Technical evaluation: water quality and biological effects
Authors:   EVS Environment Consultants
Published: March 2018

Cette évaluation a porté sur la relation entre la qualité de I'eau et les effets biologiques dans les écosystèmes d'eau douce. La définition actuelle de métaux dissous, à savoir la fraction métallique d'un
échantillon d'eau qui passe à travers un filtre de 0,45 ?m est inappropriée. Plus spécifiquement, la recherche récente a montré que des quantités substantielles de métaux liés à des colloides peuvent passer à travers des pores de cette dimension
et, par conséquent, peuvent être analysées comme faisant partie de la fraction dissoute. La toxicité de ces métaux liés à des colloidès n'est pas connue, et il faudra de la recherche pour déterminer la biodisponibilité de ces métaux et leur
toxicité. Nous recommandons qu'un atelier technique soit mis sur pied pour déterminer ce qui constitue la fraction des métaux dissous, quelles sont les implications potentielles de cette définition sur les effets toxicologiques dans le milieu récepteur et pour évaluer
diverses techniques sur le terrain (p. ex. types de filtre et appareillage) susceptibles de réduire le plus possible la contamination des échantillons d'eau prélevés sur le terrain à des sites miniers. Cet atelier pourrait également jeter les bases des futures
priorités de recherche. Une infinité de facteurs abiotiques et biotiques influent sur la biodisponibilité et la toxicité des métaux pour les organismes aquatiques. De plus, la relation entre les facteurs qui influent sur la toxicité n'est pas toujours linéaire. Par
exemple, un pH faible peut soit augmenter soit diminuer la toxicité des métaux dans les écosystèmes d'eau douce. Bien que la fraction des métaux dissous, surtout les ions métalliques libres, constitue le meilleur indicateur pour prévoir la toxicité dans les
milieux synthétiques bien définis, cette relation semble ne plus tenir dans les eaux naturelles. Cela est particulièrement vrai lorsqu'on tente d'évaluer les effets de la matière organique sur la toxicité des métaux. Nous recommandons que de la recherche soit
effectuée pour étudier la relation entre les métaux dissous et totaux et la toxicité pour les organismes aquatiques en utilisant des eaux réceptrices naturelles. Un certain nombre d'approches fondées sur des modèles pourraient être utilisées pour
surveiller les métaux dans les environnements récepteurs canadiens. Par exemple, I'EPA américaine a mis au point des &amp;lt; traducteurs &amp;gt; de métaux et des facteurs de conversion permettant de convertir les concentrations de métaux dissous en concentrations
de métaux récupérables totaux. De plus, il existe un certain nombre de modèles d'équilibre chimique qui pourraient s'avérer des outils précieux pour la surveillance des métaux. Cependant, pour que ces modèles soient utiles dans la surveillance biologique
systématique, il faut pouvoir leur attribuer une certaine capacité prédictive. Par exemple, est-ce que les résultats obtenus avec un de ces modèles fondés sur les caractéristiques chimiques d'un effluent de mine et d'un environnement récepteur peuvent
être utilisés pour prévoir la toxicité de cet effluent? Cette approche exigerait que I'on utilise ces modèles en combinaison avec les tests de toxicité pour élaborer une approche prédictive pour la surveillance biologique. Au Canada un objectif
fréquemment cité est de parvenir à analyser les métaux traces dans les eaux réceptrices à un seuil de détection égal ou inferieur à 1/10 de la recommandation pour la qualité des eaux du CCME (ou provinciale) correspondante. Nous recommandons qu'une
approche fondée sur le risque soit utilisée pour fixer les seuils de détection de manière spécifique au site. Une telle approche ferait intervenir les caractéristiques chimiques de I'efiluent et de I'environnement récepteur (on pourrait utiliser ici des
modèles d'équilibre) pour déterminer le risque relatif des métaux d'intérêt en fonction de leurs effets biologiques et des seuils de détection requis. Pour ce qui est des échantillons à analyser, le seuil de détection devrait être basé sur
les besoins analytiques nécessaires pour assurer que les éléments non détectables diffèrent considérablement des éléments détectables (c.-à-d. critère générique, si applicable ou critère régiospécifique). La technologie
actuelle permet d'analyser les concentrations de métaux totaux, alors que I'ion métallique libre pourrait être l'espèce la plus importante en termes de toxicité. I existe des techniques d'analyse pour caractériser les concentrations d'ions métalliques libres dans
l'eau, comme la voltammétrie par épuisement anodique et les électrodes ioniques spécifiques. Bien que ces méthodes permettent de mesurer les ions métalliques libres, elles comptent certains inconvénients qui gênent leur utilisation générale pour la
surveillance des métaux dans les environnements récepteurs canadiens. Par exemple, la voltammétrie par épuisement anodique demande beaucoup de temps, présente une sensibilité assez élevée à l'interference et exige une grande expertise de la part de
I'opérateur. Bien que les électrodes ioniques spécifiques soient sensibles à l'interference dans les eaux de salinité plus élevée, cette technique est la plus prometteuse comme outil d'analyse pour la surveillance des métaux dans I'environnement. Ces
techniques d'analyse de rechange devront être raffinées avant qu'on puisse les employer dans les programmes de surveillance systématiques.