1.5 Présence de chlorures

Les chlorures sont des sels. La présence en concentrations importantes de ces sels dans les cours d’eau s’explique par l’utilisation de sels de voirie sur les routes (chlorures de sodium, le chlorure de calcium, le chlorure de potassium et le chlorure de magnésium) (Santé Canada, 2001).

Les concentrations naturelles en chlorures dans les eaux de surfaces dépendent de la composition chimique du socle rocheux, du climat et de la proximité de la mer. Dans la région du centre du Québec, le Bouclier canadien est l’assise de la majorité des lacs et rivières et les concentrations de chlorures sont très faibles, variant normalement de 1 à 10 mg/L de chlorures (Santé Canada, 2001).

Les critères

Les critères de qualité de l’eau de surface pour les chlorures déterminés par le gouvernement du Québec sont indiqués au tableau suivant.

Tableau 1.3.1 : Critères de qualité de l’eau de surface pour les chlorures (Gouvernement du Québec, 2002)
PROTECTION DE LA VIE AQUATIQUE (EFFET AIGU) 860 mg/L
PROTECTION DE LA VIE AQUATIQUE (EFFET CHRONIQUE) 230 mg/L

 

Au-delà de ces seuils de chlorures de sodium, un nombre important d’espèces pourrait subir un effet létal. Ce critère de qualité ne sera probablement pas suffisamment protecteur lorsque les chlorures sont associés au potassium, au calcium ou au magnésium plutôt qu’au sodium. Par ailleurs, ces critères sont en révision (Santé Canada, 2001).

Les effets

Les chlorures peuvent avoir des effets toxiques aigus et une toxicité chronique à de plus faibles concentrations sur les organismes aquatiques. Certaines concentrations plus faibles encore peuvent avoir un effet sur la structure des populations et des communautés d’algues notamment (Santé Canada, 2001).

Les propriétés physiques et chimiques des sols peuvent être également perturbées par les sels de voirie. La gestion déficiente de l’entreposage dans des zones adjacentes de dépressions mal drainées a des effets sur la structure, la dispersion, la perméabilité, le gonflement et l’encroûtement, la conductivité électrique et le potentiel osmotique du sol qui peuvent entraîner, à leur tour, des impacts sur l’environnement local. Des impacts biologiques sont liés à la mobilisation des nutriments causée par le sel qui affecte la flore et la faune (Santé Canada, 2001).

La conductivité

La conductivité d’une eau est une mesure de sa capacité à conduire l’électricité et dépend de son contenu en solides dissous et de sa température. Elle est généralement dominée par les cations calcium, magnésium, sodium et potassium et les anions bicarbonates, sulfates et chlorures. Les apports en sels minéraux peuvent provenir, entre autres, du lessivage par les eaux de ruissellement ou des effluents municipaux, industriels et agricoles (Trépanier, 2011).

La conductivité de l’eau douce est inférieure à 200 μS/cm, celle de l’eau minéralisée varie entre 200 et 1000 μS/cm. Les valeurs supérieures à 2000 μS/cm indiquent une pollution ou la présence d’une eau salée (Ville de Québec, 2011).

Distribution des problèmes sur le territoire

Bassin versant Localisation spécifique Description du problème Statut
Saint-Charles Lac Saint-Charles Les valeurs de chlorures en 2009 variaient entre 10,7 et 11,9 mg/L. Existant
Lac Clément En 2010, les concentrations en chlorures en surface variaient entre 138 mg/L et 178 mg/L, celles en profondeur variaient entre 135 mg/L et 315 mg/L. Existant
Lac Neigette En 2009, les concentrations d’ions de chlorure dans l’hypolimnion varient de 185 mg/l à 230 mg/l. Existant
Lacs Laberge En 2011, les concentrations en chlorures mesurées dans les lacs Laberge ont atteint un maximum de 368 mg/L au fond de la section B. Existant / À documenter
Cap Rouge Rivière du Cap Rouge Les valeurs médianes en chlorures mesurées de 2005 à 2008 augmentent de l’amont vers l’aval de la rivière du Cap Rouge pour atteindre 63 mg/L à la station 5. Existant / À documenter
Beauport Rivière Beauport En 2011, la conductivité augmente de l’amont vers l’aval pour atteindre 570 µS/cm à la station du parc Chabanel. Existant / À documenter
Saint-Augustin Lac Saint-Augustin En 2009, la concentration en chlorures en profondeur du lac était alors de 125 mg/L dans la zone C et de 123 mg/L dans la zone D.  Existant / À documenter
Ensemble du territoire Plusieurs lacs et cours d’eau Il y a de nombreux lacs et cours d’eau sur le territoire pour lesquels il n’y a pas d’information disponible, ou pour lesquels l’information est désuète ou incomplète. À documenter

Bassin versant de la rivière Saint-Charles

Lac Saint-Charles

Nature du problème

Les analyses de l’eau de surface dans la fosse du bassin nord du lac Saint-Charles en 2009 montrent des valeurs de chlorures qui varient entre 10,7 et 11,9 mg/L. Les chlorures identifiés dans les eaux du lac Saint-Charles « sont principalement sous forme de chlorure de sodium (NaCl) et de chlorure de calcium (CaCl2) » (APEL, 2009). Ces concentrations sont légèrement supérieures aux concentrations naturelles. Les critères de protection de la vie aquatique sont tout de même respectés. Ces derniers sont toutefois beaucoup plus élevés.

Cause (s) du problème

Les chlorures retrouvés dans le lac Saint-Charles proviendraient des sels de voirie, de même que des rejets d’usine d’épuration (APEL, 2009).

Effet (s)

La présence de chlorures dans l’eau affecte la conductivité. En 2007 et en 2008, la conductivité moyenne en surface du lac Saint-Charles était faible, soit de 75,3 µS/cm et 68,6 µS/cm respectivement. Toutefois, des indices laissent croire à une augmentation des apports en sels dans le bassin versant, notamment l’apparition récente de Cyclotella meneghiniana, une espèce de diatomée généralement présente dans les milieux euryhalins et saumâtres (APEL, 2009).

Lac Clément

Nature du problème

Figure 1.3.1 : Profils de conductivité (μS/cm) et concentrations de chlorures (mg/L) du lac Clément en 2008, 2009 et 2010 (APEL, 2010)

Les concentrations en chlorures dans le lac Clément s’apparentent à celles des lacs localisés dans des milieux fortement urbanisés. En 2008, la concentration en chlorures en surface du lac Clément était de 130 mg/L et de 550 mg/L en profondeur. En 2009, les concentrations variaient entre 160 mg/L et 190 mg/L de chlorures en surface et entre 180 mg/L et 600 mg/L en profondeur. En 2010, les concentrations en surface variaient entre 138 mg/L et 178 mg/L. Celles en profondeur variaient entre 135 mg/L et 315 mg/L (APEL, 2010). Les concentrations en chlorures en profondeur dans le lac Clément sont supérieures au critère de protection de la vie aquatique pour l’effet chronique (230 mg/L).

Cause (s) du problème

Les chlorures échantillonnés en 2008 dans le lac Clément proviennent des sels de déglaçage utilisés pour l’entretien de l’autoroute 73, du boulevard Talbot et de l’avenue de la Rivière-Jaune qui se trouvent en bordure du lac. Les deux affluents du lac Clément qui drainent le réseau routier présentent des valeurs de concentrations en chlorures très élevées qui se trouvaient entre 120 mg/L et 1000 mg/L. Ces valeurs sont nettement supérieures aux concentrations naturelles qui devraient être observées pour la région. Au mois de mars 2008 et 2009, pendant la fonte des neiges, au moment où les sels de déglaçage sont le plus susceptibles d’être transportés vers le réseau hydrique, des valeurs extrêmes de conductivité ont été observées dans un des ruisseaux. Les apports en chlorures en provenance des affluents demeurent toutefois importants tout au long de l’année (APEL, 2010).

Effet (s)

Figure 1.3.2 : (Gauche) Conductivité (μS/cm) mesurée au lac Clément en juillet 2007, 2008, 2009 et 2010; (Droite) Conductivité (μS/cm) mesurée aux lacs Saint-Charles, Delage, Durand et Trois-Petits-Lacs en juillet 2007 (APEL, 2009)

La conductivité du lac Clément, en comparaison de celle mesurée dans d’autres lacs de la région, pour un contexte géologique similaire, se situe à un niveau nettement supérieur et elle varie avec les concentrations en chlorures (APEL, 2010).

L’intégrité des communautés aquatique est menacée par les fortes concentrations en chlorures dans le lac. Par ailleurs, la transparence dans le lac Clément est de plus en plus élevée (5,25 m en 2010), ce qui pourrait être un signe de la réduction de la productivité biologique causée par la toxicité accrue des ions chlorures (APEL, 2010).

L’hypothèse de la contamination de la nappe phréatique est soulevée étant donné la contamination des puits qui a été détectée par le passé (APEL, 2010).

Lac Neigette

Nature du problème

Figure 1.3.3 : Profil des concentrations en ions chlorure au lac Neigette en 1992 et en 2009 (CBRSC, 2010)

Les concentrations en ions chlorure ont été mesurées dans le cadre de la diagnose écologique du lac Neigette réalisée en 2009 par le Conseil de bassin de la rivière Saint-Charles (CBRSC). En 2009, les concentrations d’ions de chlorure dans l’hypolimnion varient de 185 mg/l à 230 mg/l (CBRSC, 2010). Ces concentrations sont beaucoup plus élevées que la concentration naturelle attendue dans le Bouclier canadien (1 a 10 mg/L). Depuis 1992, une augmentation des ions chlorure est mesurée dans l’épilimnion et l’hypolimnion. Le critère pour la protection de la vie aquatique (effet chronique) de 230 mg/L est atteint dans l’hypolimnion lors de l’échantillonnage du mois de juin 2009.

Cause (s) du problème

L’entreposage à ciel ouvert de quantités importantes de sables et de graviers sur le site du garage municipal en bordure d’un des tributaires du lac Neigette est à l’origine de l’apport en sédiments vers le lac et de l’augmentation des chlorures et de la conductivité (CBRSC, 2010).

Effet (s)

La conductivité est en augmentation depuis 1992. Les données de conductivité collectées en 1992 sont beaucoup plus basses que celles observées en 2009, avec une moyenne de 31,5 μS/cm en surface et de 35 μS/cm à 2 m du fond. En 2009, la conductivité en surface est d’environ 100 µs/cm et augmente vers des valeurs d’environ 1000 μS/cm (CBRSC, 2010).

Lacs Laberge

Nature du problème

Figure 1.3.4 : Concentrations en chlorures dans les lacs Laberge en 2011 (Ville de Québec, 2011)

L’échantillonnage des chlorures a été réalisé une seule fois en 2011. Les concentrations dépassent le seuil de 230 mg/L pour la protection de la vie aquatique (effet chronique) au fond des sections A et B. Tous les échantillons sont supérieurs à 100 mg/L. Ces valeurs dépassent les concentrations naturelles que l’on devrait retrouver dans la région (1 à 10 mg/L). Les concentrations en chlorures observées en 2011 sont comparables à celles de l’année 2010 (Ville de Québec, 2011).

Cause (s) du problème

Les lacs Laberge sont situés dans la Base de plein air de Sainte-Foy, qui est entourée par les autoroutes Henri-IV, 40 et Duplessis, et par le boulevard Wilfrid-Hamel. Bien que les causes de ces concentrations élevées en chlorures n’aient pas été identifiées dans le rapport de la Ville de Québec de 2011, la proximité de ces routes peut sans doute expliquer les quantités élevées en chlorures observées dans le plan d’eau.

Effet (s)

La conductivité des lacs Laberge est supérieure à 200 µS/cm en surface et elle augmente avec la profondeur vers des valeurs pouvant dépasser 1500 µS/cm (Ville de Québec, 2011).

Figure 1.3.5 : Variation de la conductivité électrique en fonction de la profondeur des différentes sections du Lac Laberge (Ville de Québec, 2011)

Bassin versant de la rivière du Cap Rouge

Rivière du Cap Rouge

Nature du problème

Figure 1.3.6 : Concentrations en chlorures et conductivité mesurées aux 5 stations de suivi de la rivière du Cap Rouge (Roche, 2011)

Les chlorures ont été mesurés entre 2005 et 2008 dans la rivière du Cap Rouge. Les concentrations les plus faibles sont retrouvées à la station 1. Onze kilomètres en aval, à la station 2, les chlorures sont 8,9 fois plus concentrés (médiane 35,5 mg/L) qu’à la station 1. Les concentrations médianes de chlorures augmentent de façon régulière pour atteindre 63 mg/L à la station 5 (Trépanier, 2011).

Ces concentrations sont légèrement plus élevées que la concentration naturelle attendue dans le Bouclier canadien (1 à 10 mg/L). Toutefois, les critères de protection de la vie aquatique sont respectés pour tous les échantillons.

Cause (s) du problème

Des mesures de chlorures ont été prises dans les tributaires de la rivière du Cap Rouge. La médiane des trois échantillons est de 8,2 mg/L à la station T1, 84 mg/L à T2 et 230 mg/L à T3 (Trépanier, 2011). Les chlorures transportés par les tributaires de la rivière du Cap Rouge sont éventuellement acheminés dans la rivière du Cap Rouge et entraînent une augmentation des concentrations dans celle-ci (Trépanier, 2011).

La géologie du bassin versant de la rivière du Cap Rouge peut expliquer en partie les changements dans les concentrations de chlorures entre l’amont et l’aval. En effet, les roches ignées situées à l’amont du bassin versant contiennent peu ou pas de chlorures, tandis que les roches sédimentaires de la Plate-forme du Saint-Laurent sont plus susceptibles d’en contenir. Ainsi, la rivière du Cap Rouge accumule des chlorures le long de son parcours vers son embouchure (Trépanier, 2011).

Les changements observés dans l’occupation du territoire du bassin versant de la rivière du Cap Rouge ont, eux aussi, une influence majeure sur les concentrations en chlorures dans l’eau. Le milieu urbain et les routes prennent de l’importance au fur et à mesure que l’on se dirige vers l’embouchure de la rivière. Conséquemment, les sources potentielles de chlorures se multiplient de l’amont vers l’aval de la rivière du Cap Rouge. Dans le cas présent, les sels de déglaçage épandus sur les routes en hiver constituent probablement la principale source de chlorures pour la rivière du Cap Rouge. L’influence du réseau routier sur la qualité de l’eau de petits tributaires de la rivière du Cap Rouge a pu être observée en 2009. La qualité de l’eau du tributaire de la station T-3 est influencée par l’omniprésence du réseau routier et autoroutier. En effet, le territoire de ce sous-bassin versant est occupé à 14,4 % par des routes, incluant l’échangeur des autoroutes 40 et 540. Les concentrations élevées d’ions mesurés dans l’eau sont très probablement le résultat des grandes quantités de sel de déglaçage épandu dans cette zone en hiver et qui s’accumule avec le temps dans le sol, les fossés et les aquifères (Trépanier, 2011).

À noter qu’il existe, en amont des stations de suivi, des sources importantes d’eau de fonte de neiges usées, incluant l’aéroport Jean-Lesage (les sels de déglaçage proviendraient surtout des stationnements et des chaussées piétonnières, car du glycol est utilisé comme fondant pour les pistes d’atterrissage) et un site d’entreposage de neige usée sur la rue de l’Hêtrière. Le Portrait du bassin versant de la rivière du Cap Rouge signale qu’il existe dans le bassin versant trois sources d’eaux de fonte de neiges usées : la fondeuse à neige de Cap-Rouge sous le tracel, près du boulevard de la Chaudière, un site d’entreposage de neige usée sur la rue de l’Hêtrière et l’Aéroport international Jean-Lesage (Trépanier, 2011).

Ces eaux de fonte sont chargées en sels dissous, sédiments et autres contaminants provenant du réseau routier et de l’aéroport. Le système de décantation des eaux de la fondeuse de Cap-Rouge permet de récupérer une partie importante des sédiments et des impuretés contenues dans la neige. Toutefois, il est possible qu’une certaine quantité de sels dissous soit rejetée à la rivière, ce qui pourrait contribuer à faire augmenter la salinité de l’eau à la sortie de l’effluent. Aucune donnée n’est disponible quant à la salinité de l’eau à la sortie de la fondeuse à neige, mais l’eau évacuée à la fin du processus répond aux normes environnementales sur la qualité de l’eau du MDDEFP. Il serait intéressant de connaître quelles normes environnementales de qualité de l’eau sont utilisées ainsi que les concentrations mesurées. Il est à noter que le système de la fondeuse à neige de Cap-Rouge utilise de l’eau brute du fleuve pour faire fondre la neige (Trépanier, 2011).

Un dépôt à neiges usées est exploité par la Ville de Québec à l’écocentre Véolia. Le bassin de la Ville recueille les eaux de fonte du dépôt à neiges usées; les rejets sont normés et la Ville de Québec contrôle la qualité de ces eaux. Dans ce cas-ci également, il y aurait lieu de connaître quelles sont les normes en vigueur et les concentrations mesurées. Il en va de même pour le site à l’Aéroport international Jean-Lesage (Trépanier, 2011).

Effet (s)

L’omniprésence du réseau autoroutier dans le sous-bassin n° 3 semble avoir une influence marquée sur la qualité de l’eau et en particulier sur les concentrations de chlorures ainsi que sur la conductivité et la dureté. Les concentrations maximales de ces paramètres sont observées en septembre. Il s’agit là d’une période de plus faible débit où le facteur de dilution des sels est plus faible et la contribution de la nappe à la recharge des cours d’eau peut être proportionnellement plus importante. Comme ces sels sont rapidement dissous dans l’eau de pluie au printemps, il est fort possible qu’il se retrouve rapidement dans la nappe et la contamine. Il serait intéressant de vérifier cette hypothèse afin de savoir si la nappe phréatique de la région a été contaminée par les sels de déglaçage épandus au cours des années (Trépanier, 2011).

Bassin versant de la rivière Beauport

Rivière Beauport

Nature du problème

Figure 1.3.7 : Données de conductivité collectées sur la rivière Beauport en 2011 par l’OBV de la Capitale

Des échantillons ont également été collectés de mai à octobre 2011 à 9 reprises par l’équipe de l’OBV de la Capitale à deux endroits sur la rivière Beauport, soit aux stations 05400004 (en aval du bassin versant de la rivière Beauport, au parc Chabanel) et 05400003 (en aval du secteur résidentiel sur la rue de Broqueville). Aucune donnée de concentrations en chlorures n’a été récoltée cependant. Toutefois, il a été possible de détecter que la conductivité augmente de l’amont vers l’aval (médiane à 293 à Broqueville et à 570 au parc Chabanel).

Cause (s) du problème

Les causes de l’augmentation de la conductivité en aval de la rivière Beauport n’ont pas été identifiées.

Effet (s)

Les valeurs de conductivité indiquent un milieu minéralisé. Les effets spécifique à la rivière Beauport n’ont pas été identifiés.

Bassin versant du lac Saint-Augustin

Lac Saint-Augustin

Nature du problème

Au printemps et à l’été 2006, des échantillons d’eau ont été prélevés à 14 points situés du côté nord du lac Saint-Augustin, en amont et en aval de l’autoroute 40.  La concentration moyenne en chlorures dans les eaux en bordure du lac était de 137,41 mg/L (Morteau et al., 2008).

Figure 1.3.8 : Localisation des stations d’échantillonnage au lac Saint-Augustin en 2006 (Morteau et al., 2008)

En 2009, la Ville de Québec a effectué des prélèvements en profondeur du lac Saint-Augustin dans la zone C et la zone D. La concentration en chlorures était alors de 125 mg/L et de 123 mg/L respectivement (Martineau, 2009). Ces valeurs respectent les critères pour la protection de la vie aquatique du MDDEFP. Elles sont toutefois élevées, elles dépassent largement la concentration naturelle attendue et sont le signe d’une contamination.

Cause (s) du problème

Un important réseau routier se trouve dans le secteur nord du lac Saint-Augustin, à l’intérieur du bassin versant. On y trouve un tronçon de l’autoroute Félix-Leclerc et du boulevard Wilfrid-Hamel. Les sels de déglaçage épandus sur les routes du bassin versant sont à contrôler selon le rapport préparé par la Ville de Québec (Martineau, 2009). En 2006, les fossés de l’autoroute 40 ont été échantillonnés et les concentrations moyennes en chlorures obtenues varient de 4,57 mg/L à 1081,7 mg/L (Morteau et al., 2008). De plus, les échantillonnages de 2006 montrent que les eaux du principal tributaire du lac ont une concentration moyenne de 488,2 mg/L en chlorures (Morteau et al., 2008). Cette donnée dépasse le critère de qualité de l’eau pour la protection de la vie aquatique (effet chronique) de 230 mg/L.

Afin de s’attaquer à la problématique des contaminants apportés par le réseau routier vers le lac Saint-Augustin, l’Université Laval a été mandatée par le ministère des Transports du Québec pour l’étude de solutions. Un projet de lit filtrant et de marais épurateur construit adapté a été mis sur pied par le groupe de recherche de génie civil de l’Université Laval dirigé par Rosa Galvez-Cloutier (Morteau et al., 2008). Les travaux ont été effectués au printemps 2011. Les données au niveau du suivi ne sont pas disponibles pour le moment (Gauthier, 2011).

Effet (s)

Les effets ne sont pas connus en dehors des effets identifiés de la contamination sur les cours d’eau en général.

Sources

ASSOCIATION POUR LA PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT DU LAC SAINT-CHARLES ET DES MARAIS DU NORD (APEL). 2009. Étude limnologique du haut-bassin de la rivière Saint-Charles, rapport final. Association pour la protection de l’environnement du lac Saint-Charles et des Marais du Nord, Québec, 354 pages.

ASSOCIATION POUR LA PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT DU LAC SAINT-CHARLES ET DES MARAIS DU NORD (APEL). 2010. Suivi du lac Clément – Évaluation de la contamination par les sels de voirie, Association pour la protection de l’environnement du lac Saint-Charles et des Marais du Nord, Québec, 46 pages.

CONSEIL DE BASSIN DE LA RIVIÈRE SAINT-CHARLES (CBRSC). 2010. Diagnose écologique du lac Neigette, Rapport final présenté à la municipalité de Lac-Beauport, 55 pages + 9 annexes.

SANTÉ CANADA. 2001. Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999), Liste des substances d’intérêt prioritaire, Rapport d’évaluation, Sels de voirie. 188 p.

GAUTHIER, A., 2011. Restauration du lac Saint-Augustin: marais et lit filtrants adaptés pour le traitement des eaux de ruissellement routier. Présentation faite le 4 mai 2011 à l’Assemblée générale annuelle du Conseil de bassin du lac Saint-Augustin.

GOUVERNEMENT DU QUÉBEC. 2002. Critères de qualité de l’eau de surface. En ligne: http://www.mddep.gouv.qc.ca/eau/criteres_eau/index.asp. Consulté le 13 décembre 2012.

MORTEAU, B., GALVEZ-CLOUTIER, R. et LEROUEIL. S., 2006. Développement d’une chaine de traitement pour l’atténuation des contaminants provenant des produits d’entretien de l’autoroute Félix-Leclerc : lit filtrant et marais épurateur adapté. Rapport Technique 03605’2_06 présenté au Ministère des Transport du Québec. 45 pp.

ROCHE Ltée. 2011 a. Suivi de la qualité de l’eau (2005-2010) de la rivière du Cap Rouge. N/Réf. : 621717100. 73 pages + 7 annexes.

TRÉPANIER, J., 2011. Diagnostic du bassin versant de la rivière du Cap Rouge. Organisme des bassins versants de la Capitale, Québec. 115 pages.

VILLE DE QUÉBEC. 2011. Suivi des paramètres d’eutrophisation du Lac Laberge, Saison 2011. Service de l’environnement. Division Qualité de l’eau. 25 pages + 1 annexe.

 

Mis à jour le 13 février 2015