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La pollution : une réalité à plusieurs visages

Les indicateurs (ou paramètres) de qualité

Les catégories d'usage et les critères de qualité

 
Peut-être à cause de son abondance apparente, les québécois oublient souvent que l’eau est une ressource fragile et dont la qualité peut être rapidement dégradée. Mais en quoi consiste exactement la qualité de l’eau? Une eau « de bonne qualité » est-elle simplement bonne à boire?

En fait, tout n’est pas aussi simple ! Décrire la qualité de l’eau s’avère un exercice complexe. Aussi, les qualitatifs « bonne » ou « mauvaise » associés à la qualité de l’eau cachent souvent des réalités fort différentes, selon les modalités et objectifs du suivi réalisé.
  L'eau, une ressource fragile!
     
Dans le but de vous aider à mieux interpréter l’information véhiculée à ce sujet de la qualité de l’eau, le présent dossier propose un rappel des principales notions nécessaires à la compréhension de ce phénomène. Il s’agit de :
  • les différentes formes de pollution;
  • les indicateurs (ou paramètres) de qualité;
  • les catégories d’usage de l’eau;
  • les critères de qualité, établis en fonction des catégories d’usage.
 
La pollution de l’eau : une réalité à plusieurs visages
(adaptation du texte « Le Réseau-rivières : suivi de la qualité de l’eau des rivières du Québec », produit par le MDDEP)
 

La pollution de l’eau est un terme général qui désigne plusieurs formes d’agressions contre l’intégrité de l’écosystème aquatique, principalement causées par des activités humaines en milieu urbain, industriel, récréatif ou agricole. On les regroupe en six grandes catégories : la pollution par la matière organique; la pollution par les fertilisants; la pollution toxique; la pollution microbienne; la pollution visuelle et la pollution thermique.

La pollution par la matière organique est causée par la surabondance, dans l’eau, de matière organique d’origine humaine, animale ou végétale. La décomposition de cette matière par des bactéries qui consomment de l’oxygène peut entraîner une diminution marquée de l’oxygène dissous dans l’eau et perturber grandement la vie aquatique, en plus d’être à l’origine d’odeurs nauséabondes. Les rejets domestiques, de même que les activités agricoles et industrielles, peuvent constituer une source importante de matière organique.

La pollution par les fertilisants apparaît lorsque des nutriments comme l’azote et le phosphore se trouvent en trop grande quantité dans l’eau. La surabondance de ces substances nutritives favorise la croissance de plantes aquatiques et d’algues qui peuvent nuire aux organismes aquatiques en modifiant leur habitat, et limiter les activités récréatives. Les rejets domestiques, les activités agricoles et l’entretien des pelouses peuvent constituer d’importantes sources de fertilisants.

La pollution toxique provient surtout des activités industrielles (métaux lourds, BPC, etc.), mais également des secteurs agricole (pesticides, hormones et antibiotiques), domestique et récréatif (pesticides, antibiotiques, nettoyants, solvants, etc.). Les substances toxiques représentent un danger potentiel pour l’homme et la faune aquatique, puisqu’elles peuvent contaminer l’eau et les sédiments et s’accumuler à l’intérieur des organismes aquatiques. Les effets de ses produits (et de leur mélange) sur la santé et l’écologie sont encore méconnus. Il est important de rappeler que les installations municipales de filtration de l’eau potable et de traitement des eaux usées ne sont habituellement pas conçues dans le but de contrôler ces substances et ne permettent pas de les retirer adéquatement de l’eau. Songez aux différents produits chimiques et pharmaceutiques que vous utilisez à la maison !

La pollution microbienne découle de la présence dans l’eau de bactéries ou de virus issus le plus souvent des déjections humaines ou animales. Le milieu devient alors insalubre et propice à la propagation de maladies, ce qui limite la pratique des activités nautiques et contraint à désinfecter l’eau destinée à la consommation.

La pollution visuelle se manifeste par une certaine coloration de l’eau, la présence de matière en suspension (sédiments), de déchets flottants et d’algues dans l’eau ou sur les rives d’un cours d’eau. Cette pollution peut être associée à plusieurs problèmes, telles que l’érosion des rives, l’excès d’éléments nutritifs dans l’eau, ou simplement le manque de civisme de certains citoyens qui prennent le cours d’eau pour une poubelle. Ce type de pollution constitue une nuisance tant pour les activités récréatives que pour les habitats aquatiques.
  Pollution visuelle au ruisseau Clair
   
     
La pollution thermique consiste en une modification de la température de l’eau dans une section de rivière, en raison de la présence d’un effluent industriel de température plus élevée que le milieu récepteur (eaux de refroidissement d’usines, de centrales thermiques, etc. ).
Le déboisement des rives contribue également au réchauffement de l’eau. Même de faibles changements de température peuvent avoir des effets sur la faune aquatique, dont notamment sur des espèces plus sensibles, comme la truite.  
 
Les indicateurs (ou paramètres) de qualité
 

La qualité de l’eau peut être décrite à l’aide d’un grand nombre d’indicateurs, appelés aussi paramètres ou descripteurs, lesquels peuvent être de nature physique, chimique ou biologique. Chacun de ces indicateurs permet de mesurer et quantifier un aspect spécifique de la qualité de l’eau. Comme l’analyse de chacun de ces indicateurs implique des coûts, il est rare que tous soient considérés. Décrire la qualité de l’eau implique donc un choix quant aux indicateurs à suivre. Ce choix se fera en fonction à la fois du type de pollution surveillée, des usages de l’eau que l’on souhaite préserver et, bien sur, des ressources financières disponibles.

Voici une brève description des indicateurs de qualité les plus fréquemment utilisés :
 
1. Les indicateurs physiques
 
Température (T)
La température de l’eau varie naturellement au cours de l’année, mais le déboisement des rives ou les rejets industriels contribuent à élever la température de l’eau. La température de l’eau en affecte la qualité, notamment parce que l’eau chaude diminue la concentration en oxygène dissous, au détriment de la vie aquatique. Par exemple, l’omble de fontaine (truite mouchetée) peut difficilement survire à des températures supérieures à 13 degrés Celsius.

Solides en suspension (SS) ou Matières en suspension (MES)
Les solides en suspension (SS), ou matière en suspension (MES), sont des particules organiques ou inorganiques présentes dans l’eau et qui contribuent à en réduire la clarté. Ils affectent principalement la qualité esthétique de l’eau (pollution visuelle) ainsi que son potentiel récréatif. Dans certains cas, des valeurs trop élevées de SS peuvent poser des défis importants pour l’approvisionnement en eau potable et nuire à la vie aquatique. L’érosion et la dégradation des bandes riveraines sont d’importants facteurs favorisant la présence de solides en suspension dans l’eau.

 

Turbidité
La turbidité est une autre façon de mesurer la transparence de l’eau. Elle s’exprime en UTN (unités de turbidité par néphélémétrie) et est causée par la présence de matières en suspension, telles que l’argile, le limon, les particules organiques, le plancton et les autres organismes microscopiques. Une turbidité trop élevée empêche la pénétration de la lumière dans la colonne d’eau et peut ainsi diminuer la croissance des algues et des plantes aquatiques. Elle peut aussi protéger les bactéries et les virus contre les procédés de désinfection de l’eau potable.

  L'absence de bande riveraine...
     
2. Les indicateurs chimiques
 

Oxygène dissous (OD)
Les organismes aquatiques ont besoin d’une quantité suffisante d’oxygène dissous dans l’eau pour survivre, ce qui en fait un important critère pour la vie aquatique. Les facteurs pouvant mener à une réduction de l’oxygène dissous sont l’augmentation de la température de l’eau et la décomposition de grandes quantités de matière organique. Les rapides d’une rivière ou les brassages printanier et automnal des lacs permettent au plan d’eau de renouveler leurs réserves d’oxygène.

Azote (N)
L’azote est un élément nutritif essentiel à la croissance des algues et des plantes aquatiques, que l’on retrouve sous diverses formes dans l’environnement. Dans l’eau, on le retrouve sous la forme d’azote ammoniacal (NH3), de nitrates et de nitrites. L’azote total est la somme des diverses formes d’azote présentes dans l’eau.

Azote ammoniacal (NH3)
L’azote ammoniacal est toxique pour la vie aquatique. Son niveau de toxicité varie selon le pH et la température de l’eau. Dans les eaux naturelles, l’azote ammoniacal provient principalement du lessivage des terres agricoles ainsi que des eaux usées municipales et industrielles.

Nitrites (NO2-) et nitrates (NO3-)
Les nitrates et les nitrites constituent la forme la plus abondante d’azote dans l’eau. Bien que naturellement présents en faibles quantités dans les eaux de surface, des concentrations trop élevées de nitrites-nitrates peuvent être toxiques pour la faune aquatique et provoquer une maladie infantile (méthémoglobinémie).

Phosphore (P)
Le phosphore est un élément nutritif essentiel à la croissance des algues et des plantes aquatiques. Lorsque trop abondant dans un milieu aquatique, le phosphore risque d’accélérer le processus d’eutrophisation (i.e. un vieillissement accéléré du cours d’eau occasionné par un excès d’éléments nutritifs et engendrant la prolifération d’algues, l’envasement du littoral et la dégradation des réserves d’oxygène). Les principaux apports en phosphore proviennent de l’érosion, des activités agricoles et industrielles, des engrais et des rejets d’eaux usées municipales. Le phosphore total (Ptot) est la somme du phosphore dissous et en suspension.

Carbone organique dissous (COD)
Le carbone organique dissous (COD) permet de suivre l’évolution de la pollution organique des milieux aquatiques. Il provient de la décomposition de débris organiques végétaux et animaux. Il peut également provenir de substances organiques émises par les effluents municipaux et industriels. C’est le COD qui donne une coloration brune ou ambrée à l’eau. Puisque les micro-organismes aquatiques consomment d’importantes quantités d’oxygène pour décomposer les molécules organiques, des concentrations élevées de COD peuvent affecter les réserves d’oxygène des cours d’eau.

Conductivité
La conductivité mesure la capacité de l’eau à conduire le courant électrique. Ce paramètre donne une indication de la concentration totale de l’eau en ions. Comme une grande partie des sels dissous dans l’eau s’y trouvent sous forme d’ions (chlorures, nitrates, sodium, calcium, sulfures etc.), la conductivité permet donc aussi d’en estimer l’importance. Les variations de ces concentrations peuvent avoir des impacts sur le milieu naturel. Certains ions comme le sodium, le chlorure, les sulfates, le fer et le manganèse peuvent conférer à l'eau potable un goût ou une odeur désagréable. L’eau souterraine, parce qu’elle est en contact avec le substrat minéral durant une période beaucoup plus longue, présente habituellement une conductivité plus élevée que l’eau de surface.

pH
Le pH est une mesure de l’acidité de l’eau. Les eaux naturelles ont un pH voisin de 7, le plus souvent compris entre 6 et 8. Plus le pH est bas, plus la solution est dite acide. Plusieurs espèces de poissons et autres organismes aquatiques ne peuvent supporter une eau trop acide. La pollution atmosphérique et les précipitations acides demeurent la plus importante source d’acidité des plans d’eau.

Les métaux
Les métaux sont des micronutriments essentiels pour les organismes aquatiques et se retrouvent naturellement dans l’eau à de faibles concentrations. Ils proviennent du lessivage du sol et du substrat rocheux. Les métaux les plus fréquemment mesurés sont l’aluminium (Al), le fer (Fe) et le manganèse (Mn).

Les métaux peuvent poser des problèmes de toxicité lorsque présents en trop grande quantité dans l’eau. Plusieurs métaux, dont notamment les métaux lourds, peuvent s’avérer toxiques même à l’état de traces (très petites quantités). Les métaux les plus préoccupants, à cause de leur toxicité à long terme par accumulation dans les organismes et la chaîne alimentaire, sont le cadmium (Cd), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le mercure (Hg), le nickel (Ni), le plomb (Pb), l’arsenic (As) et le zinc (Zn). Leur présence dans l’eau à des quantités préoccupantes est souvent associée à des rejets industriels ou agricoles.

Les pesticides
Les pesticides sont des produits chimiques servant à éliminer les organismes indésirables tels les insectes (insecticides) ou les végétaux (herbicides). Ils sont utilisés pour l’agriculture et l’entretient des jardins domestiques, des pelouses et des terrains de golfs. Bien souvent, les pesticides ne sont pas biodégradables et persisteront dans l’environnement. Les propriétés cancérigènes et mutagènes de plusieurs types de pesticides font en sorte que leur présence dans l’eau et leur accumulation dans les chaînes alimentaires soulève d’importantes préoccupations écologiques et de santé publique. Les pesticides sont des indicateurs dont l’analyse et généralement très coûteuse.

 
3. Les indicateurs biologiques
 

Chlorophylle « a »
La chlorophylle « a » est un pigment permettant aux végétaux d’effectuer la photosynthèse. Sa concentration est un indicateur de l’abondance du phytoplancton (des algues microscopiques) et aide à évaluer l’eutrophisation des plans d’eau. Les facteurs qui contribuent à accroître la quantité de phytoplancton sont notamment l’abondance de phosphore, les températures chaudes et la faible vitesse du courant.

Coliformes fécaux
Les coliformes fécaux sont des indicateurs de pollution bactériologique et fécale de l’eau. Il s’agit d’un indicateur indirect en ce sens que des taux élevés de coliformes fécaux, une bactérie en soit inoffensive, indiquent une forte chance de retrouver d’autres bactéries et virus potentiellement nuisibles et pathogènes, mais dont la présence serait plus difficile à mesurer.

Les critères de qualité pour ce paramètre sont de 200 unités fécales de coliformes (UFC) par 100 ml d’eau pour la baignade, et de 1000 UFC / 100 ml pour les activités dites de « contacts indirects », comme la pêche et le canotage. La présence de coliformes fécaux est surtout associée aux rejets des stations d’épuration municipales, à l’épandage de fumier et aux installations septiques non conformes ou mal entretenues.

Demande biologique en oxygène (DBO)
La DBO mesure la quantité d'oxygène consommée par les microorganismes aérobies lors de la décomposition (par oxydation) des polluants organiques et biodégradables. Une DBO élevée indique donc que les concentrations en oxygène dissous seront réduites, ce qui peut représenter une menace pour certaines espèces de poissons, dont particulièrement les salmonidés (ombles et truites). On considère qu’une eau est polluée par une trop grande quantité de matière organique si la DBO est supérieure à 10 mg/L.

 
Catégories d’usage et critères de qualité
 

Alors que les indicateurs de qualité décrits ci haut nous permettent de mesurer certains aspects de la qualité de l’eau, les critères de qualité fixent quant à eux des seuils ou repères au-delà desquels le milieu aquatique accusera une dégradation certaine. Les critères de qualité ne sont pas des normes, en ce sens qu’ils n’ont pas force de loi. Ce sont plutôt des balises qui nous aident à interpréter les mesures obtenues pour les différents indicateurs et à porter un jugement sur la qualité de l’eau.

Bien sur, les critères de qualité varient en fonction des indicateurs suivis. Mais ils varient aussi selon le type d’usage de l’eau que l’on veut préserver. Par exemple, les critères de qualité seront plus sévères pour l’eau potable que pour les activités récréatives dites de « contact primaire », comme la pêche et le canotage. Par conséquent, il arrive qu’une eau soit dite de bonne qualité pour certains usages, alors qu’elle serait inadéquate pour d’autres. En fait, la première question à se poser lorsqu’on nous dit qu’une eau est « bonne » ou « mauvaise » serait « Pour quels usages ? ».

Au Québec, on reconnaît officiellement quatre catégories d’usages à partir desquels les critères de qualité de l’eau sont établis, soit :

1) Consommation - Prévention de la contamination
Critères visant à assurer la qualité de l’eau potable et à éliminer les risques pour la santé publique liés à la consommation d’organismes aquatiques (poissons, fruits de mer et autres).

2) Protection de la vie aquatique
Critères de qualité de l’eau visant à protéger le milieu de vie des organismes aquatiques (poissons et invertébrés). Deux critères sont établis : toxicité aigue et toxicité chronique. Le critère de vie aquatique chronique est la concentration la plus élevée d'une substance qui ne produira aucun effet néfaste sur les organismes aquatiques lorsqu'ils y sont exposés quotidiennement pendant toute leur vie. Le critère de vie aquatique aigu est la concentration maximale d'une substance à laquelle les organismes aquatiques peuvent être exposés sans être gravement affectés sur une courte période de temps.

 

3) Protection de la faune terrestre piscivore

Critères de la qualité de l’eau visant à assurer la santé des prédateurs d’organismes aquatiques(sauvagines,rapaces, mammifères, etc.).
 
4) Protection des activités récréatives et des aspects esthétiques

Critères de qualité de l’eau visant à prévenir les dangers pour la santé liés au contact direct ou indirect avec l'eau (canotage, baignade, etc.). Des critères sont également établis pour préserver les aspects esthétiques des plans d’eau.
     
Outardes sur la Diable   Baignade dans la rivière du Diable

Le tableau ci-dessous présente les critères de qualité pour quelques-uns des indicateurs les plus couramment utilisés. Pour plus d’information sur les critères de qualité reconnu au Québec, visitez le site Web du ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs au http://www.mddep.gouv.qc.ca/eau/criteres_eau/index.htm

 
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En conclusion...
 

Déterminer et interpréter la qualité de l’eau s’avère un exercice complexe. D’abords, parce que la pollution de l’eau peut prendre plusieurs formes. Ensuite, définir la qualité de l’eau implique, d’une part, de faire un choix parmi un grand nombre d’indicateurs pouvant être mesurés et, d’autre part, de déterminer quels sont les catégories d’usages pour lesquels nous souhaitons connaître l’utilité de l’eau. Enfin, les critères de qualité, établis selon les différents types d’usage, apportent les balises qui permettront porter un jugement sur la qualité du cours d’eau étudié. Autant de notions à prendre en compte la prochaine fois qu’on vous renseignera sur la qualité de l’eau !

  Rivière du Diable
     

Sources :

- Hébert, S. et Légaré, S. (2000) : Suivi de la qualité de l’eau des rivières et petits cours d’eau, ministère du Développement durable, de  l’Environnement et des Parcs, Direction du suivi de l’état de l’environnement.

- Hébert, S. et Ouellet, M. (2005) : Le Réseau-rivières ou le suivi de la qualité de l'eau des rivières du Québec, Québec, ministère du Développement durable, de  l’Environnement et des Parcs, Direction du suivi de l’état de l’environnement.

- Landry, B. (1997) : Génie et environnement, Éditions Griffon d’argile, Québec

- MDDEP

- Nature Québec

 

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