Pollution diffuse

L’activité humaine aux abords du Saint-Laurent dans la région de Québec est susceptible d’avoir des effets sur la qualité de l’eau et des sédiments. Les principales causes sont les effluents déversés par diverses municipalités, dont celles de Québec et de Lévis, ainsi que les eaux usées des usines de traitement provenant de plusieurs industries de la région qui y sont également rejetées. On retrouve également dans la région de nombreuses installations portuaires et des marinas, susceptibles d’accumuler des sédiments contaminés. Finalement, l’apport de contaminants en provenance de l’agriculture dans certains bassins versants des tributaires du fleuve doit également être pris en considération.

Le projet comprend trois phases :
1- Dresser un portrait global du risque associé aux sources de contaminations présentes dans la région de Québec.
2- Évaluer la présence de contaminants dans l’eau et les sédiments de la région de Québec et ces effets sur la faune aquatique et les piscivores en plus de localiser les zones riveraines les plus susceptibles d’accumuler des sédiments contaminés.
3- Procéder à une évaluation du risque écotoxicologique pouvant conduire à des mesures de gestion.

Les bassins de rétention permettent de retenir les matières en suspension, d’immobiliser les nutriments et de dégrader les pesticides transportés par les eaux de ruissellement provenant des champs agricoles. Les capacités filtrantes et épuratrices des bassins de rétention agissent grâce au temps de séjour et à l’activité de sédimentation. Les bassins s’imposent donc comme une solution possible à l’épuration des eaux et pourraient réduire les conséquences de la pollution diffuse d’origine agricole sur l’écosystème du Saint-Laurent.

Lors de la phase 2021-2026, le projet s’intéressera au changement de régime hydrologique caractérisé par une diminution marquée des précipitations. Dans un tel contexte de changement, le bassin de rétention pourrait aussi constituer un réservoir d’eau utilisée lors de la période d’étiage estivale pour irriguer les cultures. Il sera toutefois important d’évaluer la toxicité de cette eau et des sédiments épandus sur les sols.

Le projet établira une caractérisation chimique de l’eau et des sédiments du bassin (nutriments, pesticides, etc.) et il évaluera le risque écotoxicologique associé à leur recyclage pour les organismes terrestres des sols agricoles.

Les herbiers aquatiques sont un écosystème essentiel à la santé du Saint-Laurent. Ils forment un élément crucial de l’alimentation, de la protection et du soutien physique des invertébrés, des poissons, des amphibiens, des reptiles et des oiseaux aquatiques. Ces milieux évoluent constamment dans le Saint-Laurent et subissent des pressions. Les changements climatiques pourraient amplifier les pressions déjà présentes sur les herbiers aquatiques, tels que l’agriculture, l’urbanisation des rives ou l’empiétement sur le littoral. À l’heure actuelle, nous ne disposons que d’un portrait partiel de l’évolution temporelle de la distribution, de l’abondance et de la composition taxonomique des herbiers du fleuve.
 

La création d’un groupe de travail sur les herbiers du Saint-Laurent permettra de coordonner l’acquisition de connaissances sur la distribution des plantes aquatiques dans plusieurs secteurs du fleuve. Plusieurs projets qui ont été élaborés dans le passé, également reliés aux herbiers aquatiques, sont en cours de réalisation. Un bilan de la situation actuelle doit cependant être dressé concernant les herbiers de la portion fluviale et ceux de l’estuaire. Ainsi, il sera possible de bien coordonner toutes les actions, de cibler les zones à fort potentiel pour ces milieux et d’augmenter la capacité d’agir sur certains facteurs. L’objectif principal derrière le projet est que tous les acteurs intéressés par les herbiers aquatiques soient au courant des actions en cours et à venir.

La présence de plusieurs herbicides dans l’eau des tributaires du lac Saint-Pierre a déjà été documentée. Ces affluents drainent des terres agricoles dont les principales cultures sont le maïs et le soja. Les herbicides les plus souvent détectés dans les rivières sont le S-métolachlore, le glyphosate, l’atrazine, le dicamba et le bentazone. La présence d’insecticides de la famille des néonicotinoïdes a également été rapportée à des concentrations qui dépassent parfois le critère établi pour la protection de la vie aquatique (CVAC).

Ce constat est à l’origine de la mise en œuvre d’initiatives phares pour amener des pratiques agricoles plus respectueuses de l’environnement sur le littoral du lac Saint-Pierre et dans l’ensemble de son bassin versant.

L’objectif du projet est donc de documenter l’efficacité des nouvelles pratiques agricoles adoptées pour améliorer la qualité des écosystèmes aquatiques. Les scientifiques ont conçu des suivis environnementaux qui incluent la mesure des pesticides dans l’eau à différentes périodes de l’année. En parallèle, les effets potentiels des pesticides sur les réponses biologiques seront déterminés chez différents organismes aquatiques (ex., algues, invertébrés et poissons). Les résultats de ces études permettront de mieux comprendre les effets des activités agricoles sur les communautés aquatiques et de documenter les conséquences des nouvelles pratiques adoptées sur la qualité de l’eau afin d’aider à la gestion de cet écosystème unique.

Les organismes des écosystèmes aquatiques sont constamment exposés à des mélanges complexes d’agents stressants à la fois naturels et chimiques. La présence de nutriments et de pesticides issus des activités agricoles intensives dans les cours d’eau, couplée à l’allongement des saisons estivales et l’augmentation des températures de l’eau, peut être responsable de l’eutrophisation des cours d’eau. L’eutrophisation peut être responsable de l’augmentation des populations de cyanobactéries, dont certaines peuvent produire des toxines. De plus, les pesticides peuvent avoir des effets sur les organismes aquatiques et même favoriser le développement d’espèces algales plus résistantes et nocives. Ces sources de stress pour le milieu aquatique sont, de façon générale, étudiées individuellement. Il devient important de comprendre le modèle complexe des effets interactifs entre les cyanobactéries et les pesticides, et d’acquérir de nouvelles connaissances à ce sujet afin de déterminer l’ampleur de cet enjeu pour le lac Saint-Pierre. 

Dans ce contexte, ce projet du Plan d’action Saint-Laurent vise à réaliser une étude exploratoire de la dangerosité associée à la présence des cyanobactéries couplée à celle de nouvelles familles de pesticides pour les organismes aquatiques d’eau douce et à en mesurer les risques pour le milieu aquatique. Ces résultats serviront ensuite à définir les besoins subséquents d’acquisition de connaissances sur ces substances.

Le Saint-Laurent offre de nombreux sites le long de ses rives qui servent à la pratique d’activités récréatives diverses, notamment des activités nautiques (baignade, canotage, planche à voile, etc.). Certains de ces sites adhèrent au programme Environnement-Plage ou effectuent des suivis réguliers de la qualité de l’eau, alors que d’autres ne sont pas officiellement suivis pour leur qualité bactériologique.

Beaucoup d’utilisateurs cherchent à profiter de sites de baignade le long du fleuve, qu’ils soient officiels ou non. Dans ce contexte, la recherche et la détection des sources potentielles d’agents pathogènes qui posent un risque pour la santé  à l’aide d’indicateurs de contamination fécale deviennent des enjeux. D’une part, il est d’intérêt de pouvoir informer plus rapidement les populations sur les risques encourus. D’autre part, il faut comprendre le risque lié à la présence potentielle d’agents pathogènes, ainsi que leur provenance.

Le programme de suivi de la qualité bactériologique de l’eau le long des rives du Saint-Laurent du ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques collige déjà des renseignements sur 16 sites sentinelles entre Montréal et Québec. Les sites visités pour ce suivi feront l’objet d’échantillonnages supplémentaires aux fins du présent projet. Les données recueillies permettront d’évaluer une méthode de détection plus rapide des E. coli, de repérer leurs sources potentielles et de déterminer la présence de résistance aux antibiotiques.

La mise en œuvre du plan d’action du Comité de concertation en agriculture dans le cadre du Plan d’action Saint-Laurent vise à coordonner les actions réalisées dans le milieu agricole. Ces actions contribueront à améliorer la qualité de l’eau du Saint-Laurent et de ses tributaires.

Un des principaux objectifs du comité consiste à harmoniser les interventions des programmes et des organismes, à zone prioritaire, mais sans s’y limiter, située aux abords du lac Saint-Pierre. Parmi les initiatives spécifiques au lac Saint-Pierre, notons les Laboratoires vivants d’Agriculture et Agroalimentaire Canada, le Pôle d’expertise multidisciplinaire en gestion durable et le projet Cohabitation agriculture-faune.

Le lac Saint-Pierre, un renflement du fleuve en amont de Trois-Rivières, a une très riche biodiversité. Il figure sur la liste des zones humides d’importance internationale (site Ramsar) et fait partie des réserves de la biosphère terrestre de l’UNESCO. Cependant, il reçoit un grand nombre de contaminants agricoles, dont des pesticides.

Pour ce projet, nos scientifiques utilisent la modélisation hydrodynamique afin de fournir quotidiennement une cartographie des masses d’eau qui composent le lac Saint-Pierre selon les conditions hydrologiques moyennes des 24 heures précédentes. La cartographie fournie est donc représentative des apports de chacun des exutoires du lac Saint-Pierre en matière de débit et de qualité de l’eau. Les cartes fournies soutiennent le suivi de la qualité de l’eau de trois manières :

• En localisant les endroits les plus susceptibles d’être affectés par des contaminants de source agricole;
• En déterminant la zone d’influence de chaque exutoire;
• En permettant d’adapter des plans d’échantillonnage à la suite d’une révision de l’emplacement des sites de prise de données.

Les cours d’eau qui se jettent dans le lac Saint-Pierre contiennent souvent des pesticides, des nutriments (azote et phosphore) et des matières en suspension qui peuvent nuire à la vie aquatique. Une forte proportion de ces polluants provient des exploitations agricoles situées à l’intérieur du bassin versant du lac. On croit toutefois que l’utilisation de bassins de rétention pourrait atténuer les conséquences de la pollution diffuse en milieu agricole. Lorsque l’eau ralentit en passant dans un bassin de rétention, les pesticides et les nutriments sont retenus par la sédimentation et peuvent être dégradés ou immobilisés au contact avec des plantes et des microorganismes. Ainsi, un bassin de rétention pourrait réduire les contaminants présents dans les eaux de surface et de drainage agricole.

Pour ce projet, nos scientifiques évaluent l’efficacité de tels bassins de rétention. Les résultats ont montré que le bassin étudié représente une solution efficace pour retenir les nutriments, les MES et certains pesticides (le glyphosate et son produit de dégradation l’AMPA et le thiaméthoxame). Par contre, l’eau du bassin a eu des effets toxiques sur la croissance des algues et le développement du crapaud d’Amérique. De plus, le bassin offrait des conditions favorisant la production de gaz à effet de serre (GES).

L’eau de ruissellement apporte dans le lac Saint-Pierre des microorganismes potentiellement dangereux pour l’homme et pour la faune. En effet, dans la première phase du PASL, nos scientifiques ont observé une grande quantité d’E. Coli dans les cours d’eau tributaires du lac, ce qui indique une contamination fécale et la présence potentielle de microorganismes pathogènes.  Ils ont aussi découvert que ces bactéries indicatrices étaient résistantes à plusieurs antibiotiques. De plus, les parasites Giardia et Cryptosporidium et la bactérie Campylobacter ont été mesurés dans l’eau brute de quatre prises d’eau potable.

Bien qu’encore étudiés, nos scientifiques évaluent ces types de pollution et présentent donc les résultats des mesures de bactéries indicatrices de contamination fécale et de microorganismes pathogènes présents dans ces cours d’eau à différents endroits.

Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques. 2016. Bilan de la qualité de l’eau potable au Québec 2010?2014. 80 p. : http://www.environnement.gouv.qc.ca/eau/potable/bilans/bilan-qualite2010-2014.pdf.

R. Villemur, M. Imbeau, M.N. Vuong, L. Masson et P. Payment (2015). An environmental survey of surface waters using mitochondrial DNA from human, bovine and porcine origin as fecal source tracking markers. Water Research, 69, 143-153. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135414007696?via%3Dihub (en anglais seulement).

Les herbiers du lac Saint-Pierre forment un habitat essentiel pour les poissons, les amphibiens et les oiseaux aquatiques. Les plantes aquatiques agissent comme support physique aux algues et aux crustacés dont se nourrissent les vertébrés, et leur servent d’abri contre les prédateurs. Or, on connaît mal la distribution des plantes qui les composent, et la manière dont les herbiers évoluent dans le temps en fonction de la quantité (profondeur et courant) et de la qualité (transparence et nutriments) de l’eau.

Nos scientifiques dressent donc le portrait des herbiers du lac Saint-Pierre et de la biomasse des plantes aquatiques et des algues, afin de caractériser l’habitat disponible pour les poissons et les invertébrés qui l’habitent. En suivant les herbiers pendant plusieurs années et en travaillant sur l’historique récent de l’abondance des plantes, ils peuvent évaluer les facteurs qui influencent leur état de santé et déterminer leur sensibilité aux changements climatiques.

De multiples facteurs ont contribué à la dégradation des habitats littoraux du lac Saint-Pierre et aux changements écosystémiques majeurs qui y ont été observés au cours des dernières années. Citons par exemple les activités agricoles en zone inondable, la variabilité interannuelle importante des niveaux d’eau liée aux changements climatiques et la présence de pesticides et de nutriments dans les eaux du lac.

Ce projet vise à rassembler les experts qui participent aux recherches et aux actions touchant le lac Saint-Pierre dans un atelier d’échanges, afin de faire un bilan des connaissances acquises et des interventions réalisées ou à venir. Ces échanges permettent de faire le point sur les lacunes à combler en matière d’acquisition de connaissances, ainsi que sur les actions à réaliser pour assurer l’intégrité de cet écosystème unique.

Atelier d'échanges sur le lac Saint-Pierre 2019 - Résumé

L’activité agricole intensive dans des régions comme celle du lac Saint-Pierre est l’une des causes de la dégradation du milieu aquatique. À l’heure actuelle, les effets des pesticides sur la faune aquatique du lac Saint-Pierre, dans les secteurs bordant le fleuve ou apportés par les tributaires, sont mal connus. Nous savons cependant que ces tributaires drainent des terres agricoles dominées par les cultures du maïs et du soja et que les herbicides les plus utilisés pour ce type de cultures, le S-métolachlore, le glyphosate et l’atrazine, sont détectés dans le lac Saint-Pierre et dans les rivières qui s’y déversent. Plus récemment, la présence des insecticides de la famille des néonicotinoïdes a également été rapportée. La présence combinée des herbicides et des insecticides pourrait donc affecter la faune aquatique de ce secteur.
Dans le cadre de ce projet, nos scientifiques évaluent les effets biologiques de l’exposition des organismes aquatiques aux pesticides utilisés dans les terres agricoles du bassin versant du Saint-Laurent, particulièrement les organismes aquatiques présents dans le lac Saint-Pierre. L’étude détermine la concentration de divers pesticides dans l’eau et mesure leurs effets chez les organismes aquatiques, comme les perchaudes et les invertébrés exposés en milieu naturel ou en laboratoire.

La rivière Richelieu est un joyau de la biodiversité. Elle accueille plusieurs espèces aquatiques en situation précaire, dont le chevalier cuivré. Toutefois, le développement urbain et les pratiques agricoles constituent des enjeux majeurs pour l’amélioration de la qualité de l’eau et des habitats de cette rivière. De plus, les sédiments et les polluants qui y sont observés se jettent dans le lac Saint-Pierre. Les mesures ponctuelles de restauration des rives mises en œuvre dans ce bassin versant ne suffisant pas à maintenir une qualité d’eau suffisante, les participants et collaborateurs du Plan d’action Saint-Laurent souhaitent réaliser un projet global de conservation et de restauration. Cette initiative permettra de conserver une bande riveraine pour réduire la pollution de l’eau et créer un corridor écologique, d’installer des systèmes de sédimentation dans les fossés ainsi que de préserver, restaurer et relier les espaces naturels sur l’ensemble du bassin versant.

Consultez le dépliant explicatif du projet (formats disponibles: PDF, HTML). Consultez également la fiche d'information pour ce projet.

Une portion importante du littoral du lac Saint-Pierre est utilisée à des fins agricoles, et les superficies sont progressivement converties en grandes cultures, ce qui laisse peu de substrat végétal au printemps en tant qu’habitat du poisson. Plusieurs participants et collaborateurs se sont associés pour élaborer une approche de restauration de l’habitat du poisson. Depuis 2003, 7 cours d’eau ont été aménagés. D’ici 2016, il est prévu que cette initiative se poursuive au rythme d’un cours d’eau par année afin de continuer d’améliorer la notoriété de la région du lac Saint-Pierre en matière d’agriculture durable.

Consultez la fiche d'information pour ce pojet.

Ce projet vise à renforcer la concertation entre les principaux acteurs oeuvrant dans le secteur de l'agriculture afin d'établir une vision commune des problématiques environnementales associées à la qualité de l'eau des tributaires et du Saint-Laurent et de définir des solutions dédiée à la protection de ces écosystèmes aquatiques dans une optique de gestion intégrée.

Les apports fluviaux accrus en carbone organique et en éléments nutritifs associés aux activités anthropiques peuvent entraîner un phénomène d’eutrophisation dans les estuaires et les zones côtières. Cette eutrophisation peut engendrer la prolifération d'algues toxiques ou nuisibles ainsi que le développement de zones hypoxiques et acidifiées pouvant menacer la santé du Saint-Laurent. La documentation des sources et de l’évolution historique des apports en nutriments et en matières organiques, celle des effets d’une augmentation de ces apports ainsi que l’élaboration d’outils de prévisions numériques permettront de mieux connaître et prévoir ces phénomènes souvent liés aux sources agricoles de pollution diffuse. 

Consultez la fiche d'information pour ce projet.

Les déjections des animaux d’élevage, les champs cultivés et les aires de stockage (amas de fumier et cour d’exercice) peuvent contenir des microorganismes pathogènes qui, s’ils atteignent les cours d’eau par ruissellement ou par l’intermédiaire des drains agricoles, présentent un risque pour la faune et pour les humains. Compte tenu que les concentrations de coliformes fécaux mesurées dans les tributaires du lac Saint-Pierre indiquent la présence potentielle de bactéries pathogènes, les partenaires et collaborateurs souhaitent mieux connaître le risque de contamination de l’eau par ces microorganismes pathogènes, en précisant leur lien avec l’agriculture et en fournissant de l’information nouvelle qui pourra aider à réduire à la source ce type de contamination.

Consultez la fiche d'infomation sur ce projet.

La prolifération d’algues nuisibles et toxiques dans l’écosystème du Saint-Laurent constitue une problématique grandissante dont les effets sont encore peu connus. Le développement d’une expertise permettra de mieux comprendre l’influence de ces algues sur l’écosystème où elles prolifèrent, que ce soit pour l’identification des algues toxiques, la documentation des facteurs associés à leur floraison, à la production et à la dispersion des toxines ou pour l’élaboration de biomarqueurs et de bioindicateurs. Une meilleure compréhension de ces phénomènes permettra d’élaborer des outils de prévision pour les secteurs à risque et les composantes de l’écosystème sensibles aux algues nuisibles et aux toxines.

Consultez la fiche d'information pour ce projet.