ANNEXE E - Éléments pour l’élaboration du plan de caractérisation
Sélection des stations d’échantillonnage
Les stations de référence doivent être sélectionnées de manière à mettre en évidence toute autre source de perturbation potentielle pouvant influencer les caractéristiques des variables mesurées aux stations de surveillance ou de suivi. La conception optimale d’une étude inclut également une référence temporelle, c’est-à-dire des données sur le site à l’étude avant le début des activités (état de référence). Malheureusement, il n’est pas toujours possible de générer ces données avant les activités de dragage ou de gestion des sédiments.
Il est généralement facile de localiser les stations de référence pour les composantes ou les paramètres physiques ou chimiques. Par exemple, pour mesurer les changements de la qualité des eaux de surface ou souterraines, on peut choisir une ou deux stations en amont et en aval de l’aire des travaux, par rapport au sens de l’écoulement des eaux. Pour évaluer la qualité de l’air, on peut choisir de deux à quatre stations situées si possible en périphérie, à l’extérieur de la zone d’influence.
Par contre, le choix des stations de référence pour les composantes biologiques s’avère plus complexe. Ainsi, pour mesurer les impacts au niveau de la mise en dépôt des matériaux de dragage sur les communautés biologiques, les stations de référence doivent être choisies en tenant compte des facteurs suivants (Germano et coll., 1994) :
- les stations de référence doivent avoir la même structure de communautés biologiques que le site de dépôt, telle que mesurée dans les études d’état de référence de l’écosystème;
- les sédiments doivent présenter les mêmes caractéristiques physico-chimiques que celles du site de dépôt;
- les stations de référence et celles du site de dépôt doivent être localisées à des profondeurs comparables et le plus près possible les unes des autres, tout en s’assurant que les stations de référence soient situées à l’extérieur de la zone d’influence. Les stations de référence doivent cependant être situées en retrait des mouvements de la masse d’eau au site de dépôt.
Le nombre de stations de référence requis est déterminé en fonction de leur représentativité ainsi que de l’ampleur du plan d’échantillonnage. Dans le cas d’une mise en dépôt en eau libre, plusieurs sites de référence peuvent être nécessaires lorsque la bathymétrie et la géochimie des sédiments au lieu de dépôt et hors du lieu de dépôt sont différentes.
Pour la surveillance des matières en suspension (MES) à un site de dragage, les stations d’échantillonnage pour la qualité des eaux sont requises près des zones sensibles et distribuées à plusieurs endroits dans le panache de dispersion des MES. Au niveau des sites de dépôt en milieu aquatique, les stations choisies afin d’assurer la surveillance de la qualité de l’eau doivent être échantillonnées avant le début des travaux afin de déterminer la variabilité naturelle des paramètres étudiés, en particulier lors de conditions météorologiques et hydrodynamiques perturbant le milieu de façon significative. Les périodes de circulation intense de navires doivent également être considérées comme un élément perturbateur. Ces aspects peuvent également être vérifiés pour les zones de référence.
Dans le contexte d’un programme de suivi, le plan d’échantillonnage demeure toutefois évolutif.
Détermination du nombre d’échantillons
Le nombre d’échantillons à prélever à chaque station dépend de l’hétérogénéité spatiale et temporelle de la variable à mesurer. Un nombre minimal d’échantillons doit être établi en fonction des paramètres statistiques utiles à l’analyse. Le processus de définition des objectifs de qualité des données est fort utile pour cette détermination.
Établissement de la fréquence de prélèvement
La fréquence de prélèvement dépend de plusieurs facteurs dont notamment l’incertitude entourant la technologie utilisée pour le dragage ou la gestion des sédiments, ou encore celle entourant la stabilité du site de mise en dépôt.
Choix des méthodes d’analyse sur le terrain et en laboratoire
Cette activité vise à choisir la méthode analytique associée à l’ensemble « paramètres de mesure/outil de relation » précédemment sélectionné. En raison des nombreux facteurs à considérer pour la sélection des analyses et l’interprétation des données brutes, il est difficile d’établir, à priori, une liste de critères de sélection. Le jugement professionnel joue donc un rôle important dans ce choix. Cependant, les critères retenus doivent au minimum permettre d’établir la pertinence de la donnée en fonction du paramètre de mesure visé et de juger de la qualité des renseignements en fonction des objectifs de qualité définis au programme d’assurance et de contrôle de la qualité.
Le processus de planification de l’échantillonnage doit comprendre la sélection des méthodes d’analyse (incluant la détermination des seuils de détection), les volumes d’échantillons à prélever, ainsi que les méthodes de conservation des échantillons. Le Guide d’échantillonnage des sédiments du Saint-Laurent pour les projets de dragage et de génie maritime (Environnement Canada, 2002a, 2002b) et le Guide de caractérisation physico-chimique et toxicologique des sédiments (CEAEQ, en préparation) fournissent des renseignements utiles dans le cadre de cette activité.
Des outils de dépistage (analyses, tests, etc.) peuvent aussi permettre d’acquérir de façon efficace et économique de nombreuses données, soit en délimitant rapidement le secteur problématique à évaluer (p. ex., pour déterminer l’étendue de la contamination) ou en évaluant l’efficacité des travaux de restauration (p. ex., pour déterminer la couche de sédiments à draguer). Lorsque le secteur à évaluer a été délimité au moyen d’outils de dépistage, une stratégie d’échantillonnage peut ensuite confirmer les résultats du dépistage (CCME, 1993a, 1993b) et permettre une caractérisation plus précise.
Pour ce qui est des analyses définitives (par opposition aux analyses de dépistage), la détermination du nombre d’échantillons à analyser doit être effectuée soigneusement en fonction du budget disponible et en prenant en considération qu’une logistique de conservation, de transport et de prétraitement des échantillons exige plus de manipulations et s’avère conséquemment plus coûteuse.
Identification des procédures d’expédition et des modes de conservation des échantillons
En fonction des différentes analyses devant être réalisées sur les échantillons prélevés, il est important de bien choisir des modes de conservation de ces échantillons afin d’en préserver l’intégrité. Il est tout aussi important que les procédures d’expédition des échantillons jusqu’aux différents laboratoires soient adéquates, ce qui inclut l’identification et l’emballage des échantillons. Il est donc primordial que les communications entre les équipes d’échantillonnage et les équipes de laboratoire soient bonnes et ce, dès la phase de planification des travaux. Le Guide d’échantillonnage des sédiments du Saint-Laurent pour les projets de dragage et de génie maritime (Environnement Canada, 2002a, 2002b), le Guide d’analyse physico-chimique et toxicologique des sédiments (MDDELCC et EC, en préparation) ainsi que les documents du Conseil canadien des ministres de l’environnement (CCME, 1993a, 1993b) fournissent des renseignements utiles dans le cadre de cette activité.
Choix des équipements et des procédures d’échantillonnage
Les équipements et les procédures d’échantillonnage doivent être choisis en tenant compte des conditions de terrain qui prévalent aux stations d’échantillonnage, des caractéristiques des échantillons, du type, du nombre et de la fréquence de prélèvement, des méthodes analytiques retenues, etc. Le Guide d’échantillonnage des sédiments du Saint-Laurent pour les projets de dragage et de génie maritime (Environnement Canada, 2002a, 2002b) et le Guide d’analyse physico-chimique et toxicologique des sédiments (MDDELCC et EC, en préparation) fournissent des renseignements utiles dans le cadre de cette activité.
Mise en place du programme de santé et sécurité pour les travailleurs
Les programmes de santé et de sécurité au travail doivent préciser les exigences relatives à la protection individuelle (lunettes, bottes, etc.) ainsi que les dispositifs de surveillance de l’exposition des travailleurs à certains produits chimiques. Le document intitulé Guide de sécurité pour les inspecteurs d’Environnement Canada (1996) présente de bons exemples de mesures de sécurité pour le personnel chargé du prélèvement des échantillons.
Bibliographie
CCME (1993a). Guide pour l’échantillonnage, l’analyse des échantillons et la gestion des données des lieux contaminés. Volume 1 : Rapport principal, Conseil canadien des ministres de l’environnement, Rapport CCME EPC-NCS62F, décembre 1993.
CCME (1993b). Guide pour l’échantillonnage, l’analyse des échantillons et la gestion des données des lieux contaminés. Volume II : Sommaire des méthodes d’analyse. Rapport du Conseil canadien des ministres de l’environnement, EPC-NCS66F, décembre 1993.
Environnement Canada (2002a). Guide d’échantillonnage des sédiments du Saint-Laurent pour les projets de dragage et de génie maritime. Volume 1, Directives de planification. Direction de la protection de l’environnement, Environnement Canada, 105 p. (Volume - Navigation – Phase III).
Environnement Canada (2002b). Guide d’échantillonnage des sédiments du Saint-Laurent pour les projets de dragage et de génie maritime. Volume 2, Manuel du praticien de terrain. Direction de la protection de l’environnement, Environnement Canada, 106 p. (Volume - Navigation – Phase III).
Environnement Canada (1996). Guide de sécurité pour les inspecteurs – Guide à l’intention des inspecteurs de terrain d’Environnement Canada. Bureau de l’application de la loi, Service de la protection de l’environnement, Environnement Canada
Germano, J.D., Rhoads, D.C. et Lunz, J.D. (1994). An Integrated, Tiered Approach to Monitoring and Management of Dredged Material Disposal Sites in the New England Region. Rapport préparé par Science Applications International Corporation (SAIC) for U.S. Army Corps of Engineers, New England Division, Disposal Area Monitoring Systems (DAMOS) Contribution 87.
MDDELCC – Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques du Québec et Environnement Canada. En préparation. Guide de caractérisation physico-chimique et toxicologique des sédiments. Plan d’Action Saint-Laurent : Environnement Canada, Ministère du Développement durable, de l’Environnement, de la Faune et des Parcs du Québec. Titre temporaire, en préparation.