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Étude des concentrations toxiques de nitrite dans les cours d'eau d'un bassin versant agricole.

Corriveau, Julie (2009). Étude des concentrations toxiques de nitrite dans les cours d'eau d'un bassin versant agricole. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 144 p.

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Résumé

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De nombreux rapports et études abordent la problématique de l'enrichissement des eaux douces par l'azote et font état d'un suivi de la qualité de l'eau dans les grandes rivières, celles qui façonnent le paysage d'une région. Toutefois, les petits cours d'eau en amont ont un rôle prépondérant sur les écosystèmes situés en aval du réseau hydrographique puisqu'ils ont la capacité de retenir et transformer d'importantes quantités d'azote inorganique et organique. En milieu agricole, leurs impacts sont d'autant plus importants que l'épandage des fertilisants organiques et minéraux reliés aux activités agricoles engendre un excédant de nutriments dans les sols par rapport aux besoins des cultures. Cet excédent aboutit dans les ruisseaux et les rivières principalement sous la forme de N03- et NH4+ pour l'azote, et de PO43- pour le phosphore. Le nitrite, un anion également présent dans l'environnement, est typiquement négligé dans les études de qualité de l'eau. En effet, il est généralement admis que le nitrite s'oxyde facilement en nitrate et qu'en conséquence, en étant transitoire, il se retrouve rarement en concentration importante dans les eaux naturelles. De plus, la concentration de N02- est très souvent intégrée dans la valeur mesurée de N03-. Cette détermination de la concentration du couple nitrate+nitrite a pour conséquence directe de masquer l'importance de la présence et de la variation du nitrite dans le cours d'eau, puisque la concentration en nitrate est généralement 100 fois supérieure à celle en nitrite. Par conséquent, il devient difficile de faire le suivi de cet anion très toxique pour les organismes vivant dans l'environnement. Il y a conscientisation graduelle de la problématique entourant la présence et l'accumulation du nitrite toxique dans les cours d'eau. En effet, plusieurs suivis de la qualité de l'eau effectués depuis plus de 20 ans en Europe font état de la présence et de l'accumulation de nitrite dans les rivières. Toutefois, à notre connaissance, aucun suivi ni étude sur la qualité de l'eau au Québec et au Canada ne fait état de ce problème dans l'eau de surface, souterraine et de drainage. Dans un premier temps, notre étude vise à valider les procédures standards de laboratoires afin d'établir une technique de conservation adéquate des échantillons d'eau pour l'analyse de nitrite et mettre en garde les expérimentateurs analysant la concentration de nitrite total seul plutôt que la concentration de nitrate et nitrite combinée afin d'éviter les erreurs analytiques inhérentes au mode de conservation. Dans un second temps, les travaux réalisés visent à préciser la problématique reliée à la présence et la variabilité des fortes concentrations en nitrite dans les cours d'eau d'un bassin versant agricole de la région de Québec, Canada. Les suivis réalisés démontrent clairement que les échantillons d'eau collectés dans les deux principaux cours d'eau situés dans des zones de cultures intensives présentent de fortes concentrations en nitrite, qui dépassent régulièrement les critères de qualité de l'eau pour la protection de la vie aquatique établis par le Ministère de l'environnement du Québec. De plus, il a été observé que les niveaux de nitrite, mesurés à l'exutoire du bassin versant, ne sont pas représentatifs de la variabilité des concentrations mesurées en amont à l'intérieur du micro-bassin versant. Finalement, les travaux de cette thèse visent à évaluer la dynamique des différentes formes de N en relation avec leur transport de l'amont vers l'aval afin d'établir les sources des fortes concentrations de nitrite observées dans les cours d'eau du bassin versant. L'eau de résurgence et celle des drains agricoles constituent d'importantes sources de N dans les deux cours d'eau, qui varient en importance à l'intérieur du bassin versant en fonction du régime hydrologique. Les analyses de l'eau de résurgence permettent de mettre en évidence une importante activité réductrice dans les sédiments, menant à la consommation de N03- et à de fortes concentrations en NH4+ et N02-. Nous suggérons que les différences de concentration en N03- dans l'eau souterraine qui alimentent chaque cours d'eau sont susceptibles d'influencer les concentrations en NH4+ et N02- observées dans l'eau de résurgence, pouvant éventuellement mener à la formation et à l'accumulation de N02- dans l'eau de surface. Ces nouvelles connaissances démontrent la nécessité de diminuer les excès de fertilisation azotée sur les terres agricoles responsable de la contamination en nitrate de l'aquifère superficiel, et ainsi diminuer la présence des pointes de concentrations toxiques de nitrite dans l'eau de surface.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Cluis, Daniel
Co-directeurs de mémoire/thèse: van Bochove, Eric; Tassé, Normand
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: nitrite; eau douce; eau de surface; cours d’eau; congélation; bassin versant agricole
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 18 juin 2013 18:02
Dernière modification: 12 nov. 2015 19:29
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1453

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