Critères pour l’évaluation de la qualité des sédiments au ...planstlaurent.qc.ca/fileadmin/publications/diverses/Qualite... · Critères pour l’évaluation de la qualité

Critres pour lvaluation de la qualit des sdiments au Qubec et cadres dapplication :

prvention, dragage et restauration

Environnement Canada et

Ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs du Qubec

Ce document doit tre cit de la faon suivante :

Environnement Canada et ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs du Qubec, 2007. Critres pour lvaluation de la qualit des sdiments au Qubec et cadres dapplication : prvention, dragage et restauration. 39 pages.

Pour plus dinformation sur le dveloppement des Critres pour lvaluation de la qualit des sdiments au Qubec : Lquipe de travail a galement produit un rapport intitul Document de rfrence Critres pour lvaluation de la qualit des sdiments au Qubec et cadres dapplication : prvention, dragage et restauration (Environnement Canada et ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs du Qubec, 2006). Ce document dcrit plus amplement la dmarche adopte pour la rvision des critres de qualit des sdiments et contient toutes les informations colliges durant lexercice de rvision. Sa Majest la Reine du chef du Canada, reprsente par le ministre de lEnvironnement, 2008 Critres pour lvaluation de la qualit des sdiments au Qubec et cadres dapplication [ressource lectronique] : prvention, dragage et restauration. Monographie lectronique en format PDF. Mode d'accs: World Wide Web. Publ. aussi en anglais sous le titre: Criteria for the assessment of sediment quality in Quebec and application frameworks, prevention, dredging and remediation galement publ. en version imprime. Comprend des rf. bibliogr. ISBN 978-0-662-08296-5 No de cat.: En154-50/2008F-PDF 1. Sdiments fluviauxQubec (Province)Analyse. 2. Sdiments fluviauxSaint-Laurent, FleuveAnalyse. 3. Sdiments contaminsQubec (Province)Mesure. 4. Sdiments contaminsSaint-Laurent (Fleuve)Mesure. 5. Sdiments marinsQubec (Province)Analyse. 6. EauPollutionQubec (Province)Mesure. 7. EauQualitGestionQubec (Province). I. Canada. Environnement Canada. Rgion du Qubec.

GB1399.C3C7414 2008 363.739'409714 C2008-980046-X

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC iii

Mot des coprsidents du Comit de concertation Navigation

Au nom de tous les membres du Comit de concertation Navigation (CCN), nous saluons le travail rigoureux et soutenu men par un groupe d'experts provenant d'Environnement Canada et du ministre du Dveloppement durable, de l'Environnement et des Parcs du Qubec, qui a particip la production de ce document.

Ce travail fort complexe a t ralis dans un rel esprit de collaboration, afin de favoriser l'avancement de cet important projet, qui s'inscrit dans le cadre de la Stratgie de navigation durable.

Le CCN est fier d'avoir soutenu l'laboration de ce document. Nous sommes confiants que ces nouveaux critres de qualit contribueront la valorisation/mise en valeur du fleuve Saint-Laurent, pour le plus grand bnfice des gnrations futures. Vincent Jarry Claire PoulinTransports Canada Transports Qubec

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC iv

quipe de ralisation

QUIPE DE TRAVAIL Environnement Canada Caroll Blanger, Division des activits de protection de lenvironnement, Eaux et sites contamins Suzie Thibodeau, Division des activits de protection de lenvironnement, Eaux et sites contamins Christian Gagnon, Direction de la science et des technologies, Recherche sur les cosystmes fluviaux Magella Pelletier, Direction de la science et des technologies, Monitoring et surveillance de la qualit de

leau

Ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs Lise Boudreau, Direction du suivi de ltat de lenvironnement, Service des avis et des expertises

Milieu aquatique Isabelle Guay, Direction du suivi de ltat de lenvironnement, Service des avis et des expertises Milieu

aquatique Louis Martel, Centre dexpertise en analyse environnementale du Qubec, Direction de lanalyse et de

ltude de la qualit du milieu Pierre Michon, Direction des valuations environnementales, Service des projets en milieu hydrique

COLLABORATEURS Conseiller principal Jean-Claude Belles-Isles, Roche lte, Groupe-conseil

Support Jean-Pierre Savard, InteRives Lte Marc Pelletier, Procan Environnement inc.

RVISION LINGUISTIQUE ET TRADUCTION Version franaise, Michle Ltienne-Prvost, Direction gnrale des communications, Environnement

Canada Version anglaise, Patricia Potvin, Direction gnrale des communications, Environnement Canada

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC v

Remerciements

Lquipe de travail dsire remercier les personnes suivantes pour leurs commentaires constructifs mis lors de lexercice de rvision par les pairs :

Susan Roe et Kelly Potter du Bureau national des recommandations et des normes Environnement Canada; Hugues Ouellette de la Direction des politiques en milieu terrestre au ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs du Qubec; Michel Leboeuf de lInstitut Maurice-Lamontagne Pches et Ocans Canada; Claire Alary et Philippe Bataillard du Centre national de recherche sur les sites et sols pollus en France; Linda Porebski de la Section des programmes de protection marine Environnement Canada.

Lquipe de travail tient aussi remercier toutes les personnes qui ont contribu, de prs ou de loin, la ralisation de ce document.

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC vi

Avant-propos

Le prsent document remplace la publication intitule Critres intrimaires pour lvaluation de la qualit des sdiments du Saint-Laurent (Centre Saint-Laurent et ministre de lEnvironnement du Qubec, 1992). Les nouveaux critres de qualit pourront tre mis jour suivant lvolution des informations scientifiques sur lesquelles ils sont fonds.

Cette publication a t ralise conjointement par Environnement Canada et le ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs du Qubec, avec le soutien du Comit de concertation Navigation.

Des problmes dapplication des Critres intrimaires pour lvaluation de la qualit des sdiments du Saint-Laurent, en raison notamment des concentrations naturellement leves de certains mtaux dans le Saint-Laurent, ont t soulevs durant les annes 1990. La publication par le Conseil canadien des ministres de lenvironnement de Recommandations canadiennes pour lvaluation de la qualit des sdiments (CCME, 1995, 1999) et lobtention de nouvelles donnes sur plusieurs substances dintrt pour le Saint-Laurent ont galement amen les responsables de la gestion des sdiments analyser le besoin de revoir les critres intrimaires adopts en 1992. Un atelier de travail auquel ont particip les divers intervenants en matire de dragage et de gestion des sdiments en 1996 (TPSGC, 1996) a t suivi dun rapport dtude (Belles-Iles et Savard, 2000), puis nouveau dun atelier de travail en 2000, afin dlaborer un plan de travail pour la rvision des critres de qualit. Des propositions ont pu tre dgages (GTGIDS, 2001), et certaines ont t retenues par le Groupe de travail sur la gestion intgre du dragage et des sdiments.

Le dveloppement et lamlioration des diffrents outils dvaluation de la qualit des sdiments figurent parmi les recommandations formules pour rduire les incertitudes scientifiques relatives au dragage (GTGIDS, 2004). Le Groupe de travail a en effet conclu la ncessit (1) de revoir et rviser les critres de qualit des sdiments de faon tenir compte de la spcificit du Saint-Laurent et des connaissances rcentes obtenues depuis la publication des critres de qualit en 1992, (2) de complter le dveloppement doutils dvaluation complmentaires communs requis pour une connaissance plus approfondie de la qualit et des effets potentiels des sdiments sur les organismes aquatiques et (3) dtablir un schma dcisionnel qui permette dencadrer plus rigoureusement les faons de procder, favorisant ainsi luniformit et lquit dans le traitement des dossiers.

Ce document prsente les rsultats de la rvision des Critres intrimaires pour lvaluation de la qualit des sdiments du Saint-Laurent. Cet exercice a conduit ladoption de nouveaux critres de qualit qui sont prsents ici et qui remplacent ceux de 1992. Les critres pour lvaluation de la qualit de sdiments constituent un outil de dpistage de la contamination chimique des sdiments. Dautres outils daide la gestion des sdiments, dont une dmarche dvaluation cotoxicologique, sont en cours dlaboration. La complmentarit de ces divers outils est prise en considration dans le prsent document. Ainsi, les directives et les recommandations pour lapplication des critres de qualit intgrent le recours aux autres outils danalyse lorsquil y a lieu. Les nouveaux critres pour lvaluation de la qualit des sdiments au Qubec sont bass sur lapproche retenue par le Conseil canadien des ministres de lenvironnement (1995). Les deux valeurs seuils proposes par le Conseil (CCME, 1999) sont adoptes ainsi que trois valeurs seuils additionnelles, calcules partir de la mme base de donnes et selon une mthode similaire, afin de rpondre aux besoins de gestion des sdiments dans les divers contextes propres au Qubec.

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC vii

Lvaluation de la qualit des sdiments a galement recours aux teneurs naturelles et aux teneurs ambiantes du site ltude conjointement aux critres de qualit. Des chantillonnages rcents effectus dans la partie fluviale du Saint-Laurent ont permis de dterminer les teneurs naturelles des sdiments prindustriels et des argiles postglaciaires de mme que les teneurs ambiantes de ce secteur.

La gestion des sdiments au Qubec se fait dans trois contextes distincts, soit la prvention de la contamination des sdiments, la gestion des dblais de dragage et la restauration de sites aquatiques contamins. Des directives et des recommandations pour lapplication des critres de qualit sont formules pour chacun de ces trois contextes de gestion.

Une description plus dtaille de la dmarche suivie pour la rvision des critres de qualit des sdiments ainsi que toutes les informations colliges durant cet exercice sont prsentes dans un document de rfrence (Environnement Canada et ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs, 2006).

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC viii

Rsum

Ce document prsente les rsultats de la rvision des Critres intrimaires pour lvaluation de la qualit des sdiments du Saint-Laurent adopts en 1992. Au cur de ce rapport, sont dcrits les nouveaux critres de qualit retenus par Environnement Canada et le ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs du Qubec ainsi que la dmarche qui a conduit leur dtermination. Sy trouvent galement des informations pertinentes et, dans certains cas, indites sur les concentrations naturelles et ambiantes de diverses substances dans les sdiments du Saint-Laurent. Des directives et des recommandations pour linterprtation et lapplication des critres de qualit y sont galement prsentes.

Il a t estim, aprs valuation des nouvelles donnes et des critres de qualit dvelopps par dautres juridictions, quil y avait avantage remplacer les critres publis en 1992 par des critres de qualit fonds sur lapproche adopte par le Conseil canadien des ministres de lenvironnement. Lexhaustivit et la mise jour potentielle de la banque de donnes toxicologiques du Conseil de mme que laccs des donnes sur les sdiments en eau douce et en eau marine et estuarienne ont t des facteurs dterminants dans le choix de lapproche mthodologique.

Afin dassurer la protection de la vie aquatique, le Conseil canadien des ministres de lenvironnement a tabli pour les sdiments deau douce et les sdiments marins deux valeurs de rfrence pour une trentaine de substances chimiques. Ces valeurs de rfrence sont dfinies par une Concentration seuil produisant un effet (CSE) et une Concentration produisant un effet probable (CEP). Ces deux valeurs de rfrence ont t retenues parmi les nouveaux critres de qualit des sdiments, mais ne suffisent pas dterminer tous les seuils ncessaires la gestion des sdiments au Qubec dans une diversit de contextes. Trois autres critres de qualit ont donc t dfinis partir de la base de donnes du Conseil canadien des ministres de lenvironnement, en utilisant un mode de calcul similaire celui utilis pour dterminer la CSE et la CEP. Il sagit (1) de la Concentration deffets rares (CER), (2) de la Concentration deffets occasionnels (CEO) et (3) de la Concentration deffets frquents (CEF).

Lensemble de ces critres constitue un outil de dpistage qui permet dvaluer le degr de contamination des sdiments. Utiliss conjointement avec les teneurs naturelles, ces critres peuvent prvenir la contamination de sites qui sont vulnrables un apport de contaminants dorigine anthropique. Utiliss avec dautres outils dvaluation de la contamination comme les essais de toxicit et les tudes biologiques de terrain, ils permettent de dfinir, en fonction du degr de contamination mesur, les modes appropris de gestion des sdiments dragus. Ils peuvent servir aussi dindicateurs relativement aux mesures correctrices ncessaires apporter des sites contamins ainsi qu dfinir des objectifs de restauration.

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC ix

Abstract

This report presents the results of a review of the Interim Criteria for Quality Assessment of St. Lawrence River Sediment adopted in Quebec in 1992. It describes the new quality criteria adopted by Environment Canada and the Quebec Ministre du Dveloppement durable, de lEnvironnement et des Parcs and the process leading to their development. The report also contains relevant and, in certain cases, unpublished information on natural and ambient concentrations of various substances in the sediments of the St. Lawrence River. Guidelines and recommendations for interpreting and applying these quality criteria are also presented.

Following an assessment of new data and the quality criteria developed by other jurisdictions, it was concluded that the criteria published in 1992 should be replaced by new quality criteria based on the approach of the Canadian Council of Ministers of the Environment. In selecting the methodological approach, elements such as data completeness and the potential for updating of the Councils toxicological database, as well as the availability of data on freshwater, marine and estuarine environments, were considered, among other things.

To protect aquatic life, the Canadian Council of Ministers of the Environment has determined two reference values for some thirty substances in freshwater and marine sediments: a threshold effect level (TEL) and a probable effect level (PEL). These two values were adopted for the new sediment quality criteria, and three other levels were derived to define all of the intervention levels needed for sediment management in Quebec under a diversity of circumstances. These were defined using the Councils database and a calculation method similar to the one used to determine the TEL and PEL. They are: (1) the rare effect level (REL), (2) the occasional effect level (OEL), and (3) the frequent effect level (FEL).

This set of criteria is a screening tool for assessing the degree of contamination of sediment. Employed in conjunction with background levels, these criteria can prevent the contamination of sites that are sensitive to inputs of anthropogenic contaminants. Used with other assessment tools, such as toxicity assays and biological field studies, the criteria assist in determining the appropriate management method for dredged material based on its degree of contamination. They can also serve as indicators of the remedial measures required at contaminated sites and help to define restoration objectives.

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC x

Table des matires

Mot des coprsidents du Comit de concertation Navigation iii quipe de ralisation iv Remerciements v Avant-propos vi Rsum viii Abstract ix Liste des figures xii Liste des tableaux xii Abrviations xiii

Chapitre 1 Choix de lapproche pour tablir les critres de qualit 1

Chapitre 2 laboration des critres de qualit 2 2.1 Lapproche du Conseil canadien des ministres de lenvironnement : une

version modifie de lapproche du National Status and Trends Program 2 2.2 Lapproche adopte au Qubec : celle du Conseil canadien des ministres de

lenvironnement additionne de nouvelles valeurs de rfrence 5 2.3 Dtermination des cinq critres de qualit 6 2.4 Dtermination dune valeur de rfrence pour le nickel 7

Chapitre 3 Porte et limites des critres de qualit 10 3.1 Porte scientifique des critres de qualit 10 3.2 Limites gographiques des critres de qualit 12 3.3 Limites physicochimiques des critres de qualit 12 3.3.1 Granulomtrie des sdiments 12 3.3.2 Modification des rsultats chimiques en fonction du contenu des sdiments

en carbone organique total 13 3.3.3 Facteurs affectant la biodisponibilit et la toxicit des contaminants pour

les organismes aquatiques 14

Chapitre 4 Dtermination des teneurs naturelles et des teneurs ambiantes 15 4.1 Teneurs naturelles 15

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC xi

4.2 Teneurs ambiantes 16

Chapitre 5 Application des critres de qualit 19 5.1 Caractrisation physicochimique des sdiments 19 5.2 Application des critres de qualit pour la prvention de la contamination

des sdiments 21 5.3 Application des critres de qualit pour la gestion des sdiments rsultant de

travaux de dragage 22 5.4 Application des critres de qualit pour la gestion de sites contamins et leur

restauration 24 5.5 Considrations des teneurs naturelles et des teneurs ambiantes 24

Chapitre 6 Conclusion 26

RFRENCES 27

ANNEXES 31 1 Facteurs dquivalence de la toxicit 32 2 Caractristiques des argiles postglaciaires : options possibles pour en

faire la dmonstration 33 3 Limites suprieures des teneurs naturelles et ambiantes des sdiments

dans le chenal Laurentien, exprimes en concentrations totales 35 4 Approche recommande pour lanalyse des biphnyles polychlors 36 5 Liste dtaille des hydrocarbures aromatiques polycycliques analyser

sur une base routinire 39

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC xii

Liste des figures

1 Rpartition des donnes avec effet biologique () et sans effet biologique () selon un ordre croissant des concentrations de cuivre mesures dans les sdiments marins et estuariens 4

2 Gradients de salinit, de temprature et de matires en suspension dans lestuaire moyen du Saint-Laurent 13

Liste des tableaux

1 Critres pour lvaluation de la qualit des sdiments deau douce 8 2 Critres pour lvaluation de la qualit des sdiments marins 9 3 Concentrations naturelles dans les sdiments du tronon fluvial et de lestuaire

fluvial du Saint-Laurent 17 4 Concentrations ambiantes dans les sdiments des lacs fluviaux

du Saint-Laurent 18 5 Sommaire des trois cadres dapplication des critres de qualit des sdiments au

Qubec 23 A4.1 Liste de 41 congnres des biphnyles polychlors analyss avec la mthode

par congnre 37 A4.2 Facteurs dquivalence de la toxicit des congnres de biphnyles polychlors

ayant des effets toxiques apparents ceux associs aux dioxines et aux furanes 38

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC xiii

Abrviations

BEDS : Biological Effects Database for Sediments

CCME : Conseil canadien des ministres de lenvironnement

CEF : Concentration deffets frquents

CEO : Concentration deffets occasionnels

CEP : Concentration produisant un effet probable

CER : Concentration deffets rares

CSE : Concentration seuil produisant un effet

CRITRES POUR LVALUATION DE LA QUALIT DES SDIMENTS AU QUBEC 1

Chapitre 1

Choix de lapproche pour tablir les critres de qualit

Aprs valuation des nouvelles donnes issues du dveloppement de critres au Canada et ltranger, lquipe de travail charge de la rvision des critres de qualit a conclu quil y avait avantage remplacer les critres publis en 1992 par de nouveaux critres de qualit fonds sur lapproche du Conseil canadien des ministres de lenvironnement (1995) pour les Recommandations canadiennes pour la qualit des sdiments.

Lquipe de travail a considr le fait que la base de donnes du Conseil canadien des ministres de lenvironnement, la Biological Effects Database for Sediments, utilise pour calculer les recommandations canadiennes, contient une grande quantit de donnes, dont celles du ministre de lEnvironnement de lOntario (Jaagumagi, 1990a, 1990b) ayant servi la dtermination des critres intrimaires pour lvaluation de la qualit des sdiments du Saint-Laurent en 1992.

Lquipe a aussi considr le fait que la base de donnes du Conseil est susceptible dtre mise jour rgulirement, notamment parce que le protocole dlaboration des recommandations canadiennes prvoit lajout de rsultats des essais de toxicit sur sdiments dops. Lquipe a galement t sensible au fait que les recommandations canadiennes dfinissent des valeurs distinctes pour les milieux deau douce et pour les milieux marins et estuariens.

Enfin, lquipe de travail charge de la rvision des critres de qualit a conclu que ladoption de lapproche du Conseil canadien des ministres de lenvironnement prsente aussi lavantage dassurer une certaine harmonisation avec les provinces qui utilisent dj les recommandations canadiennes et une plus grande cohrence avec le programme dImmersion en mer dEnvironnement Canada.


Chapitre 2

laboration des critres de qualit

Les critres pour lvaluation de la qualit des sdiments au Qubec intgrent les Recommandations canadiennes pour la qualit des sdiments ainsi que trois valeurs additionnelles, calcules partir de la mme base de donnes avec une approche similaire celle du Conseil canadien des ministres de lenvironnement.

2.1 Lapproche du Conseil canadien des ministres de lenvironnement : une version modifie de lapproche du National Status and Trends Program

En 1995, le Conseil canadien des ministres de lenvironnement a adopt le Protocole pour llaboration de recommandations canadiennes pour la qualit des sdiments en vue de la protection de la vie aquatique. Ce protocole prvoit lutilisation conjointe de deux approches complmentaires qui permettent de relier les effets observs sur des organismes benthiques et plagiques aux concentrations de substances chimiques prsentes dans les sdiments. lheure actuelle, une seule de ces deux approches, soit celle du National Status and Trends Program, dans une version lgrement modifie, est utilise pour tablir les Recommandations canadiennes pour la qualit des sdiments. La deuxime approche, celle des Tests de toxicit des sdiments avec dopage, ne peut tre utilise en raison du manque actuel de donnes rsultant de ce type de tests. Cest pourquoi lheure actuelle, le Conseil canadien des ministres de lenvironnement dfinit des recommandations provisoires pour la qualit des sdiments (CCME, 2001a).

La base de donnes du National Status and Trends Program a t cre par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) en 1990. Long et Morgan (1990) y ont collig des informations sur les effets biologiques des contaminants prsents dans les sdiments. la demande dEnvironnement Canada, cette base de donnes a t revue et largie par lajout de nouvelles donnes provenant dautres sites ou portant sur des substances chimiques additionnelles ou sur de nouvelles observations de manifestations biologiques. Cest cette base de donnes tendue qui est devenue la Biological Effects Database for Sediments (BEDS) et qui a servi llaboration des recommandations pour la qualit des sdiments (RQS) au Canada. Cette base de donnes regroupe divers types de donnes permettant dassocier la concentration dune substance chimique lobservation dun effet biologique ou de son absence. Ces donnes proviennent dtudes de terrain et de laboratoire (abondance et richesse spcifiques des communauts benthiques, effets toxiques sur les organismes, notamment sur la croissance, la reproduction et la survie), dessais de toxicit sur sdiments dops ou de modles fonds sur la partition lquilibre. Des critres pour lvaluation de la qualit des sdiments adopts par dautres autorits comptentes figurent galement dans la base de donnes.

Pour constituer la Biological Effects Database for Sediments, lacceptabilit des donnes a t value selon des exigences strictes de fiabilit et de prcision qui sappliquent la conception


des essais, aux modes opratoires, aux mthodes danalyse et au traitement statistique qui ont entour chaque tude. Seules les donnes qui ont t juges acceptables ont t retenues et compiles en intgrant la concentration mesure de la substance chimique, le lieu, le type danalyse ou dapproche, la dure du test, leffet mesur, lespce et le stade du cycle vital tests, les vidences deffets observs et la rfrence de ltude en cause. Les informations sur les caractristiques des sdiments (distribution granulomtrique, contenu en carbone organique total, sulfures volatils en milieu acide, etc.) et de la colonne deau sus-jacente ont galement t compiles lorsquelles existaient. Les donnes pour lesquelles des effets biologiques observs ont t lis la concentration mesure de la substance chimique ont t classes dans la catgorie donnes avec effets . Celles pour lesquelles aucun effet na t observ ou pour lesquelles aucune ou peu de concordance entre les concentrations chimiques et les effets biologiques observs ont pu tre tablies ont t classes dans la catgorie donnes sans effet . La Biological Effects Database for Sediments est constitue environ 10 % de donnes provenant dtudes ralises au Canada, et le reste, de donnes provenant de travaux raliss aux tats-Unis (D.D. MacDonald, communication personnelle).

Pour llaboration des recommandations pour la qualit des sdiments, le Conseil canadien des ministres de lenvironnement a retenu une version modifie par MacDonald (1993) de lapproche initiale du National Status and Trends Program (Long et Morgan, 1990). Contrairement lapproche initiale, les donnes sur les sdiments deau douce et sur les sdiments marins sont traites sparment. De plus, le traitement des donnes considre dans deux groupes distincts les donnes avec effet et les donnes sans effet . Les donnes sans effet ont t incluses dans la procdure parce quil a t considr quelles procurent des informations pertinentes pour dfinir la relation entre les contaminants et la rponse biotique (MacDonald, 1994). Il doit y avoir un nombre minimal de donnes afin dtayer par le poids de la preuve les liens entre les concentrations chimiques et les effets biologiques et, ainsi, dassurer une protection adquate des espces aquatiques. La base de donnes doit comprendre au moins 20 entres avec effet et 20 entres sans effet pour chaque substance chimique ltude. Lorsque cette exigence est respecte, deux valeurs de rfrence sont tablies. La premire valeur dfinit la Concentration seuil produisant un effet (CSE), et la seconde, la Concentration produisant un effet probable (CEP).

Ces deux concentrations permettent de dfinir trois plages de concentrations de substances chimiques : (1) la plage des concentrations les plus faibles, lintrieur de laquelle des effets dfavorables sont rarement observs, (2) la plage des effets possibles, situe entre la CSE et la CEP, lintrieur de laquelle des effets dfavorables sont occasionnellement observs, et (3) la plage des effets probables, lintrieur de laquelle des effets biologiques dfavorables sont frquemment observs. La dfinition de ces plages est fonde sur la prmisse selon laquelle la probabilit quune exposition une substance chimique produise des effets toxiques augmente avec la concentration de cette substance dans les sdiments. La figure 1 prsente un exemple de rpartition des donnes avec effets et des donnes sans effet selon un ordre croissant de concentrations de la substance chimique analyse.

Pour vrifier que la CSE et la CEP obtenues pour chacune des substances dterminent des plages de concentrations qui respectent leur dfinition narrative, la frquence deffets nfastes est calcule pour chacune des plages de concentrations (CCME, 2002a). Le taux deffets nfastes est obtenu en calculant le pourcentage que reprsente le nombre de donnes avec effet sur lensemble des donnes ( avec effet + sans effet ) prsentes dans une plage de


concentrations (figure 1). Dans le cas de la majorit des substances, lincidence deffets ngatifs calcule dans la plage des concentrations infrieures la CSE, l o des effets devraient rarement tre observs, est gnralement denviron 10 % ou moins, ce qui respecte la dfinition narrative de la concentration seuil. Le taux deffets ngatifs calcul dans la plage de concentrations suprieures la CEP, l o des effets devraient frquemment tre observs, varie passablement dune substance lautre et est parfois infrieur 50 %, en particulier pour les sdiments deau douce (CCME, 2002a). La faible incidence deffets ngatifs observe dans cette plage pour plusieurs substances indique que les valeurs obtenues pour la CEP correspondent parfois un peu moins bien la dfinition narrative de cette dernire, soit la concentration au-del de laquelle des effets dfavorables sont frquemment observs, que dans le cas de la CSE.

9 % 22 % 56 %

Cuivre (mg/kg)

CSE

= 1

8,7

CE

P =

108

0,01 0,1 1 10 100 1 000 10 000

Incidence deffets ngatifs

Cuivre (mg/kg)

CSE

= 1

8,7

CE

P =

108

0,01 0,1 1 10 100

9 % 22 % 56 %

Cuivre (mg/kg)

CSE

= 1

8,7

CE

P =

108

0,01 0,1 1 10 100 1 000 10 000

Incidence deffets ngatifs

Cuivre (mg/kg)

CSE

= 1

8,7

CE

P =

108

0,01 0,1 1 10 100

Source : Adapt de CCME, 1999.

Figure 1 Rpartition des donnes avec effet biologique () et sans effet biologique () selon un ordre croissant des concentrations de cuivre mesures dans les sdiments marins et estuariens


Afin de tenir compte de diverses incertitudes, comme lorsque les rsultats ne correspondent pas la dfinition narrative dun critre, le protocole du Conseil canadien des ministres de lenvironnement prvoit quun facteur de scurit (appel aussi facteur dincertitude) peut tre appliqu aux deux valeurs seuils obtenues (CCME, 1995, annexe C). Cest le cas pour les dioxines et les furanes (PCDD et PCDF)1.

La concentration seuil produisant un effet constitue actuellement la Recommandation provisoire pour la qualit des sdiments (RPQS). Toutefois, lorsque lapproche du National Status and Trends Program ne peut tre utilise par manque de donnes, le Conseil peut adopter les critres de qualit tablis par dautres autorits comptentes, comme cest le cas pour lAroclor 1254 et le toxaphne, ou utiliser la Mthode de partition lquilibre, comme cest le cas pour le nonylphnol.

2.2 Lapproche adopte au Qubec : celle du Conseil canadien des ministres de lenvironnement additionne de nouvelles valeurs de rfrence

Les deux valeurs de rfrence calcules par le Conseil canadien des ministres de lenvironnement, soit la Concentration seuil produisant un effet (CSE) et la Concentration produisant un effet probable (CEP), sont adoptes comme critres pour lvaluation de la qualit des sdiments au Qubec. Toutefois, ces deux valeurs elles seules ne suffisent pas pour la gestion des sdiments dans les divers contextes propres au Qubec. Ainsi, trois nouvelles valeurs de rfrence ont t ajoutes afin de couvrir les besoins de gestion des trois contextes suivants :

a) La prvention de la contamination des sdiments due des rejets industriels : Afin de prvenir la contamination des sdiments qui pourrait rsulter de rejets industriels dans un cours deau, les critres de qualit sont compars aux rsultats des analyses chimiques et permettent de suivre lvolution de la situation un site vulnrable et dindiquer un dbut de contamination. Un suivi peut tre initi avant mme que la CSE ne soit atteinte. Un nouveau seuil, infrieur cette dernire, a t tabli, soit la concentration en de de laquelle aucun effet nest apprhend : la Concentration deffets rares (CER).

La CER et la CSE constituent les deux balises de la prvention de la contamination.

b) La gestion des sdiments rsultant des travaux de dragage : Le rejet en eau libre de sdiments rsultant de travaux de dragage ne peut tre envisag que si ces matires ne constituent pas un danger pour le biote aquatique. Un seuil de contamination au-del duquel des essais de toxicit doivent tre effectus est requis. Les expriences passes indiquant que la plupart des essais de toxicit sont peu sensibles un faible degr de contamination, un seuil suprieur la CSE, mais infrieur la CEP, a t tabli, soit la

1 Lors de llaboration des Recommandations canadiennes pour la qualit des sdiments relatives aux dioxines et

aux furanes, un facteur de scurit (ou dincertitude) de 10 a t appliqu la CSE et la CEP parce que (1) lincidence deffets ngatifs dans la plage de concentrations infrieures la CSE initiale tait de 22 %, (2) quune proportion importante (79 %) des concentrations mesures dans les sdiments au Canada est infrieure la CSE initiale, (3) et quil subsiste des incertitudes au sujet de la bioaccumulation et de la bioamplification des dioxines et furanes (CCME, 1999).


concentration partir de laquelle des effets nfastes sont apprhends pour plusieurs espces benthiques : la Concentration deffets occasionnels (CEO).

De plus, pour faciliter la gestion des dblais de dragage, il est ncessaire de dterminer un seuil de contamination suffisamment lev, au-del duquel tout rejet de sdiments en eau libre est proscrit sans besoin danalyse supplmentaire. La CEP ne constituant pas un seuil suffisamment lev pour ce type de dcision, une nouvelle valeur de rfrence a t tablie, soit la concentration partir de laquelle des effets nfastes sont apprhends pour la majorit des espces benthiques : la Concentration deffets frquents (CEF).

La CEO et la CEF constituent les deux valeurs seuils qui encadrent la mise en dpt des sdiments rsultant de travaux de dragage.

c) La restauration des sites aquatiques contamins : La dcision de restaurer un site contamin rsulte en gnral dune analyse approfondie, o les avantages de la restauration ont t jugs suprieurs aux inconvnients. Alors que le dpassement de la CEP indique la pertinence dentreprendre de telles tudes, une valeur de rfrence plus leve, soit la CEF, indique que la restauration du site est souhaitable et que des tudes de faisabilit doivent tre entreprises.

La CEP et la CEF constituent les deux valeurs seuils permettant dorienter les dcisions de restauration.

Les trois nouvelles valeurs de rfrence sont donc utilises de concert avec la CSE et la CEP dfinies par le Conseil canadien des ministres de lenvironnement, ce qui porte cinq le nombre de valeurs de rfrence ncessaires pour la gestion des sdiments au Qubec. Cependant, pour chacun des trois contextes de gestion des sdiments dfinis ici, seulement deux valeurs de rfrence sont utilises. Ainsi, il sagit didentifier le contexte de gestion des sdiments pour obtenir les critres de qualit utiliser. Les cadres de gestion et dapplication des critres de qualit pour chacun de ces trois contextes sont prsents en dtail aux sections 5.2, 5.3 et 5.4 et sont schmatiss au tableau 5.

2.3 Dtermination des cinq critres de qualit Lors de la dtermination des recommandations canadiennes (CCME, 1999), la Concentration seuil produisant un effet (CSE) et la Concentration produisant un effet probable (CEP) ont t calcules par la moyenne gomtrique de deux valeurs, lune provenant des donnes sans effet et lautre des donnes avec effet. Pour des raisons duniformit et de cohrence, les trois valeurs de rfrence additionnelles la Concentration deffets rares (CER), la Concentration deffets occasionnels (CEO) et la Concentration deffets frquents (CEF) ont t dfinies en utilisant les donnes de la Biological Effects Database for Sediments et un mode de calcul similaire celui utilis pour les recommandations canadiennes. Les valeurs des cinq critres de qualit sont obtenues par les formules suivantes :

CER = ( )1515 SEE CSE = ( )5015 SEE


CEO = ( )5050 SEE CEP = ( )8550 SEE CEF = ( )8585 SEE

o E15 : 15e centile des donnes classes dans la catgorie avec effet ; E50 : 50e centile des donnes classes dans la catgorie avec effet ; E85 : 85e centile des donnes classes dans la catgorie avec effet ; SE15 : 15e centile des donnes classes dans la catgorie sans effet ; SE50 : 50e centile des donnes classes dans la catgorie sans effet ; SE85 : 85e centile des donnes classes dans la catgorie sans effet .

Les valeurs des cinq critres de qualit ainsi calcules pour plus de 30 substances sont prsentes aux tableaux 1 et 2 pour les sdiments deau douce et les sdiments marins respectivement.

2.4 Dtermination dune valeur de rfrence pour le nickel Dans le fleuve Saint-Laurent, le nickel est gnralement associ aux argiles postglaciaires et, par dispersion de ces dernires, il enrichit les sdiments du lit du fleuve. Il constitue parfois lun des principaux lments de la contamination des sdiments et fait par consquent partie des substances analyses de faon routinire lors dtudes valuant la qualit des sdiments (section 5.1). Il est donc souhaitable davoir en main des valeurs de rfrence permettant destimer le degr de toxicit associ aux concentrations de nickel mesures dans les sdiments.

Comme le Conseil canadien des ministres de lenvironnement na tabli aucune valeur de CSE ou de CEP pour le nickel et que la Biological Effects Database for Sediments ne permet pas de calculer la CER, la CEO ou la CEF, la possibilit dadopter titre provisoire des valeurs tablies par dautres autorits comptentes a t envisage. Toutefois, tant donn la problmatique propre au Saint-Laurent, il apparat plus pertinent de dfinir une valeur seuil qui permette dorienter les dcisions de gestion des dblais de dragage partir des teneurs naturelles des sdiments connues pour le fleuve (section 4.1). Ainsi, seule une CEO a t dtermine pour les sdiments deau douce en calculant la moyenne gomtrique de la teneur naturelle en nickel des sdiments prindustriels (29 mg/kg) et de la teneur naturelle des argiles postglaciaires (75 mg/kg) (tableau 3) : 47 mg/kg (tableau 1).

Cette valeur se compare celles proposes par dautres juridictions qui dfinissent les concentrations au-dessus desquelles il est probable dobserver des effets nfastes (similaire la CEP). Selon MacDonald et al. (2000), ces valeurs varient de 33 75 mg/kg pour les sdiments deau douce.


Tableau 1 Critres pour lvaluation de la qualit des sdiments deau douce

Concentrations (mg/kg)a,b

Groupes Substances CER CSE CEO CEP CEF Arsenic 4,1 5,9 7,6 17 23 Cadmium 0,33 0,60 1,7 3,5 12 Chrome 25 37 57 90 120 Cuivre 22 36 63 200 700 Mercure* 0,094 0,17 0,25 0,49 0,87 Nickel ND ND 47 ND ND Plomb 25 35 52 91 150

Mtaux et mtallodes

Zinc 80 120 170 310 770 BPC totaux* 0,025 0,034 0,079 0,28 0,78 Nonylphnol et ses drivs thoxyls c ND 1,4 ND ND ND

Composs organiques

PCDD et PCDF (ng q. tox./kg)* d 0,27 0,85 10 22 36 Acnaphtne e 0,003 7 0,006 7 0,021 0,089 0,94 Acnaphtylne e 0,003 3 0,005 9 0,030 0,13 0,34 Anthracne e 0,016 0,047 0,11 0,24 1,1 Benzo[a]anthracne 0,014 0,032 0,12 0,39 0,76 Benzo[a]pyrne 0,011 0,032 0,15 0,78 3,2 Chrysne 0,026 0,057 0,24 0,86 1,6 Dibenzo[a,h]anthracne e 0,003 3 0,006 2 0,043 0,14 0,20 Fluoranthne 0,047 0,11 0,45 2,4 4,9 Fluorne e 0,010 0,021 0,061 0,14 1,2 2-Mthylnaphtalne e 0,016 0,020 0,063 0,20 0,38 Naphtalne e 0,017 0,035 0,12 0,39 1,2 Phnanthrne 0,025 0,042 0,13 0,52 1,1

Hydrocarbures aromatiques

polycycliques

Pyrne 0,029 0,053 0,23 0,88 1,5 Chlordane* 0,001 5 0,004 5 0,006 7 0,008 9 0,015 DDD* f 0,000 35 0,003 5 0,008 5 0,008 5 0,015 DDE* g 0,000 25 0,001 4 0,002 6 0,006 8 0,019 DDT* e, h 0,000 33 0,001 2 0,003 8 0,004 8 0,010 Dieldrine* 0,000 44 0,002 9 0,003 9 0,006 7 0,017 Endrine 0,000 63 0,002 7 0,036 0,062 0,33 Heptachlore poxyde 0,000 26 0,000 60 0,002 7 0,002 7 0,004 0 Lindane 0,000 22 0,000 94 0,001 4 0,001 4 0,011

Pesticides organochlors

Toxaphne* i ND 0,000 10 ND ND ND

Lgende. CER : Concentration deffets rares. CSE : Concentration seuil produisant un effet. CEO : Concentration deffets occasionnels. CEP : Concentration produisant un effet probable. CEF : Concentration deffets frquents. * Pour ces substances persistantes, toxiques et bioaccumulables (SLV 2000, 1999), des effets dus la bioaccumulation peuvent toucher les

consommateurs aquatiques, aviaires ou terrestres de divers niveaux trophiques. Les critres de qualit prsents ici ne tiennent pas compte de ces effets. Des prcisions sur ces effets sont prsentes la section 3.1 et au point 2 de la section 5.2.

a Les valeurs ont t arrondies deux chiffres significatifs. Dans les colonnes grises, apparaissent les valeurs calcules par le CCME, et dans les colonnes blanches, les valeurs de rfrence additionnelles.

b Toutes les valeurs sont exprimes en milligrammes par kilogramme (mg/kg) de sdiments secs lexception des PCDD et PCDF qui sont en units dquivalence de la toxicit en nanogrammes par kilogramme (ng q. tox./kg).

c Valeur dtermine par le CCME (2002b) partir de la mthode de partage lquilibre en supposant une teneur en carbone organique total (COT) de 1 %. Le calcul est bas sur les facteurs dquivalence de la toxicit (annexe 1).

d PCDD et PCDF : Dibenzo-p-dioxines polychlores et dibenzofuranes polychlors; les valeurs sont exprimes en unit dquivalence de la toxicit (annexe 1). Comme le prescrit le CCME (1999), les valeurs initiales obtenues lors du calcul des critres de qualit ont t corriges en les divisant par un facteur de scurit de 10.

e Par dfaut les valeurs calcules pour les sdiments marins ont t retenues. f DDD : 2,2-Bis(p-chlorophnyl)-1,1-dichlorothane ou dichlorodiphnyldichlorothane. Ce critre sapplique la somme des isomres p,p et

o,p. g DDE : 1,1-Dichloro-2,2,bis(p-chlorophnyl)-thne ou dichlorodiphnyldichlorothylne. Ce critre sapplique la somme des isomres p,p

et o,p. h DDT : 2,2-Bis(p-chlorophnyl)-1,1,1-trichlorothane ou dichlorodiphnyltrichlorothane. Ce critre sapplique la somme des isomres p,p

et o,p. i Valeur adopte du New York State Department of Environmental Conservation (1994) par le CCME (2002c). La valeur a t dtermine

partir de la mthode de partage lquilibre en supposant une teneur en carbone organique total (COT) de 1 %.

ND : Valeurs non dtermines.


Tableau 2 Critres pour lvaluation de la qualit des sdiments marins Concentrations (mg/kg)a,b

Groupes Substances CER CSE CEO CEP CEF Arsenic 4,3 7,2 19 42 150 Cadmium 0,32 0,67 2,1 4,2 7,2 Chrome 30 52 96 160 290 Cuivre 11 19 42 110 230 Mercure* 0,051 0,13 0,29 0,70 1,4 Nickel ND ND ND ND ND Plomb 18 30 54 110 180

Mtaux et mtallodes

Zinc 70 120 180 270 430 BPC totaux* 0,012 0,022 0,059 0,19 0,49 Nonylphnol et ses drivs thoxyls c

ND 1 ND ND ND Composs organiques

PCDD et PCDF (ng q. tox./kg)* d, h 0,27 0,85 10 22 36 Acnaphtne 0,003 7 0,006 7 0,021 0,089 0,94 Acnaphtylne 0,003 3 0,005 9 0,031 0,13 0,34 Anthracne 0,016 0,047 0,11 0,24 1,1 Benzo[a]anthracne 0,027 0,075 0,28 0,69 1,9 Benzo[a]pyrne 0,034 0,089 0,23 0,76 1,7 Chrysne 0,037 0,11 0,30 0,85 2,2 Dibenzo[a,h]anthracne 0,003 3 0,006 2 0,043 0,14 0,20 Fluoranthne 0,027 0,11 0,50 1,5 4,2 Fluorne 0,010 0,021 0,061 0,14 1,2 2-Mthylnaphtalne 0,016 0,020 0,063 0,20 0,38 Naphtalne 0,017 0,035 0,12 0,39 1,2 Phnanthrne 0,023 0,087 0,25 0,54 2,1

Hydrocarbures aromatiques

polycycliques

Pyrne 0,041 0,15 0,42 1,4 3,8 Chlordane* 0,000 92 0,002 3 0,003 3 0,004 8 0,016 DDD* e 0,000 63 0,001 2 0,004 0 0,007 8 0,028 DDE* f 0,000 79 0,002 1 0,074 0,37 0,56 DDT* g 0,000 33 0,001 2 0,003 8 0,004 8 0,010 Dieldrine* 0,000 38 0,000 71 0,002 0 0,004 3 0,006 0 Endrine h 0,000 63 0,002 7 0,036 0,062 0,33 Heptachlore poxyde h 0,000 26 0,000 60 0,002 7 0,002 7 0,004 0 Lindane 0,000 22 0,000 32 0,000 51 0,000 99 0,001 9

Pesticides organochlors

Toxaphne* i ND 0,000 10 ND ND ND

Lgende. CER : Concentration deffets rares. CSE : Concentration seuil produisant un effet. CEO : Concentration deffets occasionnels. CEP : Concentration produisant un effet probable. CEF : Concentration deffets frquents. * Pour ces substances persistantes, toxiques et bioaccumulables (SLV 2000, 1999), des effets dus la bioaccumulation peuvent toucher les

consommateurs aquatiques, aviaires ou terrestres des divers niveaux trophiques. Les critres de qualit prsents ici ne tiennent pas compte de ces effets. Des prcisions sur ces effets sont prsentes la section 3.1 et au point 2 de la section 5.2.

a Les valeurs ont t arrondies deux chiffres significatifs. Dans les colonnes grises, apparaissent les valeurs calcules par le CCME, et dans les colonnes blanches, les valeurs de rfrence additionnelles.

b Toutes les valeurs sont exprimes en milligrammes par kilogramme (mg/kg) de sdiments secs lexception des PCDD et PCDF qui sont exprims en units dquivalence de la toxicit en nanogrammes par kilogramme (ng q. tox./kg).

c Valeur dtermine par le CCME (2002b) partir de la mthode de partage lquilibre en supposant une teneur en carbone organique total (COT) de 1 %. Le calcul est bas sur les facteurs dquivalence de la toxicit (annexe 1).

d PCDD et PCDF : Dibenzo-p-dioxines polychlores et dibenzofurannes polychlors; les valeurs sont exprimes en unit dquivalence de la toxicit (1). Comme le prescrit le CCME (1999), les valeurs initiales obtenues lors du calcul des critres de qualit ont t corriges en les divisant par un facteur de scurit de 10.

e DDD : 2,2-Bis(p-chlorophnyl)-1,1-dichlorothane ou dichlorodiphnyldichlorothane. Ce critre sapplique la somme des isomres p,p et o,p.

f DDE : 1,1-Dichloro-2,2,bis(p-chlorophnyl)-thne ou dichlorodiphnyldichlorothylne. Ce critre sapplique la somme des isomres p,p et o,p.

g DDT : 2,2-Bis(p-chlorophnyl)-1,1,1-trichlorothane ou dichlorodiphnyletrichlorothane. Ce critre sapplique la somme des isomres p,p et o,p.

h Par dfaut les valeurs calcules pour les sdiments deau douce ont t retenues. i Valeur adopte du New York State Department of Environmental Conservation (1994) par le CCME (2002c). La valeur a t dtermine

partir de la mthode de partage lquilibre en supposant une teneur en carbone organique total (COT) de 1 %.

ND : Valeurs non dtermines.


Chapitre 3

Porte et limites des critres de qualit

3.1 Porte scientifique des critres de qualit Les critres de qualit relatifs aux sdiments constituent un des outils qui existent actuellement pour valuer la qualit des sdiments. Ils permettent dvaluer la contamination chimique des sdiments et de dfinir des seuils de gestion appropris selon le degr de contamination. Dautres outils, dont les essais de toxicit et des tudes biologiques de terrain, peuvent galement servir valuer la qualit des sdiments ou les effets de la contamination des sdiments sur les organismes aquatiques. Chacun de ces outils procure une information qui lui est propre, et il sera souvent ncessaire davoir recours plusieurs dentre eux pour obtenir des informations complmentaires qui permettent dapprofondir lanalyse de la situation.

OUTILS PORTE LIMITES Critres de qualit chimiques propres chaque substance

Couvrent un large ventail d'espces et d'effets pour un mme contaminant.

Identifient les substances problmatiques. Orientent les mesures de mitigation

puisquune ou des substances sont identifies. Permettent de dfinir des seuils de gestion

(ex. : seuil de restauration, limite de rejet en eau libre).

Peuvent servir prvenir la contamination un site donn.

Tiennent partiellement compte de la biodisponibilit des contaminants puisque plusieurs donnes proviennent du milieu.

Ne cotent pas cher lorsque peu de contaminants doivent tre analyss.

Tiennent compte uniquement des contaminants qui sont connus et qui ont t recherchs.

Ne tiennent pas compte entirement de la biodisponibilit des contaminants prsents dans les sdiments ltude.

Ne tiennent pas compte de la bioaccumulation et de la contamination des organismes pour la consommation humaine ou la faune piscivore.

Nintgrent pas systmatiquement les effets toxiques combins de la prsence de plusieurs substances.

Entranent des cots importants si de nombreux contaminants doivent tre analyss.

Essais de toxicit sur sdiments

Intgrent les effets toxiques de plusieurs substances la fois.

Mesurent aussi les effets des contaminants inconnus.

Mesurent les effets des contaminants pour lesquels il ny a pas de critre chimique.

Tiennent compte de la biodisponibilit des contaminants des sdiments ltude.

Mesurent la toxicit relle des sdiments tests.

Peuvent tenir compte de la bioaccumulation et prvenir la contamination des organismes.

Reprsentent un patron toxicologique restreint (seuls quelques espces et quelques effets sont tests).

Norientent pas directement les mesures de mitigation, telles les technologies de traitement, puisquils nidentifient pas la ou les substances en cause.

Ne procurent pas dinformation sur la cause de la contamination.

tudes biologiques de terrain

Mesurent les effets prsents dans le milieu. Intgrent les effets qui ont eu lieu sur une

longue priode et permettent d'tablir des tendances dans le temps.

Intgrent les effets de toutes les sources, incluant les sources inconnues.

Intgrent les effets lis aux substances toxiques et ceux lis toute autre agression (dgradation du milieu physique, parasitisme, etc.).

N'valuent pas les effets sur de courtes dures. Ne cernent pas une cause unique pour l'effet

observ. Ne distinguent pas toujours les sources. Mesurent les effets une fois qu'ils ont eu lieu

(ne sont pas prventives). Ncessitent des budgets importants pour obtenir

un bon niveau de discrimination.


Les considrations suivantes indiquent les limites des critres de qualit en tant quoutil dvaluation de la qualit des sdiments.

Les critres de qualit retenus dans ce document ont pour objectif de protger la vie aquatique contre les effets toxiques des substances chimiques. Les sdiments contamins peuvent galement exercer des effets de type esthtique, organoleptique ou physique, susceptibles daffecter la qualit du milieu ou des organismes aquatiques. Lorsquils sont bien documents, ces effets peuvent tre considrs au cas par cas.

Bien que le respect des critres de qualit chimiques indique en gnral une bonne qualit des sdiments, les cosystmes peuvent tout de mme tre perturbs. Mme sans la prsence de substances toxiques, les dpts de dblais de dragage et les fortes augmentations de la concentration des matires en suspension (MES) qui accompagnent les dpts peuvent altrer les cosystmes aquatiques ou causer la perte dhabitats. Des considrations au sujet de la sant de l'cosystme, tant pour la vie aquatique que pour la sant humaine, ou encore la prsence d'un usage prcis ou dune espce vulnrable ou menace peuvent ncessiter des mesures dattnuation particulires ou des interventions supplmentaires.

En aucun cas, les critres de qualit ne doivent tre considrs comme une approbation implicite de la dgradation dun site jusqu'aux valeurs seuils retenues.

Les critres de qualit prsents ici ne tiennent compte ni de la bioaccumulation, ni de la bioamplification dans la chane alimentaire. Certaines substances trs bioaccumulables peuvent ne pas avoir dincidence sur les organismes benthiques qui y sont directement et continuellement exposs trs petites doses. Toutefois, ces organismes les accumulent dans leurs tissus et deviennent eux-mmes une source plus concentre pour leurs prdateurs. Les donnes la base des critres de qualit prsentes dans ce document rfrent en gnral des effets observs sur des organismes benthiques ou sur des stades larvaires plagiques et non sur les organismes reprsentatifs des diffrents chelons de la chane trophique. Il est donc probable que dans le cas des substances fortement bioaccumulables, ces critres de qualit ne permettent pas de prvenir la contamination des organismes qui seront par la suite consomms par des espces de niveaux trophiques plus levs (les organismes benthivores et piscivores, la faune aviaire et terrestre ainsi que ltre humain), do la ncessit parfois de complmenter lvaluation de la qualit des sdiments laide dautres outils, comme des essais de bioaccumulation. Le Conseil canadien des ministres de lenvironnement a aussi dvelopp, pour plusieurs substances fortement bioaccumulables (biphnyles polychlors, dichlorodiphnyl-trichlorothane, mthylmercure, dioxines et furanes polychlors, toxaphne), des Recommandations canadiennes pour les rsidus dans les tissus visant la protection des espces fauniques consommant le biote aquatique (CCME, 2001b). Pour complter lvaluation de la contamination des sdiments en un lieu donn, ces recommandations peuvent tre utilises en combinaison avec les prsents critres.

Bien que les critres de qualit aient t tablis substance par substance, les effets additifs, synergiques ou antagonistes de plusieurs substances sont pris en considration dans une certaine mesure, car les donnes qui ont servi aux calculs proviennent de sdiments prlevs dans le milieu et qui sont le plus souvent contamins par plusieurs substances chimiques. Toutefois, les combinaisons de substances varient dun endroit lautre, et les conditions qui prvalent dans un lieu donn peuvent tre passablement diffrentes de celles reprsentes par les critres de qualit. Des essais de toxicit sur des espces sensibles avec les sdiments


prlevs un endroit peuvent rendre compte des effets interactifs de plusieurs substances chimiques. Aussi, pour mieux cerner la problmatique propre un site, il faut tenir compte de certains facteurs qui influencent la biodisponibilit des lments chimiques (section 3.3).

3.2 Limites gographiques des critres de qualit tant donn que les critres de qualit ont t tablis partir de donnes provenant de diffrentes sources, ils sont utiliss pour valuer la qualit des sdiments dans les plans deau et cours deau de lensemble du territoire qubcois conjointement aux teneurs naturelles ou ambiantes rgionales des sdiments (chapitre 4).

Dans le Saint-Laurent, les critres de qualit pour les sdiments deau douce et les critres de qualit pour les sdiments marins sont utiliss en fonction des trois secteurs suivants :

De la sortie des Grands Lacs la pointe est de lle dOrlans, le Saint-Laurent ne reoit que des eaux douces. Pour cette section du Saint-Laurent, qui comprend le tronon fluvial (de la sortie des Grands Lacs laval du lac Saint-Pierre) et lestuaire fluvial (de laval du lac Saint-Pierre la pointe est de lle dOrlans), ce sont les critres de qualit pour les sdiments deau douce qui sont utiliss.

De la pointe est de lle dOrlans lle aux Coudres, stend lestuaire moyen suprieur, caractris par un mlange deaux douces et deaux sales. Le degr de salinit y varie selon un gradient longitudinal qui schelonne de < 1 lle dOrlans 15 lle aux Coudres (Ouellet et Cerceau, 1976; Gagnon et al., 1998; Leclerc, 2000) (figure 2). Dans ce secteur deaux saumtres, lichtyofaune est domine par des espces dulcicoles, mais comprend galement plusieurs espces diadromes et marines (Leclerc, 2000). Afin de protger lensemble des espces prsentes dans ce secteur, il convient dutiliser pour chaque substance analyse les critres de qualit les plus restrictifs pour les sdiments deau douce et les sdiments marins.

En aval de lle aux Coudres, la salinit augmente rapidement, atteignant 27 lembouchure du Saguenay. Pour lensemble de la zone qui couvre lestuaire moyen infrieur (de lle aux Coudres au Saguenay), lestuaire salin (du Saguenay lle dAnticosti) et le golfe du Saint-Laurent, ce sont les critres de qualit pour les sdiments marins qui sont utiliss.

3.3 Limites physicochimiques des critres de qualit 3.3.1 Granulomtrie des sdiments Dans la mesure o les critres de qualit ont t labors partir de donnes se rapportant des sdiments ayant une distribution granulomtrique trs variable, ils sappliquent tous les types de sdiments, sauf ceux dont les particules ont une taille suprieure 2 mm. galement, en raison de la grande diversit de la distribution granulomtrique des sdiments qui ont servi dfinir les critres de qualit, il nest pas appropri de normaliser les rsultats des analyses chimiques en fonction de la composition des sdiments. La distribution granulomtrique des sdiments ltude servira notamment valuer la dynamique sdimentaire.


3.3.2 Modification des rsultats chimiques en fonction du contenu des sdiments en carbone organique total

Bien que la teneur en carbone organique total (COT) des sdiments puisse rduire la biodisponibilit des substances organiques non polaires et, par consquent, leur toxicit pour les organismes benthiques, les donnes utilises afin dtablir les critres sont insuffisantes pour permettre de quantifier et de prdire linfluence de ce paramtre sur la toxicit des contaminants (CCME, 1995). Par consquent, les critres qui sappliquent aux hydrocarbures aromatiques polycycliques et aux autres composs organiques, lexception du toxaphne et du nonylphnol, ne devraient pas tre ajusts en fonction du contenu en COT. Dans le cas du toxaphne et du nonylphnol et ses drivs thoxyls, tant donn que les Concentrations seuils produisant un effet (CSE) ont t calcules sur la base dun contenu des sdiments en COT de 1 %, la valeur du critre de qualit peut tre corrige en multipliant la CSE par le pourcentage de COT de lchantillon, et ce, jusqu une valeur maximale de 10 % de COT.

Zone d'eau saumtreZone d'eau saumtre

mg/Lmg/L

mg/Lmg/L

Zone d'eau saumtreZone d'eau saumtreZone d'eau saumtreZone d'eau saumtre

mg/Lmg/L

mg/Lmg/L

Sources : Tir de Gagnon et al., 1998. Adapt de Lavoie et Beaulieu, 1971; Bousfield et al. 1975; Greisman et Ingram, 1977; Gagnon et al., 1983; Fortier et Gagn, 1990; pour la salinit. Adapt de Vigeant, 1984 pour la temprature. Adapt de Souci et al., 1976; dAnglejan, 1981; pour les matires en suspension.

Figure 2 Gradients de salinit, de temprature et de matires en suspension dans lestuaire moyen du Saint-Laurent


3.3.3 Facteurs affectant la biodisponibilit et la toxicit des contaminants pour les organismes aquatiques

Outre la distribution granulomtrique des sdiments et leur teneur en COT, dautres facteurs comme les conditions doxydorduction et de pH, de mme que la prsence de sulfures volatils en milieu acide (SVMA) ou doxydes de fer ou de manganse sont connus pour modifier la biodisponibilit et la toxicit des substances chimiques pour les organismes aquatiques. Bien que dans lensemble, les critres de qualit intgrent ces caractristiques parce quils sont issus de la compilation de donnes de divers milieux, il pourrait tre utile de tenir compte davantage de certains facteurs dans ltude dun site particulier, et ce, mme si les donnes actuelles ne permettent pas dtablir de facteurs de correction pour ajuster les critres de qualit en fonction des paramtres prsents dans lencadr.

Facteurs influenant la biodisponibilit et la toxicit des contaminants pour les organismes aquatiques

Conditions doxydorduction et pH : Une baisse du pH et une variation du potentiel doxydorduction dans le milieu ambiant peuvent librer les mtaux associs aux sdiments. Leur biodisponibilit augmente alors, et ils deviennent plus susceptibles dtre toxiques pour les organismes benthiques. Les principaux mtaux et mtallodes connus pour tre influencs par les conditions doxydorduction et le pH sont larsenic, le cadmium, le chrome, le mercure, le plomb et le zinc.

Sulfures volatils en milieu acide : Ces substances modifient la toxicit des mtaux-traces cationiques, car ces derniers peuvent sassocier aux sulfures. Ils deviennent alors moins biodisponibles, donc moins toxiques pour les organismes aquatiques. Les principales substances connues pour tre affectes par les sulfures volatils sont le cadmium, le cuivre, le mercure et le zinc.

Prsence doxydes de fer et/ou de manganse : Les mtaux prsents dans les sdiments peuvent tre fortement associs aux particules doxydes de fer et de manganse. Les principales substances connues pour tre influences par la prsence doxydes de fer et/ou de manganse sont larsenic, le chrome, le plomb et le zinc.


Chapitre 4

Dtermination des teneurs naturelles et des teneurs ambiantes

Une teneur est dite naturelle lorsque les sdiments nont subi aucune modification ou altration chimique dorigine anthropique. En pratique, les teneurs naturelles correspondent aux concentrations mesures dans des sdiments prindustriels.

La teneur ambiante , quant elle, est une valeur qui caractrise la distribution des concentrations dun lment ou dun compos chimique dans la couche superficielle de sdiments lchelle dune rgion. La source de ces substances chimiques peut tre naturelle et/ou anthropique, et leur prsence est le rsultat dun enrichissement diffus, touchant toute une rgion, plutt quune contamination localise ou ponctuelle gnre par une source locale.

Dans le cadre de la rvision des critres de qualit, les valeurs correspondant aux teneurs naturelles et aux teneurs ambiantes ont t dtermines uniquement pour les rgions o des tudes statistiques portant sur lanalyse des donnes existantes sur les teneurs naturelles ont t effectues.

4.1 Teneurs naturelles Dans le Saint-Laurent, deux types de sdiments prsentent des teneurs naturelles. Le premier type correspond aux argiles postglaciaires qui se sont dposes dans la Mer de Champlain il y a plus de 8000 ans. Ces sdiments sont identifiables par leurs proprits physiques et chimiques (annexe 2). Le second type correspond aux sdiments plus rcents datant de lre prindustrielle (avant 1920), qui ont form de minces dpts sur le lit des lacs fluviaux. Les donnes sur les sdiments prindustriels portent en gnral sur des sdiments recueillis dans des zones de dpt permanent dans le tronon fluvial, lestuaire fluvial et, pour le golfe, dans le chenal Laurentien. Toutefois, les donnes ne permettent pas de caractriser chacun des lacs fluviaux ou des secteurs particuliers du fleuve.

Des chantillons de sdiments prlevs dans le Saint-Laurent entre 1999 et 2001 ont permis de dterminer les teneurs naturelles de la zone couvrant le tronon fluvial et lestuaire fluvial. Dans ces secteurs, les argiles postglaciaires et les sdiments prindustriels ont t chantillonns par carottage, traits sparment et analyss pour 27 substances inorganiques. De plus, 22 hydrocarbures aromatiques polycycliques ont t analyss dans les sdiments prindustriels (Saulnier et Gagnon, 2003, 2006).

Pour la dtermination des teneurs naturelles, le 90e centile des donnes a t retenu afin de minimiser linfluence potentielle de donnes aberrantes et caractriser les teneurs naturelles maximales, en vitant dinclure les chantillons qui pourraient avoir fait lobjet derreurs analytiques.


Le tableau 3 prsente les concentrations extractibles totales2 des mtaux autres que le mercure et les concentrations totales3 du mercure et des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ces valeurs peuvent sappliquer, comme teneurs naturelles, tout le tronon fluvial ainsi qu lestuaire fluvial. Notons que les argiles postglaciaires affichent des teneurs en chrome, cuivre, nickel et zinc plus leves que les sdiments prindustriels. Ces diffrences sont relies la variation minralogique et lorigine des matriaux constituant la matrice des diffrents sdiments (Saulnier et Gagnon, 2003, 2006).

Les donnes existantes sur les teneurs naturelles des sdiments de lestuaire et du golfe du Saint-Laurent se rapportent des sdiments prlevs au centre du chenal Laurentien, entre lembouchure du Saguenay et le dtroit de Cabot, des profondeurs pouvant atteindre 300 m et qui ont une texture trs fine (Gobeil, 1991, 2000). Ces types de sdiments ne sont gnralement pas reprsentatifs des sdiments susceptibles dtre dragus le long du littoral. titre indicatif seulement, ces donnes sont prsentes lannexe 3 en concentrations totales et ne peuvent tre utilises que pour le chenal Laurentien. Faute dtudes statistiques permettant dtablir les teneurs naturelles des sdiments des zones ctires de lestuaire et du golfe, zones dintrt pour le dragage et toute autre intervention, aucune valeur na t dfinie pour ces secteurs.

4.2 Teneurs ambiantes Les donnes sur les teneurs ambiantes du tronon fluvial du Saint-Laurent recueillies entre 1999 et 2003 proviennent de stations dchantillonnage de sdiments de surface, rparties selon un maillage systmatique dans chacun des lacs fluviaux. Au total, 249 chantillons de sdiments ont t analyss pour les mtaux, les mtallodes et les HAP (Pelletier et Lepage, 2002; Pelletier, 2006).

Les teneurs ambiantes (tableau 4) correspondent au 75e centile des donnes, excluant ainsi les chantillons qui pourraient avoir t prlevs en zone influence par une contamination locale ou qui auraient fait lobjet derreurs analytiques. De plus, le choix de ce percentile permet de tenir compte du fait que les rsultats danalyse des mtaux correspondent aux concentrations totales et non pas aux concentrations extractibles totales4, comme cest le cas pour les teneurs naturelles.

Comme dans le cas des teneurs naturelles, les donnes existantes sur les teneurs ambiantes dans lestuaire et le golfe du Saint-Laurent se rapportent des sdiments prlevs au centre du chenal Laurentien (Gobeil, 1991, 2000) et ne sont pas reprsentatives des zones susceptibles dtre dragues le long du littoral. Ainsi, ces donnes sont prsentes lannexe 3 titre dinformation et ne peuvent tre utilises que pour le chenal Laurentien. Comme dans le cas des teneurs naturelles du chenal Laurentien, les valeurs correspondent des concentrations totales.

2 La concentration extractible totale dun mtal correspond la concentration mesure aprs une minralisation

leau rgale (HNO3 et HCl), sans dissoudre la matrice siliceuse (CEAEQ, 2006). 3 La concentration totale dun mtal correspond la concentration mesure aprs une minralisation complte de

lchantillon, incluant la matrice siliceuse, laide de lacide fluorhydrique (HF) ou de lacide perchlorique (HClO4) (CEAEQ, 2006).

4 De faon gnrale, dans le cas des mtaux prsents dans les sdiments du Saint-Laurent, les concentrations totales sont environ 10 % plus leves que les concentrations extractibles totales (C. Gagnon, communication personnelle).


Tableau 3 Concentrations naturelles dans les sdiments du tronon fluvial et de lestuaire fluvial du Saint-Laurent

Concentrations (mg/kg)b Groupes Substancesa Sdiments prindustriels Argiles postglaciaires

Aluminium 23 000 48 000 Arsenic 6,6 8,0 Baryum 150 350 Bryllium 0,82 2,1 Cadmium 0,20 0,20 Calcium 15 000 29 000 Chrome 60 150 Cobalt 13 27 Cuivre 19 54 Fer 30 000 56 000 Gallium 8,7 19 Lanthane 37 56 Lithium 22 72 Magnsium 10 000 25 000 Manganse 550 1 100 Mercure 0,083 0,021 Nickel 29 75 Phosphore 960 1 100 Plomb 13 16 Potassium 6 100 14 000 Rubidium 39 99 Sodium 850 2 200 Strontium 59 110 Thallium 0,16 0,36 Uranium 1,1 1,7 Vanadium 73 120

Mtaux et mtallodes c

Zinc 86 150 Acnaphtne 0,007 0 - Acnapthylne < 0,002 0 - Anthracne 0,036 - 1,2-Benzanthracne-7,12-dimthyl < 0,002 - Benzo[a]anthracne 0,020 - Benzo[b+j+k]fluoranthne 0,14 - Benzo[ghi]prylne 0,059 - Benzo[c]phnanthrne < 0,002 0 - Benzo[a]pyrne 0,062 - Chrysne 0,075 - Dibenzo[a,h]anthracne 0,011 - Dibenzo[a,h]pyrne < 0,004 0 - Dibenzo[a,i]pyrne < 0,005 0 - Dibenzo[a,l]pyrne < 0,003 0 - Fluoranthne 0,13 - Fluorne 0,020 - Indno[1,2,3-cd]pyrne 0,062 - 3-Mthylcholanthrne < 0,005 0 - 2-Mthylnaphtne 0,020 - Naphtalne 0,019 - Phnanthrne 0,10 -

HAP

Pyrne 0,15 - Autre paramtre Carbone organique total (%) 1,3 0,61

Source : Saulnier et Gagnon, 2003, 2006. a Les substances en caractres gras sont celles pour lesquelles un ou des critres de qualit ont t dtermins (tableau 1). b Les valeurs ont t arrondies deux chiffres significatifs. c Les valeurs correspondent aux concentrations extractibles totales (extraction par un mlange dacide nitrique et dacide chlorhydrique connu

sous le nom deau rgale ) pour tous les mtaux lexception du mercure. Pour le mercure, il sagit de la concentration totale.


Tableau 4 Concentrations ambiantes dans les sdiments des lacs fluviaux du Saint-Laurent Concentrations (mg/kg)b Groupes Substances a Lac Saint-Franois Lac Saint-Louis Lac Saint-

Pierre Aluminium 58 000 70 000 71 000 Antimoine 0,50 0,50 0,20 Arsenic 5,0 7,0 2,0 Baryum 630 720 820 Bryllium 1,5 1,8 1,8 Bismuth < 0,10 0,20 < 0,10 Cadmium 0,80 1,0 0,40 Calcium 52 000 37 000 24 000 Chrome 52 93 66 Cobalt 9,6 20 13 Cuivre 27 41 24 Fer 26 000 47 000 34 000 Gallium 15 20 17 Lanthane 29 58 36 Lithium 19 35 21 Magnsium 15 000 17 000 12 000 Manganse 560 1 100 720 Mercure 0,15 0,19 0,044 Molybdne 0,90 1,1 0,70 Nickel 28 20 26 Phosphore 1 100 1 300 1 000 Plomb 25 38 19 Potassium 20 000 23 000 22 000 Rubidium 66 100 68 Sodium 18 000 17 000 24 000 Strontium 330 320 400 Thallium 0,44 0,61 0,38 Uranium 1,7 2,3 1,5 Vanadium 58 97 78

Mtaux et mtallodesc

Zinc 120 220 100 Composs organiques BPC totaux d 0,12 0,069 0,034

Acnaphtne < 0,005 0 < 0,020 < 0,005 0 Acnaphtylne 0,008 8 < 0,020 0,006 8 Anthracne 0,020 < 0,020 0,010 Benzo[a]anthracne 0,039 < 0,020 0,021 Benzo[a]pyrne 0,040 < 0,010 0,023 Chrysne 0,048 < 0,020 0,026 Dibenzo[a,h]anthracne 0,010 0,007 5 0,004 0 Fluoranthne 0,069 < 0,010 0,045 Fluorne 0,009 0 < 0,020 0,005 0 2-Mthylnaphtalne 0,007 3 < 0,030 < 0,004 Naphtalne < 0,010 < 0,040 0,010 Phnanthrne 0,029 < 0,020 0,023

HAP

Pyrne 0,058 < 0,010 0,037 Autre paramtre COT (%) 3,2 3,2 0,81

Source : M. Pelletier, communication personnelle. a Les substances identifies en caractres gras sont celles pour lesquelles des critres de qualit ont t dtermins (tableau 1).

Pour les autres substances, aucun critre de qualit na t tabli. b Les valeurs ont t arrondies deux chiffres significatifs. c Les valeurs correspondent aux concentrations totales (mesures la suite dune minralisation complte de lchantillon,

incluant la matrice siliceuse, laide de lacide fluorhydrique (HF) ou de lacide perchlorique (HClO4). d Les valeurs des biphnyles polychlors (BPC) totaux correspondent aux concentrations calcules pour la somme des

homologues de BPC.


Chapitre 5

Application des critres de qualit

5.1 Caractrisation physicochimique des sdiments 1. Lchantillonnage des sdiments doit tre effectu selon le Guide dchantillonnage des

sdiments du Saint-Laurent pour les projets de dragage et de gnie maritime (Environnement Canada, 2002b, 2002c).

2. Lors de la caractrisation dun site, la dlimitation de zones de contamination homognes permet la sgrgation des sdiments, qui peuvent alors tre grs de faon spare en fonction de leur degr de contamination.

3. Les analyses physicochimiques doivent tre ralises en respectant le Guide de caractrisation physicochimique des sdiments (CEAEQ, en prparation). Les limites de dtection des mthodes danalyse doivent tre infrieures aux critres de qualit.

4. La liste des paramtres analytiques dont il faut tenir compte de faon routinire dans tous les projets dvaluation de la qualit des sdiments est prsente en encadr. Parmi les paramtres chimiques, seuls les contaminants majeurs gnralement prsents dans les sdiments sont indiqus. Cette liste nest toutefois pas limitative et selon les conditions particulires du site ou du projet, le gestionnaire peut ajouter une ou plusieurs substances cette liste. Par exemple, en zone agricole, il peut tre pertinent dvaluer la prsence de pesticides, alors que dans un secteur influenc par un effluent industriel, il peut tre judicieux danalyser les substances susceptibles dtre rejetes et de sassocier aux particules sdimentaires.

Paramtres analytiques retenus pour lvaluation routinire de la qualit des sdiments *

Mtaux et mtallodes (arsenic, cadmium, chrome, cuivre, mercure, nickel, plomb, zinc) Hydrocarbures aromatiques polycycliques (liste dtaille lannexe 5) Biphnyles polychlors (approche dcrite lannexe 4) Granulomtrie Carbone organique total Hydrocarbures ptroliers (C10-C50) * Pour certains de ces paramtres, il nexiste actuellement aucun critre de qualit des sdiments. Les analyses sont nanmoins exiges pour faciliter linterprtation des autres rsultats et/ou pour vrifier, dans le cas dune gestion en milieu terrestre, que les sdiments respectent les critres de qualit pour les sols (Beaulieu et al., 1999).

5. Tous les rsultats danalyses chimiques doivent tre prsents sur une base de poids sec, et les certificats danalyses doivent tre fournis avec les rapports complets de caractrisation et inclure les informations sur le contrle de la qualit.


6. Pour les mtaux, lexception du mercure, les critres de qualit sappliquent aux concentrations extractibles totales obtenues par minralisation chaud des sdiments au moyen dun mlange dacide nitrique et dacide chlorhydrique (HCl/HNO3). Cette mthode permet de mesurer la fraction mtallique thoriquement assimilable et non les mtaux rsiduels (cest--dire les mtaux contenus dans la matrice mme des sdiments). Dans le cas du mercure, cest aussi la concentration extractible totale que sappliquent les critres de qualit. Cette concentration est cependant dtermine soit en minralisant les sdiments avec des acides forts (nitrique, sulfurique et chlorhydrique) en milieu oxydant, soit en les dcomposant thermiquement et chimiquement dans un four combustion. Cette diffrence dapproche de dtermination par rapport aux autres mtaux dcoule de considrations analytiques particulires au mercure.

7. La teneur des sdiments en BPC totaux doit tre mesure par une mthode permettant de tenir compte adquatement de leur profil rel dans les sdiments l'tude. Il est conseill dutiliser la mthode Dtermination des biphnyles polychlors : Mthode par congnre (CEAEQ, 2003) (annexe 4). Il est de plus fortement recommand de prsenter dans les rapports danalyse des BPC les concentrations individuelles des 41 congnres et celles des groupes homologues, en plus de la concentration totale. Lorsque des effets toxiques similaires ceux associs aux dioxines et furanes sont souponns en raison de la possible prsence dans les sdiments de quantits importantes de BPC planaires et coplanaires, lapproche analytique retenue devra aussi permettre dobtenir la fois les concentrations des BPC totaux et les concentrations des 12 congnres pour lesquels des facteurs dquivalence de la toxicit au 2,3,7,8-TCDD ont t calculs pour les poissons (annexe 4).

8. Dans le cas des dioxines et des furanes, les critres de qualit sont exprims en quivalents toxiques, calculs au moyen de facteurs dquivalence de la toxicit, dtermins par lOrganisation mondiale de la sant (van den Berg et al. 1998) pour les poissons (annexe 1). Lorsque les concentrations mesures sont exprimes en facteurs dquivalence de la toxicit diffrents de ceux de lOrganisation mondiale de la sant, il convient de recalculer la concentration totale de dioxines et de furanes en utilisant les facteurs dquivalence prsents lannexe 1.

9. Dans le cas du nonylphnol et ses drivs thoxyls, les critres de qualit sont exprims en quivalents toxiques calculs aux moyens de facteurs dquivalence de la toxicit dtermins par Servos et al. (2000) et adapts par Environnement Canada (2002a) (annexe 1). Lorsque les concentrations mesures sont exprimes en facteurs dquivalence de la toxicit diffrents de ceux de Servos et al. (2000), il convient de recalculer la concentration totale du nonylphnol et de ses drivs thoxyls en utilisant les facteurs dquivalence prsents lannexe 1.

10. Les critres de qualit pour le toxaphne et le nonylphnol et ses drivs thoxyls ont t calculs en supposant une teneur des sdiments en carbone organique total (COT) de 1 %. Ces valeurs peuvent tre corriges en multipliant la valeur du critre de qualit par le pourcentage de COT dans les sdiments de lchantillon jusqu un maximum de 10 %. Les critres calculs pour les autres composs organiques ne doivent pas tre ajusts en fonction du contenu en COT (section 3.3.2).

11. Pour chacun des trois contextes de gestion, les critres de qualit permettent de dterminer trois classes de contamination (tableau 5). On attribue aux sdiments la classe la plus leve


obtenue pour au moins un contaminant prsent dans ces sdiments. Ainsi, des sdiments contenant la fois des substances appartenant aux classes 1 et 2 seront considrs comme appartenant la classe 2. Pour la mise en dpt de sdiments dragus, la gestion des sdiments se fera en fonction de la classe du matriel mettre en dpt en sassurant de respecter le principe de non-dgradation du milieu rcepteur. Ainsi, des sdiments de classe 2 pourront tre dposs sur des sdiments de classe 2 ou 3, mais non sur des sdiments de classe 1.

5.2 Application des critres de qualit pour la prvention de la contamination des sdiments

Pour la prvention de la contamination des sdiments due un nouvel apport de contaminants dans un plan deau (exemple : rejets industriels ou urbains), la Concentration deffets rares (CER) et la Concentration seuil produisant un effet (CSE) constituent les valeurs seuils qui permettent de dfinir le cadre de gestion (tableau 5).

1. Lorsque la concentration de toutes les substances analyses est infrieure ou gale la CER (classe 1), aucune mesure nest envisage, car les sdiments sont jugs sans effet sur le milieu.

2. Toutefois, le mercure, les BPC, les dioxines et furanes chlors, la dieldrine, le DDT (DDD+DDE), le chlordane et le toxaphne sont des substances vises par l'limination virtuelle5. Ces substances persistantes, toxiques et bioaccumulables, mme quand elles ne sont pas directement toxiques pour les espces exposes, s'accumulent dans l'environnement, migrent et contaminent tous les compartiments (eau, sdiments, tissus des organismes) et finissent par nuire en fin de compte des espces qui n'ont pas t testes (comme les blugas, ltre humain, la faune terrestre ou la faune piscivore). Des mesures permettant d'liminer tout nouvel apport de ces substances dans lenvironnement et de limiter leur expansion devraient tre adoptes, mme si aucun critre de qualit nest dpass.

3. Lorsque la concentration dune ou de plusieurs substances dpasse la CER, mais est infrieure ou gale la CSE (classe 2), la probabilit que les sdiments aient un impact sur le milieu est considre comme faible. Des mesures de suivi peuvent toutefois tre adoptes afin de vrifier lvolution de la situation. Sil y a augmentation des teneurs, il faudra envisager de poursuivre les investigations pour identifier la source de contamination et valuer limpact sur le milieu.

4. Lorsque la concentration dune ou de plusieurs substances est suprieure la CSE (classe 3), la probabilit dobserver des effets nfastes sur les organismes benthiques augmente avec les concentrations mesures. Si la concentration mesure dpasse galement les teneurs naturelles ou les teneurs ambiantes, les sources de contamination doivent tre recherches, et au besoin, des dmarches doivent tre entreprises auprs des responsables, afin de mettre en place les mesures ncessaires pour limiter la contamination. Pour viter un nouvel apport de contaminants, des restrictions supplmentaires peuvent tre imposes toute nouvelle installation dont les rejets risquent dentraner une augmentation des concentrations au-del

5 Llimination virtuelle signifie soit llimination totale des substances toxiques, persistantes et bioaccumulables

dans lenvironnement, soit la suppression des effets de ces substances sur lenvironnement et lcosystme (SLV 2000, 1999).


de la CSE ou au-del des teneurs naturelles dans les zones daccumulation en aval, et parfois mme en amont6, des rejets.

5.3 Application des critres de qualit pour la gestion des sdiments rsultant de travaux de dragage

Pour la gestion des dblais de dragage, la Concentration deffets occasionnels (CEO) et la Concentration deffets frquents (CEF) constituent les valeurs seuils qui permettent de dfinir le cadre de gestion (tableau 5).

1. Loption retenue pour la gestion des sdiments de dragage doit correspondre loption de moindre impact sur le milieu, tout en tant conomiquement ralisable, et ce, peu importe le degr de contamination des sdiments. Le dpt de dblais de dragage ne doit pas contribuer dtriorer le milieu rcepteur. Lors des oprations de dragage ou de rejet des matriaux dragus, des mesures doivent tre adoptes afin de limiter le plus possible laugmentation de la concentration des matires en suspension. De plus, dans lanalyse des options de gestion, la valorisation des sdiments en milieu terrestre ou en milieu aquatique doit tre considre. Le dpt et la valorisation des sdiments en milieu terrestre sont encadrs par la Politique de protection des sols et de rhabilitation des terrains contamins (Beaulieu et al., 1999) ainsi que par le cadre lgislatif et rglementaire applicable.

2. Lorsque la concentration de toutes les substances analyses est infrieure ou gale la CEO (classe 1), la probabilit dobserver des effets biologiques nfastes est relativement faible. Les sdiments peuvent donc tre immergs en eau libre ou tre utiliss dautres fins, dans la mesure toutefois o leur dpt ne contribue pas dtriorer le milieu rcepteur (impacts physiques des sdiments).

3. Lorsque la concentration dun contaminant est suprieure la CEO, mais est infrieure ou gale la CEF (classe 2), la probabilit dobserver des effets biologiques nfastes est relativement leve, et elle augmente avec la concentration. Le rejet en eau libre des dblais de dragage ne peut donc tre considr comme une option de gestion valable que si linnocuit des sdiments pour le milieu rcepteur est dmontre par des essais de toxicit adquats. On devra galement sassurer que leur dpt ne contribue pas dtriorer le milieu rcepteur. Une caractrisation adquate du site de dpt est notamment requise avant de permettre le dpt en eau libre. Les concentrations dans les sdiments dragus doivent tre infrieures ou gales aux teneurs mesures dans les sdiments du site de dpt. Enfin, il convient galement de sassurer que le choix de lemplacement du dpt des dblais de dragage limite les impacts ngatifs sur le milieu et sur les activits qui y sont relies.

4. Lorsque la concentration dune substance dpasse la CEF (classe 3), la probabilit dobserver des effets biologiques nfastes est trs leve, et le rejet en eau libre des dblais de dragage est proscrit. Les sdiments doivent plutt tre traits ou confins de faon scuritaire.

6 Dans le fleuve Saint-Laurent, des inversions de direction de courant peuvent transporter les contaminants en

amont du rejet.

Tableau 5 Sommaire des trois cadres dapplication des critres de qualit des sdiments au Qubec

Critres de qualit

Prvention de la contamination des sdiments due des rejets industriels

Gestion des sdiments rsultant de travaux de dragage*

Restauration de sites contamins

La probabilit de mesurer des effets biologiques nfastes est trs leve. Le rejet en eau libre est proscrit. Les sdiments doivent tre traits ou confins de faon scuritaire.

La contamination des sdiments est juge problmatique. Identifier les sources et intervenir auprs des responsables sil y a lieu pour liminer les apports de contaminants. La restauration du site est souhaitable. Il faut procder des valuations biologiques afin dtablir si le processus de restauration est ralisable et quelles mesures doivent tre adoptes en priorit et de prciser les gains environnementaux de la restauration. Lobjectif de restauration est la concentration deffets occasionnels ou la teneur ambiante.

5. CEF ( )8585 SEE

Effe

ts b

iolo

giqu

es fr

que

mm

ent o

bser

vs*

*

Identifier les sources et intervenir auprs des responsables sil y a lieu pour liminer les apports de contaminants. Des tudes du milieu peuvent tre ncessaires pour complter lvaluation de la contamination, juger du risque et statuer sur les besoins de restauration. Lobjectif de restauration est la concentration deffets occasionnels ou la teneur ambiante.

4. CEP ( )8550 SEE

La probabilit de mesurer des effets biologiques nfastes est relativement leve, et elle augmente avec la concentration. Le rejet en eau libre ne peut tre considr comme une option valable que si linnocuit des sdiments pour le milieu rcepteur est dmontre par des tests de toxicit et que le dpt ne contribue pas dtriorer le milieu rcepteur.

3. CEO ( )5050 SEE

Effe

ts b

iolo

giqu

es

parf

ois o

bser

vs La probabilit de mesurer des effets nfastes

augmente avec les concentrations mesures. Examiner la problmatique : poursuivre les investigations pour identifier la ou les sources de contamination et intervenir au besoin sur ces sources afin dviter une augmentation de la contamination ou un nouvel apport de contaminants.

2. CSE ( )5015 SEE

La probabilit que les sdiments aient un impact sur le milieu est faible. Un suivi peut tre mis en place afin de vrifier lvolution de la situation.

1. CER ( )1515 SEE

Effe

ts b

iolo

giqu

es ra

rem

ent

obse

rvs

**

Les sdiments sont considrs comme nayant pas dimpact. Aucune action nest requise, sauf dans le cas o des substances persistantes, toxiques et bioaccumulables rejetes dans les plans deau risquent de saccumuler dans les sdiments et dans les tissus des organismes.

La probabilit de mesurer des effets biologiques nfastes est relativement faible. Les sdiments peuvent tre rejets en eau libre ou tre utiliss dautres fins dans la mesure o le dpt ne contribue pas dtriorer le milieu rcepteur.

Bien que des effets biologiques nfastes puissent tre apprhends, le degr de contamination ne justifie pas lui seul la restauration du site.

Lgende : Classe 1 Classe 2 Classe 3 CER : Concentration d'effets rares; CSE : Concentration seuil produisant un effet; CEO : C

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