans la partie amont des tributaires du Saint-Laurent. Les stations où l’eau était la plus dégradée étaient localisées dans des secteurs où la densité de population et l’activité agricole sont importantes, soit dans les basses terres du Saint-Laurent, notamment en Montérégie (photo 2), en Chaudière-Appalaches et au pourtour du lac Saint-Pierre, ainsi que dans la plaine du lac Saint-Jean. À ces endroits, la qualité de l’eau était généralement de douteuse à très mauvaise et l'eau présentait des concentrations élevées de chlorophylle α, de matières en suspension et de phosphore.

Carte 1. Qualité générale de l’eau en 2009‑2011 des stations situées dans les rivières du sud du Québec3
Photo 1. Rivière aux Rochers à Port-Cartier, dans la région de la Côte-Nord (Serge Hébert, MDDELCC)
Photo 2. Rivière Esturgeon dans le bassin versant de la rivière Châteauguay en Montérégie (David Berryman, MDDELCC)

Globalement, malgré une amélioration de certains paramètres de l’IQBP6, comme le phosphore, la qualité générale de l’eau des rivières n’a pas beaucoup changé entre 2002 et 2011 (figure 1).

Figure 1. Évolution de la qualité générale de l’eau entre 2002 et 2011 pour les stations situées dans les rivières du sud du Québec3

Pour le fleuve, les données de 2009 à 2011, qui dressent un portrait de la situation récente de la qualité générale de l’eau, montrent que celle-ci était bonne ou satisfaisante à 56 % des stations (carte 2).


Carte 2. Qualité générale de l’eau en 2009‑2011 des stations situées dans le fleuve Saint-Laurent3
 

 

La qualité de l’eau était bonne en amont de Montréal, mais elle se détériorait considérablement entre Montréal et le lac Saint-Pierre à cause de la présence de coliformes fécaux. Dans ce tronçon, la mauvaise qualité touchait la section centre et nord du fleuve. À la sortie du lac Saint-Pierre, la qualité de l’eau s’améliorait, mais redevenait douteuse dans la région de Québec, en raison des concentrations de matières en suspension observées. Par contre, la concentration de matières en suspension étant à la limite supérieure de la classe douteuse, la qualité de l’eau à la hauteur de Québec était tout près d’être satisfaisante. Aux stations tout le long de la rive sud, la qualité de l’eau était bonne ou satisfaisante, et ce, de Montréal jusqu’en amont de Québec.

Entre 2002 et 2011, la qualité de l’eau des stations dans le fleuve montrait des fluctuations interannuelles (figure 2). L’importance de l’amplitude des fluctuations est attribuée principalement au petit nombre de stations échantillonnées. Un changement de classe de qualité observé pour quelques stations influence donc de façon marquée la répartition des classes de qualité.

Figure 2. Évolution de la qualité générale de l’eau entre 2002 et 2011 pour les stations situées dans le fleuve Saint-Laurent3

Toutefois, ces données ont permis de constater qu’entre 2007 et 2011, la proportion de stations où la qualité de l’eau est classée bonne ou satisfaisante était à la baisse, alors qu’elle était à la hausse pour les stations où la qualité de l’eau est douteuse. Cette diminution de la qualité est liée à une augmentation des concentrations de coliformes fécaux et de matières en suspension observée à certains endroits depuis 2007.

Ces concentrations plus élevées de coliformes fécaux et de matières en suspension seraient associées à une augmentation des précipitations observée dans le sud du Québec. Les précipitations annuelles moyennes de mai à octobre étaient plus élevées entre 2008 et 2011 qu’entre 2002 et 20073. Ces précipitations plus abondantes ont notamment causé une hausse des débordements des réseaux d’égout municipaux et, conséquemment, une hausse de la concentration de coliformes fécaux. Pour les années 2010 et 2011, le nombre moyen annuel de débordements à la station de Montréal s’élevait à 1 790, alors qu’il était de 1 229 pour les années 2007 et 20084, 5, 6, 7. Les précipitations ont aussi contribué à hausser le débit du fleuve et ainsi modifier son hydrodynamisme. Dans un tel contexte, les eaux usées de certains émissaires déversées dans le fleuve étaient transportées plus rapidement vers l’aval et leur zone d’influence s’est modifiée. Cela explique que certaines stations de suivi de la qualité de l’eau aient été influencées par les rejets d’eaux usées et la contamination bactérienne associée, alors qu’elles étaient peu influencées par ces rejets lorsque le débit était plus faible3. En outre, un débit plus élevé accentue l’érosion du lit et des berges du fleuve, d’où la hausse des matières en suspension3.

Dans un contexte de changements climatiques, les modifications attendues dans le régime des eaux pourraient affecter les panaches de mélange aux sites de rejets d’eaux usées ou à l’embouchure des affluents du Saint-Laurent, par exemple, et venir perturber la qualité de l’eau8.

Les coliformes fécaux

Les coliformes fécaux sont des bactéries dont la présence dans l’eau fournit un bon indicateur de la contamination bactériologique d’origine fécale. Plus leur concentration est importante, plus l’eau risque de contenir des bactéries et des virus pathogènes. Les microorganismes pathogènes peuvent causer des maladies chez les humains ou les animaux après l’ingestion d’une eau contaminée ou un contact avec celle-ci.

Au Québec, de 2002 à 2011, les problématiques de contamination par les coliformes fécaux touchaient, par ordre d’importance, le fleuve Saint-Laurent en aval de Montréal, les rivières en milieu urbanisé et, dans une moindre mesure, les rivières en milieu agricole. Somme toute, la contamination bactériologique était plus marquée là où la population et les activités humaines sont les plus importantes, soit le long du fleuve et dans les basses terres du Saint-Laurent.

Plus exactement, les concentrations médianes de coliformes fécaux au cours des années 2009 à 2011, qui correspond au portrait de la situation récente, étaient non préoccupantes à 69 % des stations en rivières, soit inférieures ou égales au critère de qualité de l’eau de surface de 200 coliformes fécaux/100 ml. À ces concentrations, l’eau aurait pu être utilisée à des fins récréatives de contact direct, comme la baignade, au moins 50 % du temps (carte 3). Par contre, les concentrations de coliformes fécaux à 3 % des stations étaient telles que toutes les activités récréatives de contact direct et indirect avec l’eau, comme la baignade, le canotage et la pêche à gué, auraient été compromises. Sous l’influence de rejets d’eaux usées municipales, ces cinq stations affichaient des concentrations médianes dépassant le critère de qualité de l’eau de surface de 1 000 coliformes fécaux/100 ml, seuil au-delà duquel toutes les activités impliquant un contact avec l’eau sont compromises.


Carte 3. Coliformes fécaux dans les rivières du sud du Québec en 2009‑2011 (médiane) et tendances 2002‑20113

Les données de 2002 à 2011, qui dressent un portrait de l’évolution de la qualité de l’eau, ne montraient pas de tendance à la baisse ou à la hausse des concentrations de coliformes fécaux pour 78 % des stations. Une tendance à la baisse a cependant été notée à 13 % des stations et une tendance à la hausse, à 9 % des stations. Les hausses les plus marquées étaient observées à l’embouchure de la rivière du Loup, dans le Bas-Saint-Laurent, dans la rivière L’Assomption ainsi que dans la rivière Saint-François, à la hauteur de Bromptonville. Pour ces dernières, les concentrations médianes demeuraient toutefois, entre 2009 et 2011, sous le critère de qualité de l’eau de surface de 1 000 coliformes fécaux/100 ml.

Pour le fleuve, les concentrations médianes de coliformes fécaux au cours de la période de 2009 à 2011, qui correspond au portrait de la situation récente, étaient non préoccupantes à 59 % des stations, soit inférieures ou égales au critère de qualité de l’eau de surface de 200 coliformes fécaux/100 ml. À ces concentrations, l’eau aurait pu être utilisée à des fins récréatives de contact direct, comme la baignade, au moins 50 % du temps (carte 4). À 11 % des stations, les concentrations médianes dépassaient le critère de qualité de l’eau de surface de 1 000 coliformes fécaux/100 ml; ces stations sont toutes situées dans les masses d’eau occupant le centre et le nord du fleuve, entre Montréal et le lac Saint-Pierre.


Carte 4. Coliformes fécaux dans le fleuve Saint-Laurent en 2009‑2011 (médiane) et tendances 2002‑20113

Cette mauvaise qualité de l’eau est surtout attribuable aux effluents municipaux provenant des stations d’épuration de Montréal, de Longueuil et de Repentigny. En effet, le procédé de traitement des eaux usées de ces stations ne comprend pas d’étape de désinfection. Ces eaux traitées, mais non désinfectées, génèrent donc des apports importants de coliformes fécaux dans ce secteur.

Les débordements des réseaux d’égout municipaux accentuent aussi cette problématique de mauvaise qualité de l’eau du fleuve. En effet, la capacité des réseaux d’égout peut être dépassée durant de fortes pluies lorsque ces réseaux transportent également les eaux de ruissellement provenant des routes, des stationnements et d’autres surfaces imperméables du milieu urbain. Ces eaux excédentaires, qui ne sont pas dirigées vers les stations d’épuration, contiennent des eaux usées qui se déversent alors dans les cours d’eau, sans traitement préalable. Une moyenne annuelle de 1 670 débordements de cette nature a été constatée durant la période de 2009 à 2011 aux 153 ouvrages de surverse du réseau de la ville de Montréal. Ces ouvrages dirigent les eaux excédentaires non traitées vers le fleuve ou la rivière des Prairies. Pour Longueuil et Repentigny, qui comptaient respectivement 90 et 29 ouvrages de surverse, le nombre moyen annuel de débordements a atteint 912 à la ville de Longueuil et 255 à la ville de Repentigny4, 5, 9.

Avec les changements climatiques, l’augmentation de la fréquence, de l’intensité ou de la durée des événements climatiques extrêmes, tels que les précipitations10, pourrait avoir des effets sur les débordements des réseaux d’égout. Une étude réalisée au Québec révèle que, dans un contexte de changements climatiques, la fréquence des débordements pourrait demeurer stable dans le temps. Cependant, leur nombre et leur durée diminueraient en juillet et août et augmenteraient en mai et octobre, créant ainsi une redistribution des épisodes de débordements de mai à octobre11.

L’évolution de la qualité de l’eau dans le fleuve en ce qui a trait aux coliformes fécaux, établie à partir des données de la période de 2002 à 2011, permet de constater que 70 % des stations n’affichaient aucune tendance à la baisse ou à la hausse des concentrations de coliformes fécaux. Seulement 8 % des stations présentaient une tendance à la baisse, alors que 22 % montraient une tendance à la hausse. Les concentrations médianes à ces six dernières stations demeuraient, entre 2009 et 2011, sous le critère de qualité de l’eau de surface de 1 000 coliformes fécaux/100 ml, plus précisément sous les 400 coliformes fécaux/100 ml.

Le phosphore

Le phosphore est un élément nutritif essentiel dans les cours d’eau. En trop grande concentration, il peut toutefois provoquer la croissance excessive des algues et des plantes aquatiques, menant à l’eutrophisation ou au vieillissement accéléré du cours d’eau. Au Québec, de 2002 à 2011, les problématiques de surenrichissement des cours d’eau par le phosphore touchaient surtout les rivières en milieu agricole. Si l’on exclut du lac Saint-Pierre certaines masses d’eau sous l’influence de rivières agricoles, comme la Yamaska, le fleuve Saint-Laurent n’était pas aux prises avec un problème d’eutrophisation.

Plus précisément, les concentrations médianes de phosphore total en rivières au cours des années 2009 à 2011 n’étaient pas préoccupantes pour 57 % des stations. En effet, ces stations montraient une concentration médiane inférieure ou égale à 0,03 mg/l, le critère de qualité pour la protection des cours d’eau contre l’eutrophisation. Par contre, 43 % des stations affichaient une concentration médiane dépassant cette valeur (carte 5). Une majorité de ces stations se retrouvaient dans les basses terres du Saint-Laurent, un territoire où l’activité agricole et l’urbanisation sont importantes. Les plus fortes concentrations de phosphore étaient en fait observées dans les rivières se jetant dans le lac Saint-Pierre, dans les rivières des milieux agricoles des régions de la Montérégie et de Chaudière-Appalaches, ainsi que dans les cours d’eau en zone agricole de la plaine du lac Saint-Jean. Les concentrations médianes, dépassant pour la majorité de ces stations 0,05 mg/l, révélaient un potentiel d’eutrophisation préoccupant pour les cours d’eau.


Carte 5. Phosphore total dans les rivières du sud du Québec en 2009‑2011 (médiane) et tendances 2002‑20113

Les sources de phosphore en milieu agricole proviennent principalement des fertilisants organiques, tels que les fumiers et les lisiers, des engrais minéraux et du phosphore déjà présent et accumulé dans les sols cultivés12. D’ailleurs, il a été établi au début des années 1990 que le phosphore accumulé dans les sols agricoles était une cause probable de la contamination des rivières en milieu rural13. Les rejets d’eaux usées des municipalités et de certaines industries14, notamment celles du secteur agroalimentaire15 et des pâtes et papiers16, peuvent aussi être une source de phosphore dans les rivières. Les données actuellement disponibles ne permettent cependant pas de quantifier exactement la contribution de chacun de ces secteurs dans la contamination de l’eau des rivières par le phosphore. 

Avec les changements climatiques, l’augmentation de la fréquence, de l’intensité ou de la durée des événements climatiques extrêmes, tels que les précipitations10, pourrait avoir un effet négatif sur la qualité des eaux. Les fortes pluies pourraient en effet favoriser le ruissellement de surface et amplifier l’érosion des terres, menant ainsi à des apports supplémentaires en phosphore et autres éléments nutritifs dans les cours d’eau17.

Des améliorations pour le phosphore total ont toutefois été observées entre 2002 et 2011 un peu partout dans les rivières du sud du Québec (carte 5). En effet, une baisse des concentrations a été observée à 33 % des stations en rivières au cours de ces dix ans de suivis. Durant cette période, 164 nouvelles stations d’épuration, desservant quelque 120 000 personnes, ont été mises en service au Québec18. De plus, après l’adoption de nouvelles réglementations en 1997 et en 2002, divers efforts dans le secteur agricole, comme l’installation de structures étanches d’entreposage des fumiers et des lisiers, ont pu contribuer à ces améliorations. Parmi les stations affichant une baisse des concentrations de phosphore, 44 % présentaient, entre 2009 et 2011, une concentration médiane inférieure ou égale au critère de 0,03 mg/l, c’est-à-dire peu préoccupante pour l’eutrophisation des cours d’eau. Pour les autres stations, les concentrations médianes mesurées au cours de la période de 2009 à 2011 étaient tout de même préoccupantes, variant de 0,031 à 0,170 mg/l. Seulement 1 % des stations en rivières, soit deux stations situées en milieu agricole de la Montérégie, révélait une tendance à la hausse des concentrations au cours de cette période. La concentration médiane était préoccupante à ces deux stations entre 2009 et 2011, soit 0,890 mg/l pour le ruisseau Norton et 0,074 mg/l pour le ruisseau Ewing.

 

Les concentrations médianes de phosphore total dans le fleuve au cours de la période de 2009 à 2011 n’étaient pas préoccupantes pour 93 % des stations. À ces stations, les concentrations médianes de phosphore total étaient inférieures ou égales au critère de qualité de l’eau pour la protection des cours d’eau contre l’eutrophisation de 0,03 mg/l (carte 6).


Carte 6. Phosphore total dans le fleuve Saint-Laurent en 2009‑2011 (médiane) et tendances 2002‑20113

Entre 2002 et 2011, les analyses ne révélaient aucune tendance dans l’évolution des concentrations de phosphore total pour 81 % des stations. Une tendance à la baisse touchait 19 % des stations, lesquelles étaient surtout situées le long de la rive nord du Saint-Laurent, en aval de Montréal. Aucune station ne montrait une tendance à la hausse des concentrations de phosphore total.

Les matières en suspension

Les matières en suspension réfèrent aux particules non dissoutes présentes dans l’eau, notamment à la suite d’apports de sédiments provenant de l’érosion des terres adjacentes et des berges des cours d’eau. Ces particules peuvent être composées de limon, d’argile, de sable, de matières organiques et de plancton. Si elles sont trop abondantes, elles contribuent à rendre l’eau turbide ou trouble. Une eau fortement chargée de matières en suspension réduit notamment la pénétration de la lumière dans le milieu aquatique et peut avoir un effet sur les poissons et leurs habitats par l’abrasion des branchies et le colmatage des frayères. Au Québec, de 2002 à 2011, les matières en suspension n’étaient généralement pas problématiques, sauf pour les rivières en milieu agricole.

Photo 3. Matières en suspension dans la rivière des Hurons, en Montérégie (Marc Simoneau, MDDELCC)

Plus précisément, les concentrations médianes de matières en suspension en rivières au cours de la période de 2009 à 2011 n’étaient pas préoccupantes à 87 % des stations. Ces stations montraient une concentration médiane de matières en suspension inférieure ou égale à 13 mg/l. Cette valeur est utilisée pour départager les classes de qualité satisfaisante et douteuse de l’IQBP6. Une concentration inférieure à 13 mg/l indique que l’eau est considérée de qualité bonne ou satisfaisante en ce qui a trait aux matières en suspension (carte 7). Les plus fortes concentrations, soit des concentrations médianes supérieures à 41 mg/l, ont été observées dans les basses terres du Saint-Laurent, à la sortie de petits bassins versants à vocation agricole, soit le bassin de la rivière des Hurons (photo 3), situé dans le bassin versant de la rivière Richelieu, celui de la rivière Saint-Zéphirin, situé dans le bassin versant de la Nicolet, et celui de la rivière Champlain, en Mauricie. Dans ces petits bassins versants où la quasi-totalité des superficies est en culture, les concentrations de matières en suspension étaient donc préoccupantes. Les rivières Yamaska et Saint-Louis, en Montérégie, Petite rivière Yamachiche et Petite rivière du Loup, en Mauricie, ainsi que la rivière Rouge, dans les Laurentides, plus précisément dans le bassin de la rivière du Nord, sont également préoccupantes, leurs concentrations médianes se situant entre 36 mg/l et 41 mg/l.


Carte 7. Matières en suspension dans les rivières du sud du Québec en 2009‑2011 (médiane) et tendances 2002‑20113

Une combinaison de facteurs peut expliquer les fortes concentrations observées. D’abord, les territoires agricoles sont des milieux propices à l’érosion. Les terres en culture présentent un faible couvert végétal, et ce, sur de longues périodes (photo 4). Lors des pluies ou de la fonte des neiges, les particules de terre sont entraînées par ruissellement et provoquent une augmentation de matières en suspension dans l’eau des milieux aquatiques. L’amélioration du drainage des terres agricoles pour en permettre la culture ou en augmenter la productivité a également contribué à augmenter les débits des cours d’eau, augmentant par le fait même l’érosion des rives et du lit des cours d’eau. L’érosion des berges des cours d’eau pourrait augmenter dans un contexte de changements climatiques, notamment avec la hausse possible de la fluctuation des débits des cours d’eau et l’augmentation possible des crues subites10.

 


Photo 4. Terre agricole en début de saison (Julie Gauthier, MDDELCC)

Pour 83 % des stations, les données de 2002 à 2011 ne révélaient pas de tendance dans l’évolution des concentrations de matières en suspension. Les concentrations de matières en suspension étaient cependant à la hausse à 7 % des stations, la plupart situées en Montérégie et dans des cours d’eau se jetant dans la baie Missisquoi, dans le sud-ouest du Québec. Des 12 stations montrant une tendance à la hausse, cinq affichaient, entre 2009 et 2011, des concentrations médianes demeurant sous les 13 mg/l. Ainsi, bien que les concentrations étaient à la hausse à ces cinq stations, la qualité de l’eau y était quand même bonne ou satisfaisante en ce qui concerne les matières en suspension. Parmi les sept autres stations montrant une tendance à la hausse, six affichaient des concentrations médianes variant entre 14 et 41 mg/l, et une présentait une concentration médiane supérieure à 41 mg/l.

Les concentrations médianes de matières en suspension dans le fleuve au cours de la période de 2009 à 2011 n’étaient pas préoccupantes pour 85 % des stations. Ces stations présentaient des concentrations médianes inférieures ou égales à 13 mg/l, concentration sous laquelle l’eau est considérée de qualité bonne ou satisfaisante pour ce paramètre (carte 8). Les stations de la région de Québec dépassant cette valeur affichaient des concentrations médianes de 14 mg/l, à la limite de la classe jugée satisfaisante.


Carte 8. Matières en suspension dans le fleuve Saint-Laurent en 2009‑2011 (médiane) et tendances 2002‑20113

Selon les données de la période de 2002 à 2011, qui permettent de brosser un portrait de l’évolution de la qualité de l’eau, 93 % des stations ne révélaient aucune tendance à la baisse ou à la hausse des concentrations de matières en suspension. Les données aux autres stations, soit deux stations situées en amont de Québec, montraient cependant une tendance à la hausse. Pour l’une d’elles, les concentrations n’étaient pas préoccupantes, pour l’autre, la concentration médiane pour la période de 2009 à 2011 se situait à la limite de la classe satisfaisante et douteuse.

Cette augmentation des concentrations de matières en suspension observée entre 2002 et 2011 dans la région de Québec serait liée à une hausse des précipitations et du débit du fleuve au cours de cette période3. Ces conditions auraient provoqué une érosion accrue du lit et des berges du fleuve, augmentant alors les quantités de matières en suspension dans l’eau. L’érosion du lit et des rives du fleuve entre Cornwall et Québec est une source très importante de matières en suspension, contribuant pour près de 65 % des matières en suspension observées à la hauteur de Québec19. Les matières en suspension font en sorte que la qualité de l’eau dans la région de Québec est douteuse, à la limite de la classe satisfaisante.

Des métaux à de faibles concentrations dans les rivières et dans le fleuve

À de faibles concentrations, la plupart des métaux sont sans risques répertoriés pour les espèces végétales et animales. Certains même, tels que le fer, le cuivre et le zinc, peuvent apporter des bénéfices aux organismes. Toutefois, ces mêmes métaux, comme tous les contaminants chimiques, peuvent avoir des effets néfastes sur l’environnement et être toxiques pour les organismes aquatiques si leur concentration dépasse les critères établis de qualité de l’eau pour la protection de la vie aquatique.

La forme dissoute des métaux est utilisée et comparée aux critères de qualité de l’eau parce qu’elle est la forme la plus représentative de ce qui est biodisponible, c’est-à-dire de ce qui peut être assimilé par un organisme vivant et éventuellement avoir un effet toxique.

Les concentrations de la forme dissoute des 20 métaux analysés n’étaient pas préoccupantes aux 42 stations en rivières suivies de 2008 à 2011 et aux 15 stations suivies dans le fleuve, entre Montréal et Québec, en 2009 et en 2011 (carte 9). Les concentrations mesurées étaient faibles et respectaient les critères de qualité de l’eau pour la protection de la vie aquatique établis pour chacun des métaux, sauf dans le cas du fer où un dépassement du critère a été observé à une seule occasion à l’embouchure des rivières Gentilly et Champlain. Cependant, comme les critères de qualité utilisés sont établis de manière à protéger les organismes aquatiques leur vie durant, les dépassements occasionnels et de faible amplitude, comme c’est le cas ici pour le fer, sont jugés non préoccupants3.


Carte 9. Stations de suivi des métaux dissous dans les rivières du sud du Québec et dans le fleuve Saint-Laurent entre 2008 et 20113

En 2012, un suivi des métaux a été réalisé dans les rivières Bourlamaque et Harricana, en Abitibi-Témiscamingue, où l’on retrouve plusieurs mines et parcs à résidus miniers. Une analyse préliminaire des données montrait des dépassements fréquents des critères de qualité de l’eau pour la protection de la vie aquatique établis pour le cadmium, le cuivre, le plomb et le zinc3.

Des pesticides en milieu agricole

Les pesticides sont des substances servant à contrôler ou à détruire des organismes considérés comme nuisibles. Ils sont appelés herbicides, insecticides ou fongicides selon qu’ils agissent spécifiquement pour contrôler des mauvaises herbes, des insectes ou des champignons microscopiques. En 2010, les ventes totales de pesticides au Québec se chiffraient à près de 4 000 tonnes d’ingrédients actifs, dont la très forte majorité, environ 87 %, était destinée au secteur agricole20

Les pesticides utilisés peuvent être entraînés vers les cours d’eau et contaminer ces derniers. Des critères de qualité de l’eau ou des valeurs guides visant à protéger la vie aquatique ont ainsi été établis pour plusieurs pesticides. Cependant, la présence simultanée dans l’eau de plusieurs pesticides, même si les concentrations de chacun s’avéraient inférieures aux critères de qualité de l’eau, constitue une préoccupation importante. Certains peuvent créer un effet additif ou cumulatif si leur mode d’action est similaire21. Les organismes pourraient ainsi être affectés par une combinaison de pesticides.

Individuellement ou en combinaison, les pesticides peuvent avoir des répercussions sur les populations d’algues, de plantes aquatiques ou de macroinvertébrés benthiques. Certains pesticides peuvent engendrer des effets perturbateurs endocriniens et ainsi compromettre la reproduction ou le développement de diverses espèces, comme les amphibiens et les poissons.

Afin d’évaluer les risques des pesticides pour la vie aquatique, diverses études ponctuelles et des suivis réguliers sont réalisés à proximité des cultures et à l’embouchure de tributaires du fleuve et dans le fleuve.

Cours d’eau à proximité des cultures

Photo 5. Culture de maïs à proximité d’un cours d’eau en Montérégie (David Berryman, MDDELCC)

Une soixantaine de cours d’eau ont été suivis au Québec depuis 1992 pour détecter la présence de pesticides. Les données interprétées les plus récentes portant sur cinq de ces cours d’eau sont présentées ici. Quatre sont proches de cultures de maïs et de soya, l’autre est situé à proximité de cultures maraîchères.

Les cultures de maïs et de soya occupent de grandes superficies au Québec, soit près de 740 000 hectares en 201222 (photo 5). Ces grandes étendues de terres, situées en majorité dans les basses terres du Saint-Laurent, reçoivent divers pesticides, surtout des herbicides. Appliqués en début de saison, moment où les semis en sont à leurs premiers stades et que les champs sont relativement dénudés, les pesticides risquent davantage d’être entraînés vers les cours d’eau lors des pluies. Selon des suivis réalisés chaque année depuis 1992 dans les rivières Saint-Régis, des Hurons, Chibouet et Saint-Zéphirin (carte 10), où dominent ces cultures, plusieurs pesticides, voire jusqu’à 20 simultanément, peuvent y être détectés.


Carte 10. Stations d’échantillonnage des pesticides à proximité de cultures ainsi que dans trois tributaires du lac Saint-Pierre et dans le fleuve Saint-Laurent3, 23

Les récents suivis de 2008 à 2010 effectués dans ces rivières confirment la présence d’un total de 38 pesticides24. Les plus fréquemment détectés sont le métolachlore, l’atrazine, le glyphosate, l’imazéthapyr, le bentazone et le dicamba, des herbicides associés à la culture du maïs et du soya. De nouveaux pesticides ont aussi fait leur apparition dans les échantillons, découlant notamment de l’emploi d’herbicides de nouvelle génération applicables à faibles doses aux champs, comme l’imazéthapyr, le nicosulfuron et le flumetsulame25.

En outre, à l’importante diversité de pesticides trouvés dans l’eau, s’ajoutent aussi des dépassements de critères pour 4 à 24 % des échantillons analysés. La concentration de l’herbicide atrazine, par exemple, a atteint une valeur jusqu’à cinq fois supérieure au critère de vie aquatique chronique, soit la concentration maximale à laquelle les organismes aquatiques peuvent être exposés pendant toute leur vie sans subir d’effets néfastes. Bien qu’ils ne soient pas associés à la culture du maïs et du soya, des insecticides sont aussi détectés, dont certains à des concentrations importantes. En effet, les concentrations de chlorpyrifos, de carbaryl et de diazinon ont atteint jusqu’à 43 fois, 22 fois et 12 fois la valeur de leur critère de vie aquatique chronique respectif3.

Photo 6. Ruisseau Gibeault-Delisle, en Montérégie, bordé par des cultures maraîchères (Yves Laporte, MDDELCC)

Les cultures maraîchères occupent de moins grandes superficies que le maïs et le soya, soit environ 35 500 hectares en 201222, mais plusieurs applications de pesticides sont effectuées dans ces cultures tout au long de la saison de production pour lutter contre les insectes, les maladies et autres ravageurs. Une grande diversité de pesticides, un total de 36, a été détectée près d’une zone de culture maraîchère dans le cadre d’un suivi réalisé entre 2005 et 2007 dans un ruisseau du bassin de la rivière Châteauguay (photo 6). Des dépassements de critères pour un ou plusieurs pesticides étaient aussi notés dans tous les échantillons3. La concentration du chlorpyrifos a atteint une valeur jusqu’à 81 fois supérieure au critère de vie aquatique aigu3, soit la concentration maximale d’une substance à laquelle les organismes aquatiques peuvent être exposés pour une courte période de temps sans être gravement touchés.

À l’embouchure de tributaires du lac Saint-Pierre et dans le fleuve, à la hauteur de Québec

Des suivis réalisés par le gouvernement fédéral entre 2003 et 2008 révèlent que les eaux se jetant dans le fleuve, sur la rive sud du lac Saint-Pierre, transportent avec elles un mélange de pesticides durant l’été. Les rivières Yamaska, Saint-François et Nicolet drainent en effet des bassins versants à vocation agricole, les cultures y couvrant entre le quart et plus de la moitié de la superficie du bassin versant26.

Les types de pesticides détectés se comparent à ceux trouvés plus en amont dans le bassin versant, dans les cours d’eau à proximité des champs de maïs et de soya. En effet, les principaux pesticides détectés à l’embouchure des trois tributaires du lac Saint-Pierre sont aussi des herbicides, soit l’atrazine, le métolachlore, le glyphosate, le bentazone et le dicamba, alors que les insecticides et les fongicides sont beaucoup moins fréquents dans les échantillons26. Quant aux concentrations de ces pesticides, elles étaient de manière générale sous la valeur du critère de vie aquatique chronique. En fait, seulement quatre pesticides ont révélé des dépassements, à l’occasion : l’atrazine, le diazinon et le chlorothalonil, un seul dépassement chacun en six ans, et le chlorpyrifos, 11 dépassements en six ans. Les concentrations maximales observées à l’embouchure des rivières Yamaska et Nicolet, par exemple, sont habituellement plus faibles que celles mesurées dans les rivières Chibouet et Saint-Zéphirin, plus en amont dans les bassins versants21, 24, 27. Le débit des cours d’eau augmente vers l’aval dans les bassins versants, contribuant ainsi à diluer la concentration des pesticides26. En outre, en s’éloignant de la source d’épandage, les pesticides auraient davantage le temps d’être dégradés26.

Des études menées dans le fleuve à la hauteur de Québec ont révélé que les tributaires agricoles québécois, notamment ceux se déversant dans le lac Saint-Pierre, contribuent à l’apport de pesticides dans le corridor fluvial central du Saint-Laurent. En effet, en saison estivale, les concentrations d’atrazine, de simazine et de métolachlore augmentent à la hauteur de Québec, vraisemblablement à cause de l’épandage de pesticides sur les cultures situées dans les basses terres du Saint-Laurent. Les valeurs mesurées demeuraient cependant en dessous des critères de protection de la vie aquatique28.

Les contaminants émergents, des substances nouvellement détectées dans l’eau

Les contaminants émergents ou d’intérêt émergent sont des substances, certaines utilisées depuis longtemps, dont la présence dans l’environnement a été confirmée récemment. En effet, avec le développement des méthodes d’analyse en laboratoire, les experts arrivent à vérifier la présence d’un plus grand nombre de substances dans l’environnement qu’auparavant.

Comme les systèmes de traitement des eaux usées ne permettent pas d’éliminer tous les contaminants qui leur sont acheminés, une fraction de ces produits finit par se retrouver dans les eaux de surface29. C’est le cas, par exemple, des produits pharmaceutiques et de soins corporels dont les effets sur les poissons et d’autres organismes aquatiques sont encore mal connus. D’ailleurs, pour la très grande majorité des contaminants émergents, il n’existe pas encore de critères de qualité de l’eau auxquels les concentrations mesurées peuvent être comparées.

Les concentrations de quatre familles de contaminants émergents ont été mesurées entre 2000 et 2010 à l’une ou l’autre des 41 stations de suivi localisées dans les rivières du sud du Québec et dans le fleuve Saint-Laurent : les nonylphénols éthoxylés, les polybromodiphényléthers, les composés perfluorés et les produits pharmaceutiques et de soins corporels (carte 11). Le choix de ces quatre familles de contaminants a été fait en tenant compte des méthodes analytiques disponibles, des sources potentielles de ces substances au Québec et des travaux similaires réalisés ailleurs dans le monde.


Carte 11. Stations de suivi des contaminants émergents en rivières et dans le fleuve Saint-Laurent entre 2000 et 20103

Les nonylphénols éthoxylés, utilisés entre autres comme détergent, constituent l’une des rares familles de contaminants émergents pour lesquelles des critères de qualité de l’eau pour la protection de la vie aquatique ont été établis. Ces substances et les produits intermédiaires découlant de leur dégradation sont des perturbateurs endocriniens reconnus pouvant affecter les organismes aquatiques30.

En 2009 et 2010, les concentrations mesurées de nonylphénols éthoxylés ne dépassaient pas les critères de qualité, sauf dans le cas d’un seul échantillon où la concentration était 1,2 fois la valeur du critère3. Les concentrations en 2009 et 2010 ont diminué d’au moins 90 % par rapport aux valeurs mesurées au début des années 2000 (figure 3). Effectivement, entre 2000 et 2003, certaines concentrations pouvaient atteindre des valeurs 11 fois supérieures aux critères. Des mesures gouvernementales mises en place en 200431 ont conduit à une réduction considérable de l’utilisation des nonylphénols éthoxylés32. Un encadrement plus strict de l’utilisation de ces substances a donc mené à une forte diminution de leur présence dans les cours d’eau.

Figure 3. Concentrations médianes de nonylphénols éthoxylés dans le sud du Québec en 2000‑2003 et 2009‑20103

Les polybromodiphényléthers (PBDE) sont des produits ajoutés dans la fabrication des plastiques, des mousses de rembourrage, des textiles et d’une foule d’autres produits d’usage courant afin de réduire leur inflammabilité. De 2004 à 2007, les concentrations médianes de PBDE totaux variaient, selon les stations, de 14 pg/l à 2 530 pg/l. Cette dernière valeur a été mesurée dans la rivière Yamaska Nord, en aval de Granby. L’importance du secteur des plastiques et des textiles dans l’activité industrielle de la ville de Granby de même que la faible capacité de dilution de la rivière Yamaska Nord expliquent ces fortes concentrations33. Ces substances présentent un risque pour les espèces situées au sommet de la chaîne alimentaire, notamment la faune terrestre piscivore. Une concentration supérieure à 21 pg/l de PBDE totaux dans l’eau compromettrait leur protection34. Les niveaux d’exposition actuels des humains aux PBDE seraient toutefois nettement inférieurs à ceux qui causent des effets sur la santé des espèces fauniques35.

Plusieurs substances de la famille des composés perfluorés, qui servent à la fabrication d’enduits protecteurs, et divers produits pharmaceutiques et de soins corporels, comme des antibiotiques, d’autres médicaments, des hormones, des cosmétiques ou des shampoings, ont été détectés lors des suivis. Cependant, l’absence de critère de qualité de l’eau permet difficilement d’évaluer si ces composés sont dommageables pour l’environnement.

La qualité des sédiments dans le fleuve, des améliorations visibles

Entre Cornwall et Québec, le fleuve Saint-Laurent s’élargit et forme trois lacs fluviaux : Saint-François, Saint-Louis et Saint-Pierre (carte 12). Les zones longeant les rives de ces lacs sont des endroits propices à la sédimentation des matières en suspension. Divers suivis effectués dans les couches superficielles des sédiments de ces lacs permettent de faire un état de situation de l’évolution de la contamination du Saint-Laurent.


Carte 12. Les trois lacs fluviaux du Saint-Laurent

Les concentrations de divers contaminants dans les sédiments des trois lacs fluviaux ont connu une baisse importante entre 1976 et 2008, notamment le mercure et les biphényles polychlorés (BPC)36, 37, 38. Le mercure a montré des diminutions de l’ordre de 56 à 90 % et les BPC, des diminutions de l’ordre de 85 à 95 %.

La concentration de plusieurs métaux, comme le cuivre, le plomb et le zinc, a diminué aussi, mais de façon moins importante39. En effet, les diminutions sont de l’ordre de 50 % dans les lacs Saint-François et Saint-Pierre entre les années 1970 et 1980 et le début des années 200039, mais de l’ordre de seulement 30 % dans le lac Saint-Louis pour la même période36. Quant aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et aux pesticides, ils étaient à peine détectables dans les sédiments du lac Saint-Pierre en 200437.

Ainsi, de façon générale, la qualité des sédiments de ces trois lacs s’améliore graduellement depuis les années 1980, traduisant plus clairement les efforts d’assainissement réalisés dans le secteur industriel36, 37, 38, 39.

Cependant, à certains endroits, les concentrations de ces divers contaminants sont encore supérieures aux concentrations ayant des effets probables sur les organismes aquatiques36, 37, 38, 39. Le sud du lac Saint-Louis et la partie amont du lac Saint-François, notamment, affichent encore des concentrations élevées de métaux et de BPC36, 38. De plus, d’autres contaminants ajoutés récemment aux suivis sont préoccupants dans certains secteurs de ces lacs, comme les dioxines et furanes, les butylétains et les contaminants émergents36, 37, 38.

Les polybromodiphényléthers (PBDE), notamment, constituent un type de contaminant émergent de plus en plus présent dans le système aquatique du Saint-Laurent40. Des prélèvements en 2003 et en 2008 dans les sédiments de surface des lacs fluviaux révélaient que les concentrations de la somme de plusieurs PBDE augmentaient de l’amont vers l’aval. La valeur médiane de la somme de ces PBDE était en effet neuf fois plus élevée au lac Saint-Pierre qu’au lac Saint-François. Des apports importants de PBDE proviendraient des émissaires urbains le long du fleuve Saint-Laurent. Les eaux usées de la ville de Montréal et de sa couronne nord seraient responsables des PBDE trouvés, en particulier dans le secteur des îles de Sorel, au lac Saint-Pierre40. L’absence de critères de qualité pour les sédiments permet difficilement d’évaluer l’impact des PBDE sur la faune aquatique.

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En savoir plus

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Critères de qualité de l'eau de surface : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/criteres_eau/index.asp

Eaux usées domestiques, communautaires et municipales : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/eaux-usees/domest-communautaire-municipal.htm

Eaux usées industrielles : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/eaux-usees/industrielles.htm#bilans

Impacts des pesticides sur la qualité de l'eau : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/flrivlac/pesticides.htm

Indice de qualité bactériologique et physicochimique : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/eco_aqua/rivieres/indice/

Le fleuve Saint-Laurent : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/bassinversant/bassins/stlaurent/

Phosphore : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/flrivlac/phosphore.htm

Portrait de la qualité des eaux de surface au Québec 1999‑2008 : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/portrait/eaux-surface1999-2008/index.htm

Répercussions des nouveaux enjeux climatiques : http://www.dfo-mpo.gc.ca/science/oceanography-oceanographie/impacts/index-fra.html

Sédiments : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/criteres_sediments/index.htm

Suivi de l'état du Saint-Laurent : http://planstlaurent.qc.ca/fr/suivi_de_letat/fiches_de_suivi.html

Suivi des grandes masses d'eau – Fleuve Saint-Laurent : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/eco_aqua/suivi_mil-aqua/eau_stlaurent.htm

 Références

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2 – MINISTÈRE DU DÉVELOPPEMENT DURABLE, DE L'ENVIRONNEMENT ET DE LA LUTTE CONTRE LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES. « Critères de qualité de l’eau de surface ». [En ligne]. [http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/criteres_eau/index.asp]. Page consultée le 27 mai 2014.

3 – Informations fournies pour le rapport en 2013 par le ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques, Direction du suivi de l’état de l’environnement, Service de l’information sur les milieux aquatiques.

4 – MINISTÈRE DES AFFAIRES MUNICIPALES, DES RÉGIONS ET DE L’OCCUPATION DU TERRITOIRE. 2012. Ouvrages de surverse et stations d’épuration : Évaluation de performance des ouvrages municipaux d’assainissement des eaux pour l’année 2011. Gouvernement du Québec, 41 p. et 11 annexes. [En ligne]. [http://www.mamrot.gouv.qc.ca/pub/infrastructures/suivi_ouvrages_assainissement_eaux/eval_perform_rapport_2011.pdf].

5 – MINISTÈRE DES AFFAIRES MUNICIPALES, DES RÉGIONS ET DE L’OCCUPATION DU TERRITOIRE. 2011. Ouvrages de surverse et stations d’épuration : Évaluation de performance des ouvrages municipaux d’assainissement des eaux pour l’année 2010. Gouvernement du Québec, 40 p. et 10 annexes. [En ligne]. [http://www.mamrot.gouv.qc.ca/pub/infrastructures/suivi_ouvrages_assainissement_eaux/eval_perform_rapport_2010.pdf].

6 – MINISTÈRE DES AFFAIRES MUNICIPALES, DES RÉGIONS ET DE L’OCCUPATION DU TERRITOIRE. 2009. Ouvrages de surverse et stations d’épuration : Évaluation de performance des ouvrages municipaux d’assainissement des eaux pour l’année 2008. Gouvernement du Québec, 41 p. et 9 annexes. [En ligne]. [http://www.mamrot.gouv.qc.ca/pub/infrastructures/suivi_ouvrages_assainissement_eaux/eval_perform_rapport_2008.pdf].

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8 − ROUSSEAU, A. N., A. MAILHOT, M. SLIVITZKY, J.‑P. VILLENEUVE, M. J. RODRIGUEZ et A. BOURQUE. 2004. « Usages et approvisionnement en eau dans le sud du Québec : Niveau des connaissances et axes de recherche à privilégier dans une perspective de changements climatiques ». Canadian Water Resources Journal, vol. 29, no 2, p. 121‑134. [En ligne]. [http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.4296/cwrj121].

9 – MINISTÈRE DES AFFAIRES MUNICIPALES, DES RÉGIONS ET DE L’OCCUPATION DU TERRITOIRE. 2010. Ouvrages de surverse et stations d’épuration : Évaluation de performance des ouvrages municipaux d’assainissement des eaux pour l’année 2009. Gouvernement du Québec, 45 p. et 9 annexes. [En ligne]. [http://www.mamrot.gouv.qc.ca/pub/infrastructures/suivi_ouvrages_assainissement_eaux/eval_perform_rapport_2009.pdf].

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 En savoir plus

Atlas interactif de la qualité des eaux de surface et des écosystèmes aquatiques : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/Atlas_interactif/donnees_recentes/donnees_iqbp6.asp

Critères de qualité de l'eau de surface : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/criteres_eau/index.asp

Eaux usées domestiques, communautaires et municipales : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/eaux-usees/domest-communautaire-municipal.htm

Eaux usées industrielles : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/eaux-usees/industrielles.htm#bilans

Impacts des pesticides sur la qualité de l'eau : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/flrivlac/pesticides.htm

Indice de qualité bactériologique et physicochimique : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/eco_aqua/rivieres/indice/

Le fleuve Saint-Laurent : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/bassinversant/bassins/stlaurent/

Phosphore : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/flrivlac/phosphore.htm

Portrait de la qualité des eaux de surface au Québec 1999‑2008 : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/portrait/eaux-surface1999-2008/index.htm

Répercussions des nouveaux enjeux climatiques : http://www.dfo-mpo.gc.ca/science/oceanography-oceanographie/impacts/index-fra.html

Sédiments : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/criteres_sediments/index.htm

Suivi de l'état du Saint-Laurent : http://planstlaurent.qc.ca/fr/suivi_de_letat/fiches_de_suivi.html

Suivi des grandes masses d'eau – Fleuve Saint-Laurent : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/eco_aqua/suivi_mil-aqua/eau_stlaurent.htm