Méthodes de détection de remplacement à titre d'indicateurs de rendement de l’état oxique des sédiments marins : étalonnage comparatif des indicateurs et seuils

PRRA-2016-M-07

Description

On a évalué les répercussions potentielles des effluents de matières exerçant une demande biochimique d'oxygène (DBO) provenant des sites aquacoles en surveillant l'état oxique des sédiments marins. Les indicateurs de rendement, tels que les concentrations de sulfures et le potentiel d'oxydoréduction (Eh), sont utilisés pour établir les effets des dépôts de matières exerçant une DBO. Des recherches précédentes ont montré que la méthode standard de quantification des sulfures libres totaux dans les sédiments peut produire des résultats inexacts du fait de la contamination par des sulfures minéraux, de la variabilité de l'étalonnage et d'un entreposage inadéquat des échantillons. Les mesures du potentiel d'oxydoréduction étaient également connues comme présentant une variabilité élevée. Des recherches en cours visent à élaborer et à valider d'autres méthodes de mesure des concentrations totales de sulfure libre et d'oxygène dissous dans les sédiments qui permettent de résoudre bon nombre de ces problèmes. Ce projet a permis de faire un étalonnage comparatif des indicateurs d'état oxique disponibles afin de s'assurer qu'ils fournissent des renseignements comparables sur l'état oxique des sédiments, et d'élaborer des seuils pour les indicateurs d'état oxique qui correspondent à l’objectif de gestion d’une perte de biodiversité inférieure à 50 %. On a établi les seuils supplémentaires qui peuvent être utilisés pour classer l'état oxique des sédiments selon toute la gamme des effets biologiques possibles de l'enrichissement en matière organique des sédiments (c.-à-d. oxique à anoxique). Une nouvelle technologie d'échantillonnage de l'eau interstitielle était élaborée; elle a permis de réduire grandement les coûts de surveillance de l'aquaculture tout en éliminant les préoccupations concernant la capacité de présenter des méthodes d'échantillonnage (échantillonnage ponctuel et carottes de sédiments) afin de fournir des échantillons d'eau interstitielle et des sédiments de surface non perturbés.

Constatations

La méthode standard de l’électrode sélective d’ions pour l’analyse des sulfures libres totaux fournit généralement des résultats biaisés sur la contamination des échantillons par des sulfures minéraux non toxiques ou sur l’oxydation et la volatilisation des sulfures libres avant l’analyse. D’autres protocoles d’analyse sur le terrain et en laboratoire, basés sur l’analyse de l’eau interstitielle, ont donc été mis au point pour atténuer ces problèmes. Ces protocoles prévoient une approche pratique pour mesurer simultanément la concentration d’oxygène dissous dans l’eau interstitielle à l’aide de microcapteurs du commerce. Une méthode simple de spectrophotométrie UV a fait l’objet de nombreux essais sur le terrain et a démontré qu’elle permettait de mesurer rapidement et de façon précise les sulfures libres totaux sur le terrain. Une méthode de conservation des échantillons et d’analyse sur microlame au bleu de méthylène a été testée simultanément et a donné des résultats sur les sulfures comparables à ceux obtenus avec la méthode UV. À l’inverse, il a été confirmé que la méthode de l’électrode sélective d’ions donne des résultats biaisés qui sont faiblement corrélés avec ceux obtenus avec les deux autres méthodes. L’utilisation simultanée d’indicateurs des sulfures et de l’oxygène dans l’analyse des sédiments ont permis de décrire d’une manière plus précise les altérations géochimiques dans les sédiments qui ont des effets sur les communautés benthiques.

Publications

Cranford, P.J., L. Brager, and D. Wong. 2017. A dual indicator approach for monitoring benthic impacts from organic enrichment with test application near Atlantic salmon farms. (En anglais seulement) Marine Pollution Bulletin. 124:258-265.

Multimédia

Nouveaux outils pour l’aquaculture

Nom du programme

Programme de recherche sur la réglementation de l'aquaculture (PRRA)

Année

2016 à 2017

Chercheur principal

Peter Cranford
Écologiste marin, Institut océanographique de Bedford
Courriel: Peter.Cranford@dfo-mpo.gc.ca