Charge en phosphore dans le lac Érié

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Le phosphore est un élément nutritif essentiel pour les plantes. Toutefois, lorsque les concentrations de phosphore sont trop élevées, elles peuvent avoir des effets nocifs sur la santé d'un lac. Les concentrations élevées de phosphore dans le lac Érié entraînent une dégradation de la qualité de l'eau, la prolifération d'algues et des zones à faible teneur en oxygène qui nuisent à la vie aquatique. Les indicateurs permettent de faire état de la quantité de phosphore (ou de la charge en phosphore) qui atteint le lac Érié.

Toutes sources

Charge en phosphore provenant de toutes les sources canadiennes dans le lac Érié

Aperçu des résultats

  • En 2018, la charge en phosphore total estimée dans le lac Érié était de 11 467 tonnes, dont 17 % (1 963 tonnes) provenaient du Canada.
  • La charge en phosphore varie d'une année à l'autre, principalement en fonction des précipitations et de la fonte des neiges, qui influent sur la quantité d'eaux de ruissellement provenant des terres environnantes.

Charge en phosphore total estimée dans le lac Érié, 2008 à 2018

Charge en phosphore total estimée dans le lac Érié, 2008 à 2018 (voir le tableau de données ci-dessous pour la dsecription longue)
Tableau de données pour la description longue 
Charge en phosphore total estimée dans le lac Érié, 2008 à 2018
Année Charge en phosphore total
part des États-Unis
(tonnes par année)
Charge en phosphore total
part du Canada
(tonnes par année)
Charge en phosphore total
bassin entier
(tonnes par année)
2008 9 266 1 591 10 856
2009 6 185 1 829 8 014
2010 4 791 842 5 632
2011 8 814 2 349 11 163
2012 7 140 1 088 8 228
2013 6 669 1 744 8 413
2014 6 457 2 230 8 687
2015 5 442 1 345 6 787
2016 5 318 1 053 6 371
2017 9 046 1 690 10 736
2018 9 504 1 963 11 467

Remarque : Les valeurs sont arrondies au nombre entier le plus proche. Les totaux peuvent ne pas correspondre à la somme des chiffres en raison de l'arrondissement.

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Comment cet indicateur est calculé

Remarque : Les valeurs totales pour le bassin comprennent les apports provenant des eaux de ruissellement et des affluents au Canada et aux États-Unis, les apports du lac Huron et les sources atmosphériques de phosphore. La moitié des apports de phosphore total provenant de sources atmosphériques et du lac Huron a été attribuée à chaque pays.
Source : Environnement et Changement climatique Canada (2020).

La charge en phosphore varie d'une année à l'autre, surtout en raison de facteurs climatiques. Des années sèches dans la région entraîneront de faibles niveaux de ruissellement provenant des terres environnantes et une diminution du phosphore rejeté dans le lac et ses affluents.

En 2018, la charge en phosphore dans le lac Érié provenant de toutes les sources au Canada et aux États-Unis (11 467 tonnes) était relativement élevée et semblable aux charges de 2008 (10 856 tonnes) et de 2011 (11 163 tonnes). L'apport du Canada a fluctué au cours de la période, passant d'un creux de 842 tonnes en 2010 à un sommet de 2 349 tonnes en 2011.

Le lac Érié est le moins profond, le plus chaud et le plus productif des 5 Grands Lacs. Il est divisé en 3 sous-bassins : ouest (le moins profond), central (le plus grand) et est (le plus profond). Plus de 50 % du phosphore entre dans le lac à partir de la rivière Détroit ou des affluents du bassin ouest. La Figure ci-dessous montre que les sources diffuses, comme l'agriculture et, dans une moindre mesure, le ruissellement des eaux pluviales urbaines, sont celles qui contribuent le plus à la charge en phosphore dans le lac Érié, particulièrement dans le bassin ouest, où les effets des algues sont les plus importants.

Charge en phosphore annuelle moyenne estimée en tonnes dans le lac Érié, 2008 à 2018

Charge en phosphore annuelle moyenne estimée en tonnes dans le lac Érié, 2008 à 2018. Voir tableau de données pour la description longue.
Tableau de données pour la description longue 
Charge en phosphore annuelle moyenne estimée en tonnes dans le lac Érié, 2008 à 2018
Bassin versant Source Moyenne annuelle de 2008 à 2018 de la charge en phosphore
(tonnes par année)
Corridor Huron-Érié Lac Huron 321
Corridor Huron-Érié Atmosphérique 34
Corridor Huron-Érié Source ponctuelle 707
Corridor Huron-Érié Source diffuse 906
Bassin ouest Atmosphérique 74
Bassin ouest Source ponctuelle 283
Bassin ouest Source diffuse 2 832
Bassin central Atmosphérique 307
Bassin central Source ponctuelle 369
Bassin central Source diffuse 1 505
Bassin est Atmosphérique 123
Bassin est Source ponctuelle 149
Bassin est Source diffuse 1 151

Remarque : Les valeurs sont arrondies au nombre entier le plus proche. Les totaux peuvent ne pas correspondre à la somme des chiffres en raison de l'arrondissement.

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Comment cet indicateur est calculé

Remarque : Les sources ponctuelles comprennent les effluents des usines de traitement des eaux usées municipales et les effluents industriels. Les sources diffuses comprennent l'agriculture et le ruissellement des eaux pluviales urbaines. Les dépôts atmosphériques désignent le phosphore qui est déposé directement dans le lac à partir de l'air. Le bassin versant du corridor Huron‑Érié comprend des apports du lac Huron, les sources ponctuelles et diffuses et les dépôts atmosphériques dans le bassin versant.
Source :
Environnement et Changement climatique Canada (2020).

Sources canadiennes

Charge en phosphore provenant de sources canadiennes dans le lac Érié

Aperçu des résultats

  • La charge en phosphore dans le lac Érié provient principalement de sources diffuses, comme l'agriculture et le ruissellement des eaux pluviales urbaines.
  • Les sources diffuses comptaient pour 77 % de la charge en phosphore en 2018, comparativement au sommet de 85 % en 2014.Note de bas de page 1 
  • La charge en phosphore provenant de sources non ponctuelles varie beaucoup d'une année à l'autre et est plus élevée pendant les années humides que pendant les années sèches.

Estimations de la charge en phosphore dans le lac Érié par source, Canada, 2008 à 2018

Estimations de la charge en phosphore dans le lac Érié par source, Canada, 2008 à 2018 (voir le tableau de données ci-dessous pour la description longue)
Tableau de données pour la description longue 
Estimations de la charge en phosphore par source dans le lac Érié, Canada, 2008 à 2018
Année Charge en phosphore total provenant de sources ponctuelles
(tonnes par année)
Charge en phosphore total provenant de sources diffuses
(tonnes par année)
Charge en phosphore total provenant de dépôts atmosphériques
(tonnes par année)
Charge en phosphore total provenant du lac Huron
(tonnes par année)
Charge en phosphore total provenant de toutes les sources
(tonnes par année)
2008 186 799 444 161 1 590
2009 159 1 184 325 161 1 829
2010 133 342 206 161 842
2011 146 1 767 275 161 2 349
2012 131 644 154 161 1 088
2013 140 1 165 280 161 1 744
2014 143 1 751 175 161 2 230
2015 119 842 224 161 1 345
2016 126 550 217 161 1 053
2017 129 1 043 359 161 1 690
2018 125 1 382 296 161 1 963

Remarque : Les valeurs sont arrondies au nombre entier le plus proche. Les totaux peuvent ne pas correspondre à la somme des chiffres en raison de l'arrondissement.

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Comment cet indicateur est calculé

Remarque : La charge en phosphore total provenant de sources atmosphériques et du lac Huron a été réduite de moitié afin d'estimer approximativement les apports canadiens. La charge provenant du lac Huron est une estimation générée par des modèles. Pour de plus amples renseignements, veuillez consulter la section sur les sources des données et méthodes.
Source : Environnement et Changement climatique Canada (2020).

Les sources ponctuelles comprennent les effluents des usines de traitement des eaux usées municipales et les effluents industriels. Il s'agit de sources de phosphore pouvant être considérées comme sources uniques, par exemple un tuyau d'évacuation d'effluents dans un plan d'eau.

Les sources diffuses, aussi appelées sources non ponctuelles, comprennent l'agriculture et le ruissellement des eaux pluviales urbaines. Les sources diffuses de phosphore proviennent souvent des excès d'engrais et de fumier épandus sur le sol. Le ruissellement des eaux de pluie ou de la fonte des neiges ramasse et transporte ces polluants, puis les dépose dans les lacs et les cours d'eau.

La charge en phosphore provenant de sources diffuses était au plus bas en 2010, 2012 et 2016, ce qui coïncide avec les années de faibles précipitations dans le bassin du lac Érié.Note de bas de page 2

À propos des indicateurs

À propos des indicateurs

Ce que mesurent les indicateurs

Les indicateurs de la charge en phosphore dans le lac Érié font état des apports de phosphore total qui s'écoulent directement dans le lac Érié ou à partir de ses affluents. Parmi les apports figurent :

  • les dépôts atmosphériques;
  • les sources ponctuelles (par exemple, usines de traitement des eaux usées);
  • les sources non ponctuelles (principalement provenant du ruissellement agricole);
  • le lac Huron.

En l'absence d'activités de développement humain, les concentrations naturelles de phosphore sont relativement faibles. Les indicateurs fournissent des renseignements sur la quantité de phosphore s'écoulant dans le lac Érié qui résulte principalement des activités humaines.

Pourquoi ces indicateurs sont importants

L'eau douce saine est une ressource essentielle. Elle protège la biodiversité de la flore et de la faune aquatiques. Elle est utilisée pour la fabrication, la production d'énergie, l'irrigation, la baignade, la navigation, la pêche ainsi qu'à des fins domestiques (par exemple, boire, se laver). Une eau de qualité dégradée endommage la santé des écosystèmes d'eau douce, comme les cours d'eau, les lacs, les réservoirs et les milieux humides. Elle peut également perturber la pêche, le tourisme et l'agriculture, et faire augmenter les coûts de traitement selon les normes en matière d'eau potable. Lorsqu'il y a trop de phosphore dans l'eau, la croissance des algues et de certains types de bactéries qui y sont associées, appelées cyanobactéries, peut devenir excessive et nuisible. Les cyanobactéries peuvent libérer des substances nocives et, dans certains cas, tuer des animaux qui dépendent de l'eau. Elles peuvent également affecter la santé des humains s'ils y sont exposés. En se décomposant, les algues et les bactéries en excès peuvent également réduire la quantité d'oxygène disponible pour les poissons et d'autres animaux aquatiques.

Dans le cadre de l'Accord Canada–États-Unis relatif à la qualité de l'eau dans Grands Lacs, le Canada et les États-Unis ont convenu de réduire de 40 % par rapport aux niveaux de 2008 la charge en phosphore entrant dans le bassin ouest et le bassin central du lac Érié. Ils cherchent ainsi à réduire l'étendue de la prolifération d'algues nuisibles et toxiques et le nombre de zones appauvries en oxygène (hypoxie) afin de protéger la qualité de l'eau et la santé des écosystèmes. Pour le Canada, cela signifie une réduction de la charge en phosphore de 212 tonnes par année. Des études sont en cours pour appuyer l'élaboration d'une cible pour le bassin est du lac Érié.

Ces indicateurs visent à fournir des renseignements sur l'état du bassin du lac Érié et de l'environnement canadien.

Icône de la SFDD. Lacs et cours d'eau vierges.

Lacs et cours d'eau vierges

Ces indicateurs suivent le progrès de la Stratégie fédérale de développement durable 2019 à 2022 par rapport à la cible: atteindre et maintenir une réduction de 40 % de la charge annuelle de phosphore dans le lac Érié comparativement au niveau de référence de 2008 afin de respecter les cibles binationales (Canada–États-Unis) de contrôle du phosphore.

Plusieurs autres années de données sont nécessaires pour détecter une tendance globale claire de la charge en phosphore qui tient compte des variations du climat d'une année à l'autre.

Indicateurs connexes

Les indicateurs sur les Concentrations de phosphore dans les eaux au large des Grands Lacs, les Éléments nutritifs dans le lac Winnipeg et les Éléments nutritifs dans le fleuve Saint-Laurent font état des concentrations de phosphore total et d'azote total.

Les indicateurs sur la Qualité de l'eau des cours d'eau canadiens fournissent une mesure de la capacité de l'eau des rivières du Canada de soutenir les végétaux et les animaux.

L'indicateur sur l'Utilisation de pesticides et d'engrais chimiques par les ménages renseigne sur le nombre de Canadiens qui utilisent les pesticides et les engrais chimiques sur leur pelouse et dans leurs jardins.

Sources des données et méthodes

Sources des données et méthodes

Sources des données

Les données utilisées dans ces indicateurs proviennent de sources canadiennes et américaines, tant provinciales/des États que fédérales.

Les données sur la charge en phosphore proviennent de plusieurs sources canadiennes et américaines :

  • sources canadiennes :
    • Environnement et Changement climatique Canada;
    • ministère de l'Environnement, de la Protection de la nature et des Parcs de l'Ontario;
  • sources américaines :
    • United States Geological Survey (Commission géologique des États-Unis);
    • Heidelberg University (université Heidelberg);
    • Michigan Department of Environmental Quality (département de la Qualité de l'environnement du Michigan);
    • Ohio Environmental Protection Agency (Agence de protection de l'environnement de l'Ohio);
    • United States Environmental Protection Agency (Agence de protection de l'environnement des États-Unis).

Les données sont de divers types, y compris les rejets de sources ponctuelles (par exemple, effluents d'usines municipales de traitement des eaux usées municipales, effluents industriels), le régime hydrologique, la qualité de l'eau des affluents et les dépôts atmosphériques. La qualité de l'eau des affluents comprend les données des sites d'échantillonnage dans 10 affluents canadiens (Thames, Sydenham, Grand, Turkey, Big, Big Otter, Lynn, Kettle, Canard et Nanticoke). Les données sont associées aux 3 bassins du lac Érié : ouest, central et est. Elles permettent de préciser l'origine géographique générale des sources ponctuelles et des sources diffuses. L'origine géographique n'est pas précisée pour les dépôts atmosphériques et les apports du lac Huron, et, pour ces dernières sources, une attribution égale entre les États‑Unis et le Canada a été utilisée comme approximation.

Des fichiers de données détaillés sont accessibles sur le portail Données ouvertes du gouvernement du Canada.

Méthodes

Les données sur les rejets de sources ponctuelles, les dépôts atmosphériques et les sources diffuses (calculées à l'aide des débits d'eau et des données sur la qualité de l'eau) sont utilisées pour estimer la charge en phosphore dans le lac Érié.

La charge en phosphore est calculée en fonction de l'année hydrologique. Une année hydrologique diffère d'une année civile en ce sens qu'elle s'étend du 1er octobre d'une année donnée au 30 septembre de l'année suivante. On utilise couramment les années hydrologiques pour les calculs afin de tenir compte des précipitations tombant sous forme de neige à la fin de l'automne et en hiver et s'écoulant dans les eaux de fonte du printemps et de l'été suivants.

Les données sur les rejets de sources ponctuelles, sous forme de concentrations mensuelles moyennes de phosphore total dans les effluents et les débits connexes, ont été extraites des données sur la conformité des effluents tenues à jour par le ministère de l'Environnement, de la Protection de la nature et des Parcs de l'Ontario et de l'Agence de protection de l'environnement des États-Unis. Les concentrations de phosphore dans les affluents sont fondées sur les données de surveillance de la qualité de l'eau du ministère de l'Environnement, de la Protection de la nature et des Parcs de l'Ontario, d'Environnement et Changement climatique Canada, de la Commission géologique des États-Unis, d'agences d'État américains et de l'Université Heidelberg. Les données sur les dépôts atmosphériques ont été extraites sous forme de valeurs mensuelles des quantités de précipitations et de concentrations de phosphore total d'Environnement et Changement climatique Canada. Les données sur les débits ont été obtenues sous forme de données sur les rejets quotidiens moyens provenant du National Water Inventory System (système national d'inventaire des ressources hydriques) de la Commission géologique des États-Unis et de données hydrométriques provenant de Relevés hydrologiques du Canada et tenues à jour par Environnement et Changement climatique Canada.

Pour toutes les sources, la charge en phosphore est estimée en multipliant la concentration (par exemple, kilogrammes de phosphore par litre d'eau) par le débit (par exemple, mètres cubes d'eau par jour). La charge totale dans le lac est la somme des dépôts atmosphériques, des apports provenant du lac Huron ainsi que des apports des sources ponctuelles et diffuses qui s'écoulent directement dans le lac ou à partir d'affluents.

La charge en phosphore de 2008 à 2018 est estimée à l'aide de la version 1.3.1 de l'outil d'évaluation de charge pour le lac Érié, qui est fondé sur le processus et les méthodes utilisés par Maccoux et al. (2016). Les données antérieures à 2008 ont été calculées manuellement à l'aide de la même méthode de multiplication de la concentration par le débit décrite dans Maccoux et al. (2016). Les zones non surveillées du bassin versant ont été estimées à l'aide de l'approche de rejet par unité de surface, où la charge par kilomètre carré est calculée à l'aide des données d'un bassin versant surveillé adjacent. Les zones non surveillées sont habituellement de petits affluents qui se déversent directement dans le lac.

Les apports de phosphore du lac Huron sont estimés à partir de modèles en partant du principe que les apports du lac Huron sont relativement stables d'une année à l'autre.

Pour obtenir plus de détails sur les méthodes et les calculs utilisés, voir Maccoux et al. (2016).

Mises en garde et limites

L'indicateur est fondé sur les concentrations de phosphore total seulement. Les concentrations de phosphore total peuvent comprendre des proportions différentes de phosphore réactif, soluble et biodisponible, qui a la plus grande incidence en termes de prolifération d'algues et d'eutrophisation. L'indicateur et les données utilisés dans le présent rapport ne conviennent pas à l'évaluation de la charge en phosphore réactif soluble.

Les apports de phosphore du lac Huron sont estimés à partir de modèles, puis appliqués toutes les années. Cette méthode d'estimation des apports du lac Huron est fondée sur l'hypothèse selon laquelle les apports de phosphore en provenance du lac Huron sont relativement stables d'une année à l'autre. Des études récentes sur le corridor Huron‑Érié donnent à penser que les apports provenant du lac Huron varient davantage que ce qui était présumé auparavant. Les méthodes sont à l'étude.

Les facteurs climatiques, comme les précipitations ou les sécheresses, influent grandement sur la quantité de phosphore qui entre dans un plan d'eau. Étant donné la variabilité annuelle, une période plus longue est nécessaire pour déterminer une tendance statistiquement significative de la charge en phosphore. Par conséquent, il faut faire preuve de grande prudence au moment d'établir des comparaisons entre les années et d'estimer les tendances.

Ressources

Ressources

Références

Environnement et Changement climatique Canada et United States Environmental Protection Agency (2017) État des Grands Lacs 2017 – Rapport technique. Éléments nutritifs et algues. No cat. En161‐3/1E‐PDF. EPA 905‐R‐17‐001. Consulté le 27 novembre 2019.

Maccoux MJ, Dove A, Backus SM and Dolan DM (2016) Total and soluble reactive phosphorus loadings to Lake Erie : A detailed accounting by year, basin, country, and tributary. Journal of Great Lakes Research 42(6):1151 à 1165. Consulté le 27 novembre 2019.

Renseignements connexes

Accord Canada–États-Unis relatif à la qualité de l'eau dans Grands Lacs

Accord Canada-Ontario concernant la qualité de l'eau et la santé de l'écosystème des Grands Lacs

Protection des Grands Lacs

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