Éléments nutritifs dans le fleuve Saint-Laurent

Aperçu des résultats

• Au cours de la période de 2021 à 2023 :^{Note de bas de page 1} 
  • les concentrations de phosphore et d’azote étaient supérieures aux recommandations à la plupart des stations de surveillance;
  • l’état concernant l’azote a été jugé « mauvais » à 6 stations, « satisfaisant » à 4 stations et « bon » à 3 stations;
  • l’état concernant le phosphore a été jugé « mauvais » à 5 stations, « satisfaisant » à 3 stations et « bon » à 5 stations.

État de dépassement des concentrations de phosphore total et d’azote total pour la période de 2021 à 2023 dans le fleuve Saint-Laurent, au Canada

Comment cet indicateur est calculé

Remarque : Pour les besoins de cet indicateur, les recommandations sont de 0,03 mg P/L pour le phosphore et de 0,65 mg N/L pour l’azote. Pour de plus amples renseignements sur les recommandations et les catégories de qualité de l’eau, se référer à la section Sources des données et méthodes.
Source : Environnement et Changement climatique Canada (2023)

Les concentrations de phosphore et d’azote dans le fleuve Saint-Laurent sont influencées par le débit du fleuve et par diverses activités humaines le long de son cours. Juste en aval de Montréal, à Lavaltrie, les concentrations de phosphore et d’azote supérieures aux recommandations en matière de qualité de l’eau au cours de la période de 2021 à 2023 sont attribuables au rejet d’eaux usées municipales dans le fleuve. Plus en aval, les affluents qui drainent des régions agricoles transportent des concentrations élevées de phosphore et d’azote en raison des engrais chimiques et du fumier utilisés pour la croissance des plantes cultivées. Ces niveaux élevés de nutriments contribuent à la prolifération d’algues nuisibles.^{Note de bas de page 2}  En amont de la ville de Québec, les concentrations de phosphore et d’azote sont plus faibles parce que les eaux des affluents qui drainent la rive nord, comme celui de la station de Carillon, traversent une zone plus boisée que celles de la rive sud du fleuve.

Pour cet indicateur, l’état des éléments nutritifs à une station de surveillance est considéré comme « bon » lorsque le phosphore total ou l’azote total dépassent les recommandations en matière de qualité de l’eau dans moins de 10 % des échantillons. La limite de 10 % permet à un échantillon par an de dépasser la recommandation. Dans les rivières, les concentrations de phosphore total et d’azote total dépassent souvent les recommandations lorsque les niveaux d’eau sont élevés, une situation qui s’observe principalement lors de la fonte des neiges au printemps. Lorsque 10 à 50 % des échantillons dépassent les recommandations, l’état des éléments nutritifs est considéré comme « satisfaisant ». En revanche, l’état est considéré comme « mauvais » si plus de 50 % des échantillons dépassent les recommandations en matière de qualité de l’eau.

Cinq (5) stations recueillent des données sur la qualité de l’eau depuis 2010 : île Wolfe, Carillon, Lavaltrie, Saint-François et Québec.

Aperçu des résultats

• Au cours de la période de 2010 à 2023, les états annuels les plus souvent observés en ce qui concerne le phosphore sont les suivants :
  • « bon » à la station de l’île Wolfe;
  • « satisfaisant » aux stations de Saint-François et de Carillon;
  • « mauvais » aux stations de Lavaltrie et de Québec.
• Au cours de la même période, les états annuels les plus souvent observés en ce qui concerne l’azote sont les suivants :
  • « satisfaisant » aux stations de Carillon et de l’île Wolfe;
  • « satisfaisant » ou « mauvais » à la station de Québec;
  • « mauvais » pour toutes les années aux stations de Lavaltrie et de Saint-François.

Concentrations annuelles de phosphore dans les échantillons de 5 stations de surveillance de la qualité de l’eau le long du fleuve Saint-Laurent, de 2010 à 2023

Comment cet indicateur est calculé

Remarque : Cette figure présente une synthèse des concentrations annuelles de phosphore enregistrées à une station de surveillance donnée, chaque année de 2010 à 2023. Chaque point correspond à un échantillon dont la concentration de phosphore (en mg P/L) a été consignée au cours d’une année donnée. Pour de plus amples renseignements sur les recommandations et les catégories de qualité de l’eau, se référer à la section Sources des données et méthodes. Les échantillons de l’embouchure de la rivière Saint-François ont été prélevés de mai à septembre seulement entre 2010 et 2020.
Source : Environnement et Changement climatique Canada (2023)

Sur les 5 stations de surveillance à long terme, seule celle de l’île Wolfe présente un état du phosphore constamment bon depuis 2018, ce qui signifie que les concentrations de phosphore dépassent les recommandations sur la qualité de l’eau dans moins de 10 % des échantillons chaque année. L’état du phosphore aux stations de Carillon et de Saint‑François a été jugé satisfaisant la plupart des années (c'est-à-dire que 10 % à 50 % des échantillons par année dépassaient les recommandations), et l’état du phosphore des stations de Lavaltrie et de Québec a été jugé mauvais la plupart des années (c'est-à-dire que plus de 50 % des échantillons par année dépassaient les recommandations).

Une analyse des tendances fondée sur les concentrations moyennes annuelles de phosphore entre 2010 et 2023 a montré une légère tendance à la baisse (-0,001 mg P/L par année) à la station de Lavaltrie et une tendance stable (ni à la hausse ni à la baisse) à la station de Saint-François. Aucune tendance statistiquement significative n’a été observée aux autres stations.

Concentrations annuelles d’azote dans les échantillons de 5 stations de surveillance de la qualité de l’eau le long du fleuve Saint-Laurent, de 2010 à 2023

Comment cet indicateur est calculé

Remarque : Cette figure présente une synthèse des concentrations annuelles d’azote enregistrées à une station de surveillance donnée, chaque année de 2010 à 2023. Chaque point correspond à un échantillon dont la concentration d’azote (en mg N/L) a été consignée au cours d’une année donnée. Pour de plus amples renseignements sur les recommandations et les catégories de qualité de l’eau, se référer à la section Sources des données et méthodes. Les échantillons de l’embouchure de la rivière Saint-François ont été prélevés de mai à septembre seulement entre 2010 et 2020.
Source : Environnement et Changement climatique Canada (2023)

Aucune station ne présente un état de l’azote considéré comme bon pour une majorité d’années. Les stations auxquelles on a observé le plus d’années avec un état satisfaisant sur le plan de l’azote sont celles de Carillon et de l’île Wolfe, tandis qu’à la station de Québec, l’état fut satisfaisant pour la moitié des années et mauvais pour les autres. Aux stations de Lavaltrie et de Saint-François, l’état de l’azote était mauvais pour toutes les années.

Aucune tendance significative n’a été observée dans les concentrations d’azote.

À propos des indicateurs

Ce que mesure l’indicateur

L’indicateur rend compte de l’état des concentrations de phosphore total et d’azote total le long du fleuve Saint-Laurent. Les états sont classés en fonction de la fréquence à laquelle ces concentrations dépassent leurs recommandations respectives en matière de qualité de l’eau.

L’indicateur repose sur l’hypothèse selon laquelle l’eau du fleuve Saint-Laurent dépasserait rarement les recommandations de qualité de l’eau sur le phosphore et l’azote en l’absence d’activités humaines. Il renseigne donc sur la manière dont ces activités contribuent aux concentrations de phosphore et d’azote dans le fleuve. Plus les dépassements des recommandations en matière de qualité de l’eau sont fréquents, plus le risque pour la santé du fleuve Saint-Laurent est élevé. L’analyse des tendances du phosphore et de l’azote produit des renseignements sur l’évolution des concentrations dans le temps.

Pourquoi cet indicateur est important

Une eau douce saine constitue une ressource essentielle. Elle permet d’assurer la protection de la biodiversité aquatique, tant floristique que faunique. Elle est aussi utilisée dans la fabrication de produits, la production d’énergie, l’irrigation, la baignade, la navigation, la pêche et certaines activités domestiques (par exemple, la consommation d’eau potable et le lavage). Une qualité d’eau dégradée peut nuire à la santé des écosystèmes d’eau douce, comme les rivières, les lacs, les réservoirs et les milieux humides. Elle peut aussi perturber les activités économiques comme la pêche, le tourisme et l’agriculture, en plus de contribuer à l’augmentation des coûts de traitement visant le respect des normes de qualité de l’eau potable. Lorsque les concentrations de phosphore et d’azote dans l’eau sont trop élevées, la croissance des végétaux aquatiques peut devenir excessive et nuisible. La décomposition de la matière végétale en excès peut réduire la quantité d’oxygène disponible pour les poissons et les autres animaux aquatiques. De fortes concentrations d’éléments nutritifs favorisent la prolifération d’algues toxiques, qui peuvent entraîner la mort des animaux qui utilisent cette eau, en plus de nuire à la santé humaine. À l’inverse, une carence en phosphore ou en azote freine la croissance des plantes requises pour soutenir le réseau trophique du cours d’eau, ce qui peut causer une diminution des populations de poissons et nuire à la pêche locale.

Le phosphore et l’azote présents dans les engrais chimiques atteignent le fleuve par des mécanismes d’érosion, le lessivage des zones urbaines, le ruissellement sur les terres agricoles, les rejets d’eaux usées municipales et industrielles, et la pollution atmosphérique. Au fil du temps, les concentrations excessives de phosphore et d’azote dans le fleuve peuvent en perturber le réseau trophique.

Le présent indicateur sert à renseigner sur l’état du fleuve Saint-Laurent. La surveillance continue des concentrations de phosphore et d’azote permet aux gouvernements et aux citoyens d’être conscients d’un aspect important de l’état environnemental du fleuve.

Initiatives connexes

Cet indicateur contribue aux Objectifs de développement durable du Programme de développement durable à l’horizon 2030. Il est lié à l’objectif 6 sur l’eau propre et l’assainissement, et à la cible 6.3 : « D’ici à 2030, améliorer la qualité de l’eau en réduisant la pollution, en éliminant l’immersion de déchets et en réduisant au minimum les émissions de produits chimiques et de matières dangereuses, en diminuant de moitié la proportion d’eaux usées non traitées et en augmentant considérablement à l’échelle mondiale le recyclage et la réutilisation sans danger de l’eau. »

L'indicateur est proposé pour contributer à la production de rapports sur la cible 7 de l'ébauche de la Stratégie nationale 2030 pour la biodiversité du Canada : « Pollution et biodiversité. » Cette cible est en lien avec le Cadre mondial de la biodiversité de Kunming-Montréal (pdf; 394 ko), cible 7: « Réduire les risques de pollution et l'impact négatif de la pollution de toutes sources, d'ici à 2030, à des niveaux qui ne sont pas nuisibles à la biodiversité et aux fonctions et services des écosystèmes, en tenant compte des effets cumulatifs, notamment en réduisant de moitié au moins l'excès de nutriments perdus dans l'environnement, y compris par un cycle et une utilisation plus efficaces des nutriments ; en réduisant de moitié au moins le risque global lié aux pesticides et aux produits chimiques hautement dangereux, y compris par la lutte intégrée contre les ravageurs, fondée sur des données scientifiques, en tenant compte de la sécurité alimentaire et des moyens de subsistance ; et également en prévenant, en réduisant et en s'efforçant d'éliminer la pollution plastique. »

Indicateurs connexes

Les indicateurs de la Qualité de l’eau des cours d’eau canadiens fournissent une mesure de la capacité des cours d’eau du Canada à maintenir la flore et la faune.

Les indicateurs portant sur les Concentrations de phosphore dans les eaux au large des côtes des Grands Lacs et sur les Éléments nutritifs dans le lac Winnipeg rendent compte des concentrations de phosphore total et d’azote total dans ces 2 écosystèmes.

L’indicateur sur 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.

L’indicateur sur le Traitement des eaux usées municipales permet de mesurer le niveau de traitement des eaux usées offert à la population canadienne.

Sources des données et méthodes

Sources des données

Les données sur le phosphore total et l’azote total ont été obtenues auprès du programme de surveillance de la qualité de l’eau douce d’Environnement et Changement climatique Canada. Les données sont accessibles sur les pages suivantes du site de données ouvertes du gouvernement fédéral : données de monitoring de la qualité de l’eau à long terme du bassin du fleuve Saint-Laurent et données de surveillance et de monitoring pour les chenaux interlacustres des Grands Lacs.

Méthodes

L’état des concentrations de phosphore et d’azote à chaque station de surveillance a été calculé en fonction de la fréquence à laquelle ces concentrations dépassaient les recommandations en matière de qualité de l’eau. L’état à une station de surveillance est considéré comme « bon » lorsque la concentration d’azote dépasse la recommandation de 0,65 mg N/L dans moins de 10 % des échantillons. L’état est jugé « satisfaisant » lorsque la recommandation est dépassée dans 10 % à 50 % des échantillons. L’état est considéré comme « mauvais » lorsqu’un dépassement de la recommandation se produit dans plus de 50 % des échantillons.

Aux stations où plus de 10 ans de données ont été cumulées (île Wolfe, Carillon, Lavaltrie, Saint-François et Québec), un test de Mann-Kendall avec pente de Sen a été utilisé pour déceler la présence d’une tendance statistiquement significative à la hausse ou à la baisse du phosphore total et de l’azote total au cours des 13 dernières années.^{Note de bas de page 3} 

Changements récents

6 stations ont été mises hors service en 2019 et en 2020 : Saint-Maurice, Saint-François, Nicolet, Bécancour, Yamaska et Richelieu. 9 stations ont été ajoutées en mai 2022 : Cornwall, Châteaugay, Îles-de-Boucherville, île Sainte-Thérèse, lac Saint-Pierre Nord, lac Saint-Pierre Sud, Saint-François, île d’Orléans et Bécancour Sud. Il est à noter que la station QU02OF3004 à Saint-François a été retirée et déplacée vers une nouvelle station (QU02OF3005), mais pour les besoins de cet indicateur, ces 2 stations sont considérées comme une seule.

Dans la version précédente de l’indicateur, toutes les stations de surveillance (10) répondaient aux exigences minimales en matière de données pour l’analyse des tendances du phosphore et de l’azote. Dans la version actuelle, seules les stations qui n’ont pas été retirées en 2019 et 2020 (île Wolfe, Carillon, Lavaltrie et Québec) ainsi que la station de Saint-François répondent à ces exigences. Se reporter à la section Méthodes pour de plus amples renseignements sur l’analyse des tendances.

Dans la version précédente de l’indicateur, la recommandation sur l’azote utilisée était de 0,63 mg N/L. Cette recommandation a été mise à jour à 0,65 mg N/L dans la version actuelle. Pour de plus amples précisions sur la méthodologie utilisée dans le calcul de la recommandation sur l’azote pour la période de 2021 à 2023, consulter l’annexe A.

Dans la version précédente de l’indicateur, les tendances dans le temps étaient présentées dans un diagramme en boîte. La version actuelle présente plutôt ces tendances au moyen d’une figure qui indique la concentration de chaque échantillon prélevé au fil du temps.

Dans la version précédente de l’indicateur, 12 échantillons par an étaient analysés au moyen d’un test saisonnier de Kendall pour déterminer les tendances. Dans la version actuelle, les tendances sont déterminées à partir de la valeur moyenne de chaque année au moyen de la pente de Sen afin de tenir compte des données aberrantes.

Mises en garde et limites

L’indicateur témoigne de l’état de la qualité de l’eau du fleuve Saint-Laurent en fonction des concentrations de phosphore total et d’azote total. Ces concentrations ne présentent pas l’effet des déversements ou d’autres événements transitoires, à moins qu’ils ne soient fréquents ou de longue durée.

Il convient d’être prudent lorsque l’on compare ces indicateurs avec des indicateurs similaires pour les lacs. Dans les rivières, les concentrations de phosphore total sont influencées par les particules en suspension dans l’eau, qui augmentent lors des épisodes de fort débit. Les concentrations élevées d’azote total sont le résultat d’un ruissellement important lié aux précipitations, qui retire l’azote des sols. Cette situation est différente dans les écosystèmes lacustres, puisque, généralement, les particules en suspension se déposent au fond. Il demeure toutefois raisonnable de comparer les systèmes lacustres et fluviaux, à condition que les méthodes utilisées pour déterminer les catégories de qualité de l’eau soient claires.

Ressources

Références

Conseil canadien des ministres de l’environnement (2016). Guide pour l’élaboration de recommandations sur les éléments nutritifs dans les cours d’eau (PDF; 1,95 Mo). Consulté le 19 novembre 2023.

Chambers PA, Guy M, Dixit SS, Benoy GA, Brua RB, Culp JM, McGoldrick D, Upsdell BL et Vis C (2009). Nitrogen and Phosphorus Standards to Protect the Ecological Condition of Canadian Streams, Rivers and Coastal Waters (en anglais seulement). Rapport de synthèse n^o 11 de l’Initiative nationale d’élaboration de normes agroenvironnementales Environnement Canada. Gatineau (Québec) 79 p.

Gouvernement du Canada (2008). Document technique à l’intention des praticiens de l’indicateur de la qualité de l’eau chargés de faire rapport dans le cadre de l’initiative des Indicateurs canadiens de durabilité de l’environnement (ICDE) de 2008. Environnement et Changement climatiques Canada et Statistique Canada. Consulté le 19 novembre 2023.

Goyette JO Bennet EM, Howarth RW et Maranger R. (2016). Changes in anthropogenic nitrogen and phosphorus inputs to the St. Lawrence sub-basin over 110 years and impacts on riverine export (en anglais seulement). Global Biogeochemical Cycles 30(7): 1000-1014. Consulté le 26 mars 2024.

Hudon C, Gagnon P, Rondeau M, Hébert S, Gilbert D, Hill B, Patoine M et Starr M (2017). Hydrological and biological processes modulate carbon, nitrogen and phosphorus flux from the St. Lawrence River to its estuary (Quebec, Canada) (en anglais seulement). Biogeochemistry 135:251-276. Consulté le 19 novembre 2023.

Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (2009). Critères de qualité de l’eau de surface : phosphore total (en P). Consulté le 19 novembre 2023.

Ministère de l’Environnement et de l’Énergie de l’Ontario (1994). Water Management Policies, Guidelines, Provincial Water Quality Objectives (en anglais seulement). Consulté le 19 novembre 2023.

[U.S. EPA] United States Environmental Protection Agency (2000a) Nutrient Criteria Technical Guidance Manual: Rivers and Streams (en anglais seulement). N^o de rapport : EPA-822-B-00-002. Consulté le 19 novembre 2023.

[U.S. EPA] United States Environmental Protection Agency (2000b). Ecoregional Nutrient Criteria Documents for Rivers and Streams: Mostly Glaciated Dairy Region (PDF; 331 ko) (en anglais seulement). N^o de rapport : EPA-822-B-00-018. Consulté le 19 novembre 2023.

[U.S. EPA] United States Environmental Protection Agency (2001) Ecoregional Nutrient Criteria Documents for Rivers and Streams in Nutrient Ecoregion VIII: Nutrient-Poor, Largely Glaciated Upper Midwest and Northeast (PDF; 2,53 MB) (en anglais seulement). N^o de rapport : EPA-822-B-01-015. Consulté le 19 novembre 2023.

Renseignements connexes

Environnement et changement climatique Canada (2015). Phosphorus in aquatic ecosystems (en anglais seulement). Consulté le 19 novembre 2023.

Gouvernements du Canada et du Québec (2015). Plan d’action Saint-Laurent 2011-2026. Consulté le 19 novembre 2023.

Environnement et Changement climatique Canada (2017). Fleuve Saint-Laurent : du phosphore à l’embouchure de tributaires du lac Saint-Pierre. Consulté le 19 novembre 2023.

Annexe A. Une recommandation sur l’azote total pour protéger les conditions écologiques du Saint-Laurent

Ni le gouvernement de l’Ontario, ni celui du Québec, ni le Conseil canadien des ministres de l’environnement (CCME) ne disposent d’une recommandation en matière de qualité de l’eau sur l’azote total. Afin d’élaborer une recommandation pour l’indicateur, des recherches et des analyses ont été effectuées en suivant l’approche des sources de données multiples décrite dans le Guide pour l’élaboration de recommandations sur les éléments nutritifs dans les cours d’eau du CCME (PDF; 1,95 Mo). Selon cette approche, un certain nombre d’étapes consécutives sont recommandées pour formuler une recommandation finale. Un résumé des principales étapes suivies pour élaborer la recommandation de 0,65 mg d’azote par litre aux fins du calcul des indicateurs sur les éléments nutritifs dans le fleuve Saint-Laurent est présenté ci-dessous.

Il est important de noter que cette recommandation a été conçue pour être utilisée dans le cadre de cet indicateur et qu’elle peut ne pas inclure toutes les données possibles. Si une recommandation officielle sur l’azote total est élaborée pour le fleuve Saint-Laurent, elle remplacera la recommandation obtenue selon la présente méthode.

Étape 1. Définition de la région d’intérêt

Pour les besoins des indicateurs et de l’analyse effectuée, le fleuve Saint-Laurent est défini comme le cours qui s’étend de la sortie du lac Ontario, à l’île Wolfe, jusqu’à la ville de Québec.

Description du site

Le fleuve Saint-Laurent est un très grand fleuve qui draine un bassin hydrographique de 1 610 000 km². Il est situé dans l’écorégion des basses terres du Saint-Laurent de l’écozone des plaines à forêts mixtes. Environ 60 % de la région est constituée de terres agricoles cultivées de manière intensive, sur lesquelles prédominent des systèmes de production laitière et d’agriculture mixte. L’aménagement urbain y est également important. L’utilisation des terres est de plus en plus intensive, et les charges en éléments nutritifs tendent à augmenter dans les ruisseaux et les rivières. Le climat de l’écorégion des basses terres du Saint-Laurent est de type continental humide, avec des hivers très froids et des étés très chauds. Les rivières des régions humides ont tendance à contenir plus d’eau, toute l’année.

Le fleuve s’est formé vers la fin de la dernière période glaciaire lorsque des failles ont entraîné l’enfoncement de la zone environnante (une vallée de rift), qui a ensuite été inondée par l’eau de l’océan Atlantique. Il forme une grande partie du contour sud-ouest du Bouclier canadien au Québec.

Étape 2. Établissement des résultats souhaités et choix des variables

L’objectif de cette recommandation sur l’azote est de prévenir l’eutrophisation du fleuve et du golfe du Saint-Laurent causée par l’azote total.

Étape 3. Classification des cours d'eau          

Le fleuve Saint-Laurent est un très vaste écosystème fluvial. Dans ce type de systèmes, les relations entre les communautés aquatiques et les éléments nutritifs peuvent être perturbées par des facteurs physiques qui exercent leur influence dans le temps et l’espace à l’échelle locale. Cette influence s’exerce aussi tout au long du continuum de taille des rivières, des petits ruisseaux aux grands fleuves. La qualité de l’eau des ruisseaux est plus sensible à des changements hydrologiques soudains que celle des rivières, et l’abondance et la composition des communautés végétales et animales varient en fonction de la taille des cours d’eau. C’est pourquoi il est nécessaire d’établir des normes distinctes pour chaque rivière afin d’en protéger les conditions écologiques.

Comme il était nécessaire d’avoir une valeur unique à l’ensemble du fleuve pour permettre la comparaison entre les stations, celui-ci n’a pas été divisé en sous-régions distinctes pour l’établissement de la présente recommandation.

Étape 4. Collecte et analyse des données

Les données sur le phosphore total et l’azote total ont été obtenues auprès du programme de surveillance de la qualité de l’eau douce d’Environnement et Changement climatique Canada.

Tendances spatiales observées dans les données (figure B.1; tableau B.3) :

• Les concentrations d’azote total dans le fleuve tendent à être plus faibles en été et plus élevées en hiver.
• Les concentrations d’azote total augmentent entre l’île Wolfe et Lavaltrie, puis diminuent à la station de Québec.
  • Les concentrations d’azote total à Lavaltrie sont influencées par les effluents d’eaux usées de la région de Montréal.

Figure A.1. Données sur l’azote total pour 4 stations de surveillance de la qualité de l’eau du fleuve Saint-Laurent, 2010 à 2023.

Remarque : Cette figure présente une synthèse des concentrations d’azote mesurées aux stations de surveillance de l’île Wolfe, de Carillon, de Lavaltrie et de Québec, de 2010 à 2023. Les stations sont présentées d’ouest en est, de l’île Wolfe à Québec.
Source : Environnement et Changement climatique Canada (2023)

Étape 5. Analyse documentaire

Des valeurs recommandées existantes pour le fleuve Saint-Laurent ont été trouvées dans des publications scientifiques et des documents parallèles. Les exemples suivants sont les plus applicables.

Chambers et al. 2009

Des normes de performance idéales pour les rivières moyennes et grandes drainant des régions agricoles au Canada ont été élaborées à partir de deux lignes d'analyse de données. La première consistait à déterminer approximativement des concentrations d'éléments nutritifs de fond en calculant les 25e centiles du phosphore total et de l'azote total selon la méthodologie des critères pour les éléments nutritifs de la United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA 2000a). La seconde méthode consistait à explorer les liens entre le phosphore total et l'azote total et la biomasse algale, soit benthique ou sestonique, exprimée en chlorophylle a, à l'aide d'une régression linéaire multiple séquentielle sur les données transformées en log₁₀.

L'analyse a donné une concentration d'azote total recommandée de 0,63 mg N/L pour les grands cours d'eau des Plaines à forêts mixtes. Chambers et al. ont aussi recommandé des normes de performance idéales de 0,100 mg N/L pour l'azote total pour les eaux côtières de l'Île-du-Prince-Édouard. Cette valeur est 6 fois inférieure aux concentrations actuellement observées à Québec.

Mises en garde

Les cours d'eau dont la superficie du bassin hydrographique est supérieure à 10 000 km² ont été jugés trop grands pour être inclus dans l'analyse.

Les méthodes différaient de celle de la U.S. EPA en utilisant uniquement les 25e centiles pour 2 raisons. D'abord, étant donné la quantité de données dans la base de données sur l'eau douce et le nombre de sources disparates des données, Chambers et al. (2009) n'ont pu déterminer si un site pouvait être considéré comme une référence ou un site à faible impact. Ensuite, les données provenaient de cours d'eau drainant des zones agricoles, ce qui signifiait qu'ils étaient, par définition, affectés. Chambers et al. (2009) se sont aussi écartés de la méthode de la U.S. EPA en analysant des données sur de grands cours d'eau recueillies pendant une période de 20 ans, entre 1985 et 2005, plutôt que la période recommandée de 10 ans.

Environmental Protection Agency des États-Unis (U.S. EPA, 2000b)

Les critères écorégionaux de l’EPA en matière d’éléments nutritifs visent à lutter contre l’eutrophisation causée par les cultures. Ces critères, ou recommandations, sont calculés de manière empirique pour représenter les conditions des eaux de surface qui sont peu touchées par les activités humaines et qui sont sans danger pour la vie aquatique et les usages récréatifs.

Le document présente les critères recommandés par l’EPA concernant l’azote total dans les rivières et les ruisseaux de l’écorégion d’éléments nutritifs VII (région laitière principalement glaciaire), établis selon les procédures décrites dans le guide technique (U.S. EPA, 2000a). Les critères des conditions de référence s’appuient sur les 25e percentiles de l’ensemble des données sur les éléments nutritifs, y compris une comparaison des conditions de référence de l’écorégion globale par rapport à celles des sous-écorégions.

L’analyse a permis de suggérer des recommandations sur l’azote total pour l’ensemble de l’écorégion, ainsi que pour les sous-écorégions les plus proches du fleuve Saint-Laurent (tableau A.1).

Mises en garde

Les critères sur les éléments nutritifs sont calculés uniquement pour les cours d’eau accessibles à gué aux États-Unis, dont les bassins hydrographiques sont généralement beaucoup plus petits que 10 000 km².

United States Environmental Protection Agency 2001

L’analyse présentée dans ce document est la même que celle de l’écorégion d’éléments nutritifs VII (U.S. EPA, 2000b), sauf qu’elle porte sur l’écorégion d’éléments nutritifs VIII, à savoir le Haut-Midwest et le nord-est largement glaciaires et pauvres en éléments nutritifs) (tableau A.2).

Étape 6. Collecte et analyse des données

Les techniques de calcul des recommandations suivantes ont été appliquées aux données des quatre stations de surveillance de la qualité de l’eau du fleuve Saint-Laurent. L’EPA recommande d’effectuer l’analyse avec 10 ans de données, mais au moment du calcul, on ne disposait que de six années de données pour le fleuve Saint-Laurent.

United States Environmental Protection Agency 2000a

Pour calculer les critères relatifs aux éléments nutritifs, l’EPA recommande d’utiliser le 75e percentile de 10 années de données de surveillance provenant de sites de référence ou de sites faiblement touchés par les activités humaines. En l’absence de données de référence adéquates, les calculs peuvent être effectués en se servant du 25e percentile de l’ensemble des sites de surveillance (tableau A.3).

Pour l’analyse du 25e percentile dans le fleuve Saint-Laurent, toutes les données sur l’azote total de chaque station ont été combinées en une valeur médiane unique pour chaque saison. Le 25e percentile de ces médianes a ensuite été calculé pour chaque saison (tableau A.3). La valeur médiane des 4 valeurs de 25e percentile saisonnier est considérée comme la norme. Le résultat de cette analyse est une recommandation sur l’azote de 0,65 mg N/L (tableau A.4).

La U.S. EPA suggère également d’établir des critères à partir de tronçons de référence. Pour cette approche, elle recommande d’utiliser le 75^e percentile de la distribution de fréquence des éléments nutritifs aux sites de référence. Comme Carillon est la station la plus en amont,^{Note de bas de page 8}  elle peut être considérée comme le site de référence pour l’ensemble des données, même si, techniquement, la qualité de son eau n’est pas dégradée, puisqu’elle est située à l’embouchure de la rivière des Outaouais. L’azote total y est à son niveau le plus bas jusqu’à ce que l’eau atteigne la ville de Québec. Le 75e percentile des concentrations d’azote total à Carillon est de 0,67 mg N/L (Tableau A.3).

Étape 7. Établissement des valeurs recommandées

En l’absence d’analyses plus détaillées pour évaluer la relation entre l’azote et la croissance des plantes aquatiques dans le fleuve Saint-Laurent, l’analyse présentée ici permet d’envisager une recommandation sur l’azote total. Sur la base des valeurs recommandées pour l’azote total résumées dans le tableau ci-dessous, les calculs réalisés à partir des données canadiennes pour la région aboutissent à une recommandation sur l’azote total comprise entre 0,63 mg et 0,67 mg d’azote par litre (tableau A.5). Le point médian de la fourchette, soit 0,65 mg/L, est la valeur utilisée pour calculer l’indicateur des éléments nutritifs dans le fleuve Saint-Laurent.