Annexe technique 1 dans le rapport annuel sur la surveillance des sables bitumineux de 2012 à 2013

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Annexe technique I : activités et résultats à ce jour

Pendant la phase de mise en œuvre, les progrès vers une surveillance environnementale accrue sont indiqués par rapport aux engagements figurant en annexe du Plan de mise en œuvre. Ils sont directement comparés contre l’engagement à l’annexe technique II du présent rapport.

Les activités de surveillance exercées en 2012 à 2013 dans le cadre du Plan visaient avant tout à approfondir notre compréhension des grandes questions suivantes :

 

Qualité de l’air

La surveillance des émissions de sources ponctuelles, de l’air ambiant et des dépôts atmosphériques permet un traitement complet de l’incidence des activités d’extraction du bitume sur la qualité de l’air. On peut ainsi évaluer les effets possibles sur la santé écosystémique et humaine. Le territoire d’observation est la région immédiate des sables bitumineux et les secteurs au vent et sous le vent en Alberta, dans les Territoires du Nord-Ouest, en Saskatchewan et au Manitoba en raison du caractère transfrontalier de la pollution atmosphérique et de l’étendue géographique prévue des répercussions possibles sur l’écosystème.

Les mesures de surveillance de la qualité de l’air s’appuient sur des réseaux de surveillance locaux et nationaux en place et sur des collaborateurs appartenant aux gouvernements du Canada et de l’Alberta, aux associations environnementales et aux organismes de surveillance régionaux, aux collectivités autochtones, à l’industrie et aux milieux universitaires. Le cadre de surveillance comporte une gamme diverse de stratégies visant à la compréhension et à la quantification des émissions atmosphériques dans la région des sables bitumineux, de leur transformation chimique dans l’atmosphère, de leur transport à grande distance et de leur dépôt dans l’environnement local et l’environnement régional (voir la figure qui suit).

La figure est une schéma simplifié décrivant les trajectoires des substances dans la région des sables bitumineux

Figure 1 - schéma simplifié décrivant les trajectoires des substances dans la région des sables bitumineux

Longue description de la figure 1

La figure 1 montre comment les substances d’origine naturelle et les substances produites par l’exploitation des sables bitumineux, dans la région des sables bitumineux, peuvent être transportées et se déposer dans l’environnement. Les flèches dans la figure indiquent que les substances d’origine naturelle ou produites par l’exploitation des sables bitumineux qui sont rejetées dans l’atmosphère peuvent être transportées par les courants atmosphériques et se déposer sur le sol, le couvert neigeux ou les plans d’eau. Les flèches montrent aussi que les substances qui se déposent sur le sol peuvent pénétrer dans le sol ou la matrice minérale et s’infiltrer dans les eaux souterraines. Les flèches pointant du système aquifère vers les eaux de surface montrent une voie que peuvent prendre ces substances. Des flèches semblables montrent comment les substances qui se sont déposées sur la neige peuvent s’infiltrer dans le sol ou s’écouler en surface vers les plans d’eau. Du côté droit du diagramme , des flèches montrent comment les eaux résiduaires de l’exploitation des sables bitumineux sont recueillies dans des bassins de résidus entourés de bermes conçues avec un système pour capter les eaux d’infiltration provenant du bassin de résidus. Les flèches pointant du bassin jusqu’aux bermes montrent comment les eaux d’infiltration vers les bermes sont captées et retournées dans le bassin de résidus. Les flèches partant du fond du bassin jusque dans le sol illustrent la possibilité que des eaux d’infiltration du bassin de résidus pénètrent dans le sol et la matrice minérale et qu’elles entrent ensuite dans le système aquifère où elles pourraient s’écouler jusqu’aux eaux de surface.

Au cours de  2012 à 2013, les activités de la qualité de l’air existantes ont été renforcées et amélioré :

Qualité de l’air ambiant

Les activités de surveillance de la qualité de l’air ambiant visent à faire comprendre quelles substances se trouvent dans l’atmosphère et à déterminer le sort atmosphérique des émissions des sables bitumineux (transport, transformation et dépôt).

Les données issues de cette surveillance sont essentielles à l’évaluation des effets cumulatifs des émissions des sables bitumineux sur la qualité de l’air, les dépôts atmosphériques et de l’écosystémique et de la santé humaine.

Des sites de surveillance écosystémique sont en voie d’établissement. Ils permettront de quantifier les dépôts atmosphériques humides et secs dans les écosystèmes sensibles et de définir l’incidence des émissions des sables bitumineux à grande distance et par-delà les frontières. Les données de telles activités constituent un apport de taille à l’interprétation des observations aquatiques d’effets cumulatifs par dépôt atmosphérique. Les trois principaux lieux d’observation sont le lac Pinehouse en Saskatchewan, les chutes Island Falls dans la même province et le lac Cross au Manitoba. Ces sites, qui font partie du Réseau canadien de surveillance de l’atmosphère et des précipitations (RCSAP), sont les premiers en aval de la région des sables bitumineux dans l’Ouest canadien.

En 2012 à 2013, des mesures chimiques des précipitations ont débuté à Island Falls. Des travaux de construction sont en cours au lac Pinehouse. De plus, la planification et la conception de site ont été entreprises en ce qui concerne le parc national Wood Buffalo dans les Territoires du Nord-Ouest, Joussard en Alberta et Buffalo Narrows et Flat Valley en Saskatchewan. De même, on a arrêté les choix de site pour Beaverlodge, en Alberta. Pour ce qui est du lac Cross, au Manitoba, les possibilités de désignation de site sont toujours explorées.

Ajoutons qu’un certain nombre de sites sont en observation dans le réseau existant de surveillance de l’air ambiant de la WBEA pour combler ce qui manque comme types de substances chimiques à mesurer, le but étant d’éclairer les évaluations locales et régionales de la qualité de l’air. Aussi, le mercure gazeux et les substances du groupe BTEX font l’objet d’une surveillance continue dans trois sites exploités par la WBEA. Les données brutes sur le mercure gazeux total (MGT) sont diffusées en direct dans le site Web de cette association. Le Portail diffuse après contrôle de qualité les données MGT des deux premières années en provenance de l’un des sites; les analyses détaillées se poursuivent.

Caractérisation des émissions

Il est nécessaire de recenser entièrement les émissions de la région pour en comprendre toutes les sources d’émissions (sables bitumineux et autres sources). L’inventaire constitue l’apport premier à un modèle de la qualité de l’air qui intègre les données sur les émissions et les données d’observation pour une interprétation de l’état de l’environnement atmosphérique et une estimation des effets environnementaux et cumulatifs des émissions des sables bitumineux sur la qualité de l’air, les dépôts atmosphériques et de l’écosystémique et de la santé humaine.

Les premiers efforts visaient à assembler et à évaluer les renseignements des relevés d’émissions existants pour obtenir une idée d’ensemble des données actuellement disponibles sur les émissions dans la région des sables bitumineux. Ces travaux ont également permis de reconnaître les chevauchements (sources, installations et autres en double), les incohérences (données d’émissions, paramètres d’émissions de cheminée, emplacements et autres en divergence) et les découplages (différences de types d’émissions, de niveaux de détail et autres). L’analyse a contribué à établir un dénombrement complet des émissions, un apport nécessaire à la modélisation de la qualité de l’air relativement aux études de surveillance que nous décrirons plus loin pour les aspects du transport et de la transformation. Cette analyse des divers inventaires existants permet aussi de reconnaître les lacunes de nos connaissances, notamment au titre des mesures ciblées dont nous avons besoin pour des sources ponctuelles, des sources mobiles (parcs de véhicules hors route, par exemple) et des sources diffuses (bassins de résidus, par exemple) précises.

On peut penser que les camions de grande route dont on se sert dans les mines et les autocars qui transportent des travailleurs entre les localités et les lieux d’exploitation des sables bitumineux jouent un grand rôle parmi les sources mobiles d’émissions atmosphériques. La caractérisation des émissions des parcs de véhicules miniers se poursuit et de nouveaux travaux portent sur la surveillance des émissions des autocars de grande route. Un cadre méthodologique est en voie de conception pour la mesure des émissions en situation dans les conditions réelles d’exploitation et les mesures doivent se poursuivre en 2013-2014.

On a également constaté que les bassins de résidus constituaient une lacune importante des inventaires d’émissions, car il n’y a guère de données publiques pour nous révéler quels composés s’évaporent et à quel rythme. En 2012 à 2013, on a mis à l’essai et validé plusieurs nouvelles méthodes de mesure des émissions de substances qui se trouvent dans les bassins de résidus. Un projet de collaboration sur le terrain de mesurer des émissions est en chantier pour 2013 à 2014 et fait appel aux deux gouvernements, à l’industrie et aux partenaires des milieux universitaires.

Transport et transformation

Un aspect d’importance dans les activités de surveillance de la qualité de l’air est la détermination du sort des substances à tous les stades : émission, transport, transformation, dépôt en milieu aquatique et en milieu terrestre. Des études intensives à court terme à l’aide de mesures dans les airs et au sol des substances présentes dans l’atmosphère nous renseigneront sur ce que les sables bitumineux introduisent dans l’air. Ces données sont intégrées à un modèle permettant de suivre la qualité de l’air à l’échelle de la région en fonction des mesures actuelles.

En 2012 à 2013, on a entrepris les travaux avec le soutiens de la Première nation de Fort McKay d’établir deux sites de surveillance au sol dans cette région.

La surveillance par télédétection au sol et par observation satellitaire est utilisée pour produire des données critiques sur la répartition et la concentration des particules et des gaz dans une cartographie à grande résolution de toute la région pendant les quatre saisons. Un lidar (appareil de détection et de télémétrie par ondes lumineuses) installé à Fort McKay en novembre 2012 nous a procuré presque en continu des mesures des particules fines ou des gouttelettes dans un profil vertical à travers l’atmosphère entre des niveaux proches du sol et des altitudes de 15 km. Les données de cette surveillance livrent une mesure directe des émissions dans la région et de leur mode de transport dans l’atmosphère. Cette information facilite la collecte de données de mesure intensive à court terme. Le tout permet d’affiner les modèles atmosphériques servant à prévoir les dépôts dans toute la région des sables bitumineux. Le gouvernement albertain a acquis en 2012 un lidar capable de mesurer les concentrations de dioxyde de carbone (CO2), de méthane (CH4) et de particules. L’appareil a été mis à l’essai dans la région des sables bitumineux à l’été de 2013.

Les observations satellitaires sont complémentaire des mesures de surface et des aéronefs, en particulier dans les zones où l'accès à la terre est limité. Les observations par satellite entre 2005 et 2010, vérifiées à l'aide des données de surveillance de surface, produit des cartes de polluants atmosphériques à haute résolution ou  on peut y voir les concentrations de dioxyde d’azote (NO2) et de soufre (SO2) sur une superficie d’environ 30 sur 50 km d’exploitations intensives des sables bitumineux à forte intensité de surface minière (McLinden et coll., 2012)., La quantité de NO2 dans l’air au-dessus de la région minière  a  augmenté d’environ 10 % chaque année entre 2005 et 2010.

Régimes de dépôt

Cinq nouveaux sites de surveillance ont été aménagés dans la région des sables bitumineux pour pouvoir mener une activité d’échantillonnage portant sur un plus grand nombre de substances dans l’atmosphère et les précipitations que dans les mesures habituelles de la qualité de l’air. Cette activité permettra d’établir les taux de dépôt atmosphérique à l’état sec ou humide et d’améliorer la surveillance grâce à des données de résolution spatiale et temporelle sur les CAP organiques et les substances inorganiques (métaux à l’état de trace et espèces acidifiantes).

En 2012 à 2013, on a formulé des critères de sélection des sites et des exigences en matière d’infrastructure et d’instrumentation et reconnu les sites éventuels d’une surveillance renforcée. Les sites choisis seront introduits progressivement au cours des deux prochaines années. Dans le cadre du projet pilote, les mesures des CAP et de certains métaux et autres éléments à l’état de trace se poursuivent depuis décembre 2010 à trois sites exploités par la WBEA. Les données soumises à un contrôle de qualité seront diffusées au Portail d’information au printemps 2014. Ces sites pilotes seront retirés progressivement au gré de l’aménagement des sites de surveillance renforcée des dépôts dans le cadre du Plan de mise en œuvre.

Pendant l’aménagement des nouveaux sites, des activités de surveillance ont été menées dans un second projet pilote faisant appel à deux méthodes. La première  approche utilise des techniques d’échantillonnage actif dont l’application nécessite des services d’infrastructure et d’électricité pour l’instrumentation mécanique. Dans la seconde approche, on emploie des techniques d’échantillonnage passif où les échantillonneurs ne sont pas mus à l’électricité et peuvent être disposés en des lieux plus éloignés pour assurer la couverture géographique nécessaire dans la région des sables bitumineux. Des mesures des CAP de l’atmosphère par échantillonnage passif ont été prises dans 16 lieux depuis novembre/décembre 2010. Les résultats seront intégrés aux mesures des CAP en accumulation dans le couvert neigeux en divers lieux autour des usines de valorisation de bitume. Ajoutons que ces mesures ont eu lieu près de nichoirs en vue d’examiner les liens entre la santé des espèces aviaires et la qualité locale de l’air (voir la description sous Contaminants et toxicologie de la faune).

Intégration des modèles et des données

Les sites où l’on peut directement mesurer la répartition atmosphérique des substances sont des plus limités (il s’agit généralement des seuls points logistiquement accessibles à la surface du globe). On se sert donc de modèles atmosphériques pour comprendre le sort dans l’atmosphère (transport, transformation et dépôt) des émissions des sables bitumineux à l’échelle régionale et à différents intervalles temporels (présent, passé et avenir).  Le modèle environnemental multi-échelle (GEM) - Modélisation de la qualité de l’air et de la chimie (MACH) nous permet d’intégrer les données sur les émissions et les données de surveillance et de prévoir la qualité de l’air et les dépôts atmosphériques dans toute la région. Un modèle prévisionnel de la qualité de l’air permet en outre de faire entrer les concentrations et les expositions à l’échelle de la région dans les évaluations d’effets cumulatifs.

On a mis à niveau le système GEM-MACH pour obtenir une résolution de 2,5 km et obtenir des données sur les dépôts dans les écosystèmes, des valeurs Cote air santé, des valeurs de comparaison des données de modélisation avec les données satellitaires et des prévisions de qualité de l’air.

 

Qualité et quantité de l’eau

La réalisation d’activités de surveillance de la qualité et de la quantité de l’eau et de la biologie aquatique suit les principes et les objectifs énoncés dans le « Plan de surveillance de l’environnement intégré des sables bitumineux » (2011), le « Plan de surveillance de la qualité de l’eau du cours inférieur de la rivière Athabasca - Phase 1 » (2011), le « Plan de surveillance intégré pour les sables bitumineux - Portée géographique étendue pour la composante liée à la qualité de l’eau et de sa quantité, à la biodiversité aquatique, aux effets et aux lacs sensibles aux acides » (2011) et enfin le « Plan de mise en œuvre conjoint Canada-Alberta pour la surveillance visant les sables bitumineux » (2012). Ces documents sont tous disponibles au Portail.

En 2012 à 2013, on a renforcé et amélioré la surveillance de l’eau par ce qui suit :

Dépôts atmosphériques et effets sur la qualité de l’eau dans la région

La neige est un collecteur efficace des matières atmosphériques, car les substances en dépôt s’accumulent dans le couvert neigeux avec le temps. Environnement Canada et Environnement Alberta ont élargi les travaux antérieurs (Kelly et coll., 2009, 2010) pour quantifier les dépôts de HAP, de métaux et de méthylmercure dans les écosystèmes terrestres et aquatiques locaux. On a échantillonné le couvert neigeux au stade de sa profondeur maximale (mars 2012) à  environ 90 sites.  On a prélevé des échantillons sur le manteau neigeux du delta des rivières de la Paix et Athabasca avec l’aide de membres de la Première nation des Cris de Mikisew de Fort Chipewyan. lLes données provenant d’opérations antérieures ont été combiné pour permettre à des comparaisons d’entrée de donné entre les différentes années.

On peut reconstituer, du moins en partie, les archives des dépôts atmosphériques en étudiant l’accumulation séquentielle des substances avec le temps dans les couches sédimentaires lacustres. De même, les fossiles de zooplancton et/ou d’organismes de fond (communauté benthique) préservés dans ces mêmes strates sédimentaires peuvent indiquer s’il y a corrélation entre les dépôts atmosphériques et la santé des organismes. Pour recueillir des sédiments lacustres intacts, on a choisi plusieurs petits lacs qui ont fait voir très peu d’indices de perturbation causée directement par l’homme; l’échantillonnage a débuté vers la fin de l’hiver 2013. On a analysé des carottes de sédiments pour déterminer les concentrations de substances préoccupantes (HAP, métaux et autres) et pour examiner les fossiles de biotes aquatiques.

L’acidification par dépôt atmosphérique surtout de NOX et de SOX est un phénomène particulièrement important dans des lacs peu capables de neutraliser la charge acidifiante. La surveillance s’exerce à trois niveaux :

Effets des eaux souterraines sur les eaux de surface et la santé de l’écosystème

Les enquêtes sur les eaux souterraines dans la région des sables bitumineux servent à définir et à évaluer le rôle des eaux souterraines dans la sauvegarde et l’évolution de la qualité des eaux des cours d’eau et de la santé de l’écosystème.

On a surveillé la nappe phréatique dans le cours inférieur de la rivière Athabasca pour jauger les effets de l’écoulement des eaux souterraines sur la qualité des eaux de surface et le débit des cours d’eau (quantité) dans certains réseaux fluviaux. On a soumis à une analyse à grande échelle (10 à 100 km) la géochimie de grands tributaires dans le cas des quatre principaux affluents (Ells, Steepbank, Firebag et MacKay) du réseau fluvial régional.

En outre, un échantillonnage de la qualité des eaux souterraines a eu lieu à proximité de bassins de résidus adjacents à des réseaux fluviaux pour permettre la caractérisation géochimique des aquifères locaux et la vérification de la présence de substances susceptibles de s’infiltrer hors de ces bassins. Les échantillons d’eaux souterraines prélevés feront aussi l’objet d’une analyse des effets toxicologiques sur le biote aquatique, ce qui permettra d’évaluer les interactions eaux superficielles-eaux souterraines.

Tendances spatiotemporelles de la qualité et de la quantité de l’eau

La fonte des neiges et des glaces à l’époque des crues printanières est un phénomène important dans les latitudes septentrionales, car il s’agit là d’un grand mouvement sur une courte période d’écoulement de l’eau par lequel les substances déposées en milieu terrestre (couvert neigeux, par exemple) peuvent se transporter en milieu aquatique.

Au printemps 2012, on a lancé une campagne d’échantillonnage intensive et extensive à grande échelle des crues printanières. On a prélevé chaque jour des échantillons d’eaux de surface au début des crues printanières dans les affluents Steepbank, Ells, Muskeg, Mackay et Firebag et l'on a effectué un échantillonnage hebdomadaire (en mai et juin) dans des sites de surveillance à long terme de la qualité de l’eau dans la rivière Athabasca. On analyse actuellement les échantillons en fonction des paramètres de la qualité générale de l’eau et des substances préoccupantes.

Il y a eu échantillonnage intensif à six endroits dans les affluents à partir d’avril 2012 et ce nombre a été élevé  à 9  vers la fin de l’été 2012. De plus, on a poursuivi cette année-là la surveillance de plus de 50 sites des affluents pour évaluer l’état des lieux et les tendances. On a mis en place un appareillage d’échantillonnage passif dans tout le cours inférieur de la rivière Athabasca pour recueillir des échantillons d’hydrocarbures en intégration temporelle. On a procédé à des mesures automatisées de qualité de l’eau à des sites clés des affluents pour la surveillance de cette qualité. Plus de 700 prélèvements ont été analysés, dont environ 40 % avaient été recueillis en période de crues printanières (avril-juin 2012). On en est à valider les résultats d’analyse en laboratoire qui serviront ensuite à déterminer les caractéristiques spatiales et les tendances locales.

On a commencé en avril 2012 à recueillir chaque mois des échantillons de qualité des eaux de surface dans le delta des rivières de la Paix et Athabasca. On les a analysés en fonction des paramètres de base en matière de qualité et des substances préoccupantes liées aux sables bitumineux.

On a vérifié et validé les données de qualité de l’eau qui, à l’été et à l’automne de 2012 (de juin à septembre), avaient été recueillies au site Fitzgerald de la rivière des Esclaves (les données en question sont disponibles au Portail). On a présenté les mesures liées à la température de l’eau, à la turbidité, à l’oxygène dissous, au pH et à la conductance spécifique, aux deux heures et ce  à des profondeurs de 1 et de 4 mètres. Toutes les 15 minutes des observations météorologiques (température de l’air, vitesse et direction des vents, pression barométrique, précipitations et humidité relative).

Hydrologie régionale et transport et dynamique des sédiments

En 2012, on a accru la fréquence des mesures effectuées par Relevés hydrométriques du Canada sur le débit, le niveau des eaux et les concentrations de sédiments à huit sites de surveillance des affluents (Clearwater, Steepbank, Mackay, Muskeg, Firebag, Christina, Beaver et Hangingstone). On exploite dans toute la région plus  de 50 sites de mesure des écoulements.

Pour comprendre les mécanismes de transport et de transformation des substances en milieu aquatique, il faut modéliser le climat, la dynamique des eaux et le transport des sédiments dans le bassin du cours inférieur de la rivière Athabasca. Des substances peuvent s’accumuler dans les sédiments et peuvent être remises en mouvement et transportées à la  suite d’une érosion des dépôts et de l’affouillement du lit des cours d’eau en période de déglacement. Elles peuvent soit se fixer aux sédiments suspendus dans la colonne d’eau soit se dissoudre, et les deux mécanismes ont de l’importance pour notre compréhension de l’exposition biotique.

Hydrologie régionale

Transport de sédiments

Sédiments de lit

Qualité des sédiments en suspension

 

Santé de l’écosystème aquatique

On a recueilli des échantillons de poissons, d’invertébrés benthiques et d’algues et autres échantillons biologiques avec les données environnementales ont été collectées sur 11 sites dans la rivière Athabasca, à 50 sites dans les rivières Steepbank, Ells, Mackay, Muskeg et Firebag et à 16 sites du territoire humide dans le delta des rivières de la Paix et Athabasca.

Un des objectifs du Plan de mise en œuvre consiste à détecter et à quantifier tout signe de débilitation biologique et d’altération écologique du biote aquatique par exposition à des substances émises par les activités d’exploitation des sables bitumineux. Pour atteindre cet objectif clé, il faut établir et démontrer les relations de cause à effet entre la débilitation biologique et l’exposition ambiante des organismes à des facteurs de stress physico-chimiques. Le programme toxicologique du Plan de mise en œuvre vise à mieux nous faire comprendre si les concentrations mesurées dans l’environnement de substances comme le mercure, les acides naphténiques (AN) et les HAP produisent des effets physiologiques et écologiques perceptibles.

En 2012 à 2013, les activités de surveillance de la santé de l’écosystème aquatique ont notamment été les suivantes :

Invertébrés benthiques

La répartition par âge, la composition des espèces et des indicateurs de santé générale des communautés d’organismes de fond (invertébrés benthiques) sont des indicateurs sensibles de la santé générale de l’écosystème. On évalue la structure et le fonctionnement des communautés benthiques de macro-invertébrés et sont comparé sur une gamme de conditions de sites adjacents aux installations d’exploitation des sables bitumineux et dans des lieux essentiellement non perturbés. Ajoutons que des études plus détaillées ont eu lieu dans divers sites des affluents Ells et Steepbank à des distances variables des dépôts naturels de bitume à ciel ouvert. Ces données seront sur le Portail d’information à l’automne de 2014.

On a accru la fréquence de l’échantillonnage de la qualité du biote et de l’eau sur 16 sites de zones humide (6 en bassin perché, 1 en lac en croissant, 1 en chenal de communication et 8 en étang de marne) dans le delta des rivières de la Paix et Athabasca et dans le bassin de la rivière des Esclaves, ce qui s’ajoute à l’échantillonnage permanent dans cinq lacs régionaux. Ces données seront sur le Portail  à l’automne de 2014.

On a entrepris en août 2012 de surveiller le milieu humide de ce delta par télédétection aérienne. La superficie de couverture au lidar est d’environ 300 km2, ce qui améliorera notre compréhension des voies hydrologiques complexes d’écoulement du delta. De tels renseignements serviront à évaluer les variations de disponibilité de l’eau et à mieux délimiter les voies de transport, de transformation et de répartition des substances liées aux sables bitumineux dans le milieu deltaïque.

Poissons sauvages

On a recueilli des poissons sauvages sur 5 sites de la rivière Athabasca. On évalue actuellement la santé du meunier noir (Catostomus commersonii) à tous les sites. On évalue aussi les indicateurs de fonctionnement reproducteur en prévoyant notamment une analyse de plasma pour la vitellogénine et les stéroïdes de la circulation, ainsi qu’une mesure in vitro de la production stéroïdienne et des caractéristiques sexuelles secondaires. On a prélevé des tissus hépatiques à des fins d’évaluation dans le cadre d’une enquête de la  tumeur du foie et d’évaluer l’exposition aux HAP (en fonction de l’activité de l’oxygénase). On a prélevé d’autres échantillons de foie pour des analyses de contaminants et des études d’anomalies de la production protéique qui seraient révélatrices de conditions de stress. On a prélevé des échantillons de bile pour juger de la présence de composés HAP. On a recueilli des tissus musculaires pour une analyse chimique et étudié des corps pour documenter les anomalies présentes dans les communautés de parasites du poisson.

On a évalué la santé des poissons dans 10 sites affluents. On s’est intéressé au chabot visqueux (Cottus cognatus) en appliquant les mêmes protocoles que pour le meunier noir. On a mis en place des thermomètres enregistreurs dans tous les sites d’observation des poissons sauvages tôt au printemps pour mieux établir des relations de prévision d’effets cumulatifs.

Dans un sous-ensemble de sites d’échantillonnage de poisson, on a fait des prélèvements d’eaux et de sédiments pour des analyses de toxicité en laboratoire. On a laissé des amphipodes d’eau douce (Hyallela) en casier sur place pendant deux semaines pour évaluer l’exposition aux substances préoccupantes et les effets possibles. On a aussi effectué un échantillonnage d’invertébrés benthiques dans les mêmes lieux pour disposer de sources multiples de renseignements sur les rapports de causalité.

Études des communautés de poissons

On a étudié la structure des communautés de poissons à 19 sites de  la rivière Athabasca et à 6 sites affluents (Muskeg, MacKay, Steepbank, Tar, Ells et Jackpine) pendant le printemps, à l’été et à l’automne en caractérisant la présence et l’abondance des espèces, ainsi que toute anomalie externe.

 

Contaminants et toxicologie de la faune

Dans ce volet, il s’agit de comprendre les concentrations de substances chimiques présentes dans la faune et la flore de la région des sables bitumineux, ainsi que les effets de ces substances sur ces espèces. Nous menons à cette fin des activités ciblées qui enrichissent notre compréhension des phénomènes et nous renseignent sur la santé de l’écosystème de la région.

Santé et contaminants des oiseaux sauvages

On peut analyser des dénombrements répétés et des collections d’œufs d’oiseaux aquatiques en colonie (goélands de Californie (Larus californicus), goélands argentés (Larus argentatus), goélands annelés (Larus delawarensis), sternes caspiennes (Hydroprogne caspia) et sternes pierregarins (Sterna hirundo)) dans la région des sables bitumineux pour analyser dans le temps les tendances, les sources et les variations de sources des substances chimiques.

Au cours de 2012 à 2013, on a recueilli des œufs d’oiseaux aquatiques en colonie à des sites de nidification du lac Athabasca et du parc national Wood Buffalo. On a mesuré les concentrations mercurielles individuelles dans les œufs. On sait que ces concentrations sont révélatrices des concentrations dans les proies locales de ces oiseaux, plus particulièrement dans les petits poissons. On a mesuré les dibenzodioxines polychlorées (PCDD) et les dibenzofurannes polychlorés (PCDF) dans des œufs pour juger de l’influence possible des incendies de forêt sur les concentrations mercurielles dans les œufs. On effectue actuellement des mesures sur d’autres métaux comme l’arsenic, le cadmium et le plomb et l'on procède à l'interprétation des données relatives aux HAP et au groupe PCDD/PCDF.

Toxicologie aviaire

On se sert d’hirondelles bicolores (Tachycineta bicolor) comme bio-indicateurs des concentrations et des effets des émissions atmosphériques. Les substances présentes dans l’atmosphère peuvent affecter la reproduction, la croissance des oisillons, le fonctionnement du système immunitaire, l’activité thyroïdienne (importante pour la qualité du développement, le métabolisme et les périodes de reproduction chez les adultes) et la réaction des oiseaux au stress. On a installé des nichoirs pour hirondelles bicolores à proximité de lieux d’activité minière et dans des sites de référence avec des échantillonneurs passifs d’air en vue de mesurer les dépôts de CAP pendant la saison de reproduction. Les hirondelles adultes pondent leurs œufs dans les nichoirs, ce qui permet de surveiller la croissance et la survivance des oisillons qui y éclosent. On recueille des tissus et l'on fait évaluer en laboratoire la présence et la concentration de substances et analyser des bio-indicateurs (mesures effectuées dans certains tissus qui peuvent révéler des troubles de la santé biologique). On analyse actuellement des prélèvements fécaux pour 2012 et des échantillons fécaux avec tissus hépatiques pour 2013 chez les oisillons des hirondelles bicolores en vue de détecter les CAP et les métabolites et de vérifier l’exposition des oisillons aux substances mesurées par les échantillonneurs d’air.

On a mené à bien une étude contrôlée en laboratoire avec des crécerelles d’Amérique captives (Falco sparverius) afin de mieux comprendre les effets possibles de substances précises dans l’atmosphère (benzène, toluène, NO2, SO2) sur la santé aviaire. On a entrepris des analyses chimiques et des analyses par biomarqueurs des tissus de crécerelles.

Contaminants et toxicologie de la faune récoltée dans la chasse et le piégeage

Cette activité vise à analyser les substances liées aux sables bitumineux dans les prélèvements de tissus sur les carcasses d’animaux sauvages données par les chasseurs et les trappeurs locaux et les membres de la communauté métisses et des Premières nations, ainsi que sur les oiseaux morts ou moribonds recueillis à l’intérieur ou à proximité des bassins de résidus dans la région des sables bitumineux.

Au terme de la saison de piégeage 2012 à 2013, les trappeurs locaux ont fait don de 568 mammifères à fourrure de tout le Nord de l’Alberta (142 lynx, 107 pékans, 289 martres d’Amérique, 6 loutres de rivière, 9 castors, 1 renard, 4 visons, 6 rats musqués et 4 carcajous). On a aussi recueilli 11 canards de la région environnante de Hines Creek en Alberta et 19 à proximité de Fort Resolution dans les Territoires du Nord-Ouest. On a disséqué toutes les carcasses de mammifères et de canards et évalué les tissus pour y déceler la présence de substances préoccupantes. L’analyse des tissus des mammifères à fourrure a notamment pour but de distinguer une espèce indicatrice se prêtant le mieux à la surveillance des substances liées aux sables bitumineux. L’échantillonnage localisé et intensive  de sauvagine et des mammifères se poursuivra en 2013 à 2014.

En 2012 à 2013, il n’y a pas eu d’oiseaux recueillis ni rapportés en provenance des bassins de résidus. On est à établir en collaborations avec les organismes partenaires nécessaires à déterminer la mise à disposition de ces oiseaux.

Santé des plantes

Cette activité vise à surveiller les effets de substances liées aux sables bitumineux sur les espèces végétales indigènes des zones humides et des régions montagneuses. Le but général consiste à trouver des espèces sentinelles et à établir l’état de santé des communautés végétales du territoire humide dans la région des sables bitumineux. Il s’agit également de faire des analyses de phytotoxicité, c’est-à-dire de déterminer si les plantes indigènes sont aptes à croître dans les sols et les sédiments de cette même région dans des conditions contrôlées de serre. Sur le terrain, on procède à des évaluations de la végétation (composition, diversité et richesse des espèces) en divers lieux le long de la rivière Athabasca et en des lieux éloignés.

En 2012 à 2013, on a recueilli des échantillons de sol dans le secteur de Fort McMurray et on les a analysés pour y détecter la présence de métaux, de HAP et d’AN. Dans une étude de phytotoxicité, on a examiné les réactions des plantes à la toxicité dans des conditions d’augmentation de la présence de sélénium et de sel. On a fait une visite de reconnaissance pour repérer des lieux d’intérêt et y recueillir des spécimens de plantes. On a ainsi visité 26 sites au total. On a choisi 10 sites à l’aide de critères bien précis pour une étude approfondie en 2013.

Il faudra pousser l’étude des effets possibles des substances liées aux sables bitumineux sur les plantes indigènes pour jauger les effets de certaines catégories de substances (HAP, AN et métaux). Dans des études de terrain, on a fait porter une analyse de détection de substances sur des espèces indicatrices prélevées à plusieurs endroits : Vaccinium spp. (bleuet), Ledum groenlandicum (thé du Labrador), Arctostaphyllos uva-ursi (raisin d’ours), Cornus canadensis (cornouiller du Canada), Picea spp. (épicéa). Les peuples autochtones se servent de la plupart de ces espèces comme herbes médicinales ou aliments traditionnels. En outre, il faudra examiner davantage les métaux détectés dans le sol de la région des sables bitumineux pour clarifier l’importance des concentrations constatées.

Comme la plupart des substances étudiées seraient là par dépôt atmosphérique, il importera de prendre des mesures de modélisation et de surveillance de l’air si l'on entend intégrer tous les effets sur l’écosystème dans cette activité. Il est possible d’évaluer les concentrations des substances mesurées dans le sol et éventuellement dans les plantes ( comme les producteurs primaires) pour juger des effets possibles sur les consommateurs de ces plantes ainsi que sur la « santé » de l’écosystème dans sa dépendance à l’égard d’une communauté végétale entièrement fonctionnelle.

Santé, toxicologie et contaminants des amphibiens

En raison de leur cycle de vie complexe, les amphibiens se situent à l’interface des réseaux trophiques terrestres et aquatiques. Les amphibiens sont des espèces de biosurveillance importantes utilisées pour l’évaluation de la santé générale de l’écosystème. Au nombre des principaux paramètres considérés dans le présent volet, on compte la biologie des populations d’amphibiens, les taux de malformation, la dynamique des maladies infectieuses, les réactions au stress et les concentrations de métaux, d’AN et de HAP dans les étangs de reproduction et les tissus des  amphibiens.

On a recueilli des échantillons d’amphibiens dans les étangs du secteur de Fort McMurray et à des distances échelonnées hors de cette localité. On a également recouru à des études en laboratoire pour évaluer les impacts de la qualité de l’eau des étangs sur la croissance et le développement d’amphibiens.

On a décelé la présence de maladies courantes des amphibiens (ranavirus et chytride) dans plusieurs populations de la région d’étude. On a aussi relevé des signes récurrents de mortalité massive par le ranavirus dans certains milieux humides. Les analyses de détection de métaux, de HAP et d’AN sont actuellement en cours. En temps normal, les taux de malformation sont de moins de 5 % dans la région. On en est à caractériser les anomalies à l’aide des techniques radiographiques et histopathologiques en s’attachant aussi aux causes. Les déperditions par le ranavirus qui ont eu lieu à certains endroits ne semblent avoir eu aucune incidence sur la taille et la structure des populations, alors qu’en d’autres lieux toutes les grenouilles de l’année ont été perdues et que la population ne comprend plus que des sujets de taille adulte. On poursuit les analyses pour comprendre les rapports entre les infections ranavirales et des facteurs ambiants de stress environnementaux tels que les concentrations de contaminants et la proximité des autoroutes et des opérations minières.

On a analysé des échantillons d’eaux des étangs pour y déceler la présence de métaux, de HAP et d’AN. À la fin, on a inclus dans la campagne d’échantillonnage de 2013 en milieu nival la majorité des lieux d’observation des amphibiens de ce projet. Au cours de l’activité d’échantillonnage nival, on surveille les concentrations de substances qui s’accumulent l’hiver dans le couvert neigeux, puis gagnent les plans d’eau par le ruissellement en période de fonte printanière. Cette information indiquera la possibilité d’une exposition en crue printanière des aires de reproduction des amphibiens aux substances déposées par l’atmosphère dans la région des sables bitumineux.

Biodiversité terrestre et perturbations de l’habitat

Les milliers d’espèces de la région canadienne des sables bitumineux jouent un grand rôle écologique qui favorise le dynamisme et la résilience de l’écosystème. En 2012, on a nettement accru la portée et l’étendue géographique des activités de surveillance de la biodiversité dans cette région afin de couvrir l’ensemble des gisements de sables bitumineux, ce qui nous procurera de précieux renseignements sur la situation et les tendances des espèces diverses qui vont des acariens du sol pour le  caribou des bois. Cette information fournit la  base nécessaire dont nous avons besoin pour cerner les causes de l’évolution de la biodiversité avec les effets cumulatifs et individuels de l’exploitation des sables bitumineux. Elle éclairera les activités d’aménagement du territoire, l’évaluation environnementale et la planification des mesures de conservation et de rétablissement et pourra servir à juger de l’efficacité des mesures d’atténuation.

L’étendue du territoire, la diversité des habitats et l’ample diversité des espèces qui habitent l’ensemble de la région et y sont en interaction représentent tout un défi pour la mise en œuvre d’un programme complet de surveillance de la biodiversité.

En 2012 à 2013, la composante de la biodiversité du Plan de mise en œuvre a été exécuté conjointement par les organismes suivants :

 Au cours de 2012 à 2013, on a renforcé et amélioré la surveillance de la biodiversité par ce qui suit :

Voici des activités liées qui ont été menées à bien :

Pour compléter la surveillance de base de la biodiversité en 2012 à 2013, on a exercé une surveillance intensive sur des espèces fauniques clés. On a augmenté le nombre de relevés aériens d’orignaux et de cerfs dans la région des sables bitumineux pour pouvoir livrer une information essentielle sur la taille, la répartition et les tendances des populations. On a effectué des relevés aériens d’ongulés dans cinq secteurs de gestion de la faune (512, 517, 518, 528 et 541). L’effort de l’enqueteélargie a également permis d’examiner l’incidence de la récolte, de la prédation ou d’autres perturbations sur les populations d’ongulés.

En 2012, on a ajouté des activités de surveillance pour évaluer les rapports de cause à effet entre les oiseaux et les perturbations dans la région des sables bitumineux. On a fait des relevés de dénombrement ponctuel de la faune aviaire à plus de 1 100 points des habitats de montagne et de plaine en mettant l’accent sur les habitats déjà sous-échantillonnés. On a complété ce travail en élaborant, pour les oiseaux migrateurs, des modèles conceptuels qui décrivent les voies possibles d’incidence de l’exploitation des sables bitumineux sur les oiseaux. Les modèles en question feront l’objet d’un examen par les pairs en 2013 à 2014 et serviront à diriger les futures activités de surveillance.

Le caribou des bois est un sujet de préoccupation croissante dans la région des sables bitumineux. Une surveillance accrue des caribous en 2012 à 2013 a permis d’améliorer les techniques d’estimation de la taille des populations de cette espèce difficile à recenser et d’évaluer la diversité génétique et les relations entre les sous-populations dans la région. En coordination avec le programme provincial de gestion du caribou, on a fait des relevés de composition et des poses de colliers dans les populations de caribous des côtés est et ouest de la rivière Athabasca, à Cold Lake, à Richardson, à Red Earth et à Nipisi. On a mené une étude sur les mouvements des caribous et évalué en simulation les effets des futures tendances de l’exploitation des sables bitumineux sur ces déplacements.

On a également désigné les chouettes rayées comme espèce clé aux fins des activités de surveillance. C’est là une bonne espèce indicatrice de la santé des anciennes forêts boréales. En 2012 à 2013, Environnement et Exploitation durable des ressources Alberta a étendu à la région des sables bitumineux la validation d’un modèle d’habitat en sélection des ressources pour les chouettes rayées. On a créé 579 sites d’échantillonnage pour des relevés d’occupation de l’habitat de la chouette rayée dans le Nord-est de l’Alberta. Les travaux sur le terrain ont débuté en mars 2013. Ils ont notamment consisté à poser des radio-émetteurs à un sous-ensemble de chouettes des territoires occupés. Ces enquêtes se sont poursuivies à l’automne de 2013.

On a en outre entrepris sur le terrain d’évaluer les améliorations de méthodes de surveillance pour deux groupes d’espèces rares, c’est-à-dire parmi les plantes vasculaires et chez les animaux vocalisateurs. Le projet des plantes rares a fait naître un modèle d’échantillonnage adapté qui cible l’habitat à fort potentiel de soutien de plantes rares. Quant au projet mené chez des animaux vocalisateurs rares, il a permis de vérifier l’efficacité de l’utilisation d’enregistreurs automatisés à des fins de surveillance. Le travail de terrain sur les plantes rares a donné lieu à 6 408 observations, dont 73 d’espèces rares.

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2017-08-16