Fait saillant de l'habitat : Lutter contre l'acidification des bassins hydrographiques en Nouvelle Écosse

Ce bulletin, Fait saillant de l’habitat, explique l’acidification et ses effets sur le poisson et son habitat en Nouvelle-Écosse.

Sur cette page

• Qu'est-ce que l'acidification?
• Pluie acide
• Drainage acide
• Capacité tampon
• Quelle incidence l'acidification a-t-elle sur les espèces aquatiques?
• Effets de l'acidification sur le saumon atlantique
• Acidification en Nouvelle-Écosse
• Mesures de gestion pour lutter contre l'acidification dans les bassins hydrographiques de la Nouvelle-Écosse
  • Outils réglementaires
  • Restauration
• Partenariats pour lutter contre l'acidification dans les bassins hydrographiques de la Nouvelle-Écosse
• Chaulage de la rivière West, Sheet Harbour, Nova Scotia Salmon Association
• Chaulage du ruisseau Barren, St. Mary's River Association
• Références

Qu’est-ce que l’acidification?

L’échelle de pH sert à mesurer l’acidité et l’alcalinité. Les substances neutres ont une valeur de 7.0 sur l’échelle de pH. Plus le pH d’une substance est faible, plus la substance est acide. La pluie normale a un pH d’environ 5.6 – l’acidité légère est due au dioxyde de carbone de l’atmosphère dissous dans l’eau qui produit un acide faible. Le pH de la pluie acide se situe généralement entre 4.2 et 4.4^{Note de bas de page 1}.

Le pH d’un cours d’eau (p. ex., rivières, ruisseaux et lacs) est influencé à la fois par l’ajout d’intrants acides au système (p. ex., par les pluies acides ou le drainage acide) et par la capacité du système à neutraliser l’acide, appelée aussi capacité tampon.

Pluie acide

Les dépôts acides, communément appelés « pluie acide », s’entendent des précipitations (p. ex., pluie, neige ou brouillard) qui contiennent des composantes acides. Le dioxyde de soufre et les oxydes d’azote sont les deux principaux polluants qui forment la pluie acide. Le dioxyde de soufre et les oxydes d’azote peuvent provenir de sources naturelles, comme les volcans. Toutefois, la grande partie de ces polluants est rejetée dans l’atmosphère par les combustibles fossiles brûlés pour produire de l’électricité, dans les véhicules et l’équipement lourd et dans le cadre des processus de fabrication ou d’autres processus industriels^{Note de bas de page 1}. En plus de contribuer à l’acidification des milieux aquatiques, la pluie acide peut entraîner la lixiviation de l’aluminium et d’autres métaux et leur infiltration dans des zones aquatiques adjacentes.

Des progrès considérables ont été réalisés à l’échelle internationale en ce qui concerne la réduction des émissions par la mise en place de règlements nationaux et d’accords internationaux. Par exemple, les émissions de dioxyde de soufre au Canada ont baissé de 69 % entre 1990 et 2017^{Note de bas de page 2}.

Drainage acide

Diverses activités d’utilisation des terres peuvent contribuer à l’acidification de l’eau de surface, notamment les eaux de ruissellement des carrières, les travaux de construction de routes et les projets de développement urbain. Ces types d’apports acides sont appelés drainage acide et sont causés par l’oxydation de minéraux riches en soufre^{Note de bas de page 3}.

Capacité tampon

La capacité tampon est la mesure de la capacité d’un ruisseau ou d’une rivière à neutraliser l’acidité ^{Note de bas de page 4}. La géologie sous-jacente d’une zone, ainsi que le type de sol, a une incidence sur les effets de l’apport acide dans une région particulière. Certains types de sol peuvent atténuer la pluie acide en neutralisant l’acidité de l’eau de pluie qui s’y infiltre. Toutefois, les régions où le sol est mince ou qu’il n’a pas la capacité de neutraliser l’acide de l’eau de pluie sont particulièrement vulnérables à la pluie acide^{Note de bas de page 1}. Dans les régions où abonde la roche calcaire, les lacs sont davantage en mesure de neutraliser l'acidité. Là où le roc est surtout granitique, les lacs n'y parviennent pas. C'est hélas le cas de la majeure partie de l'est du Canada - où tombe la majeure partie des précipitations acides.

Quel est l’effet de l’acidification sur les espèces aquatiques?

L’acidification des écosystèmes d’eau douce a une incidence sur la productivité aquatique et terrestre en raison des effets direct de la baisse du pH. Le niveau pH de l’eau est un facteur limitatif pour plusieurs organismes aquatiques. De nombreuses espèces ne peuvent tolérer qu’une plage de pH précise pour une croissance et une reproduction optimales ^{Note de bas de page 4}. Lorsque le pH des plans d’eau baisse, moins d’espèces de poissons et d’autres vies aquatiques, comme les invertébrés, peuvent survivre. L’acidification peut également entraîner une réduction des principaux nutriments et augmenter le mouvement des métaux, comme l’aluminium, le cadmium et le plomb, qui peuvent être toxiques^{Note de bas de page 3}.

Effets de l’acidification sur le saumon atlantique

L’acidification est particulièrement préoccupante pour le saumon atlantique en Nouvelle-Écosse, les répercussions les plus importants se faisant sentir dans la région des hautes terres du sud. Le Comité sur la situation des espèces en péril au Canada (COSEPAC) a signalé que 22 % des rivières de cette région sont acidifiées (pH inférieur à 4.7) et que des populations de saumon sont perdues, alors que 31 % des rivières sont modérément touchées (pH entre 4.7 et 5.0) et maintiennent de petites populations^{Note de bas de page 5}.

La capacité du saumon atlantique à tolérer les conditions acides dépend des étapes de son cycle biologique, les alevins et les saumoneaux étant les plus sensibles. La mortalité des alevins (19 à 71 %) et des saumoneaux (1 à 5 %) survient lorsque le pH est inférieur à 5.0. Lorsque le pH baisse pour atteindre la plage 4.6 à 4.7, la mortalité des tacons et des saumoneaux est relativement élevée (72 à 100 %). Les œufs et les alevins subissent des effets létaux lorsque le pH est inférieur à 4.8^{Note de bas de page 5}.

Lorsque le pH de l’eau est inférieur à 5.0, les processus normaux sont perturbés. L’eau et les molécules (notamment le sodium et le chlorure) ne peuvent pas se déplacer entre le saumon atlantique et l’eau environnante, ce qui entraîne des effets sur le système circulatoire et peut causer la mort^{Note de bas de page 5}.

Les concentrations accrues d’aluminium liées à la pluie acide peuvent également être toxiques pour des espèces de poisson comme le saumon atlantique^{Note de bas de page 6}. La disparition locale, ou la perte, des populations de saumon atlantique dans les rivières de la Scandinavie, de l’est des États-Unis et de la Nouvelle-Écosse a été attribuée à plusieurs facteurs, notamment les concentrations élevées d’aluminium^{Note de bas de page 7}.

Acidification en Nouvelle-Écosse

Dans les années 1970, les scientifiques ont commencé à établir des liens entre les effets sur l’écosystème et la pluie acide. La Nouvelle-Écosse était particulièrement vulnérable à la pluie acide en raison de son emplacement géographique par rapport aux régions où les émissions industrielles sont élevées, les polluants parcourant de longues distances à partir de leurs sources en raison des vents dominants^{Note de bas de page 2}. La province a été durement touchée par des dépôts de soufre, qui émanaient principalement de la combustion du charbon dans le centre du Canada et le nord-est des États-Unis. Il a été estimé que près de la moitié de toutes les rivières en Nouvelle-Écosse ont été durement touchées par la pluie acide depuis les années 1970 jusqu’aux années 1980^{Note de bas de page 8}.

Alors que plusieurs régions du Canada ont enregistré une réduction de l’acidification des zones d’eau douce à la suite de la baisse des émissions au cours des années 1990, ces réductions n’ont pas été observées en Nouvelle-Écosse^{Note de bas de page 9}. En 2007, alors que le Canada atlantique recevait les plus faibles quantités de pluie acide dans l’est de l’Amérique du Nord, les eaux de surface de certaines parties de la région sont les plus acides enregistrées dans le continent^{Note de bas de page 10}. Cette acidification chronique tient à une combinaison de pluie acide historique, de drainage minier acide continu, d’apports acides naturels provenant de milieux humides abondants, et de la faible capacité tampon ou capacité de neutralisation de l’acide en raison de la nature du substrat rocheux et du sol locaux^{Note de bas de page 11};^{Note de bas de page 9}.

La formation Halifax, qui s’étend le long de la partie continentale sud de la Nouvelle-Écosse, de Yarmouth to Canso, est composée d’un substrat rocheux en schistes pyriteux. Lorsque les schistes sont exposés à l’eau et à l’oxygène, comme au cours de travaux de construction, un processus d’oxydation chimique peut se produire et libérer des oxydes métalliques et de l’acide sulfurique qui peuvent ensuite s’infiltrer dans les ruisseaux et les lacs^{Note de bas de page 3};^{Note de bas de page 11}. La carte ci-dessous, adaptée du Watershed Assessment Program de la Nouvelle-Écosse^{Note de bas de page 7}, indique le niveau du potentiel de drainage minier acide à l’échelle de la province.

La capacité tampon d’un cours d’eau est influencée par le sol et le substrat rocheux à travers lesquels passent les eaux. La capacité tampon est faible lorsque le cours d’eau traverse un sol de granite, alors qu’elle est élevée lorsque le cours d’eau traverse un sol calcaire^{Note de bas de page 4}. Les eaux dans les zones dont le substrat rocheux est métamorphique ou en granite ont des niveaux de connectivité faibles, ce qui signifie que le taux des matières dissoutes est faible. Par conséquent, ces eaux ont une capacité tampon faible, voire aucune, parce qu’elles contiennent peu d’ions pour absorber les dépôts acides. Il a été estimé que plus de 75 % des lacs en Nouvelle-Écosse ont un substrat rocheux ou métamorphique ou en granite^{Note de bas de page 3}. Par contre, l’acidité de l’eau est modérée dans les zones dont la capacité tampon est élevée, comme les zones caractérisées par de fortes concentrations de minéraux et par la présence associée de carbonate de calcium et de magnésium^{Note de bas de page 3}.

À l’aide des données de Conservation de la nature Canada sur la classification des cours d’eau pour la région des Appalaches nordiques et de l’Acadie du Canada, une analyse a été effectuée à l’aide de plusieurs variables fondées sur diverses caractéristiques du sol pour prédire la capacité tampon des bassins hydrographiques en Nouvelle-Écosse^{Note de bas de page 4}. La capacité tampon est la moyenne mg/l du carbonate de calcium dans un bassin versant. Les couleurs foncées indiquent les bassins versants dont la capacité tampon est faible (Herring Cove/Medway, Roseway/Sable/Jordan, Mersey, Meteghan et Gold), alors que les couleurs claires sont indicatives des cours d’eau dont la capacité tampon est élevée (Tidnish/Shinimicas, Missaguash, River John, Gaspereau et Cheticamp). Dans l’ensemble, les bassins versants du sud-ouest de la Nouvelle-Écosse ont une faible capacité tampon.

Cette carte donne une vue d’ensemble des bassins hydrographiques pouvant être touchés par l’acidification en raison d’une capacité tampon faible; l’évaluation et la modélisation futures seraient améliorées par l’intégration de relevés à une plus grande échelle pour déterminer les niveaux d’acidification des eaux douces en Nouvelle-Écosse sur une période de temps plus longue.

Mesures de gestion pour lutter contre l’acidification dans les bassins hydrographiques de la Nouvelle-Écosse

Outils réglementaires

La meilleure approche de gestion du drainage minier acide est d’éviter son développement; pour ce faire, il faut connaître l’emplacement du substrat riche en sulfure et éviter les activités qui causent sa libération ou son exposition. Si des perturbations sont inévitables, the Sulphide Bearing Material Disposal Regulations (en anglais seulement), pris sous le régime de l’Environment Act de la Nouvelle-Écosse, décrit la façon de gérer les matières contenant du sulfure. Pour obtenir de plus amples renseignements sur la gestion du drainage minier acide en Nouvelle-Écosse, consulter le ministère des Ressources naturelles et des Énergies renouvelables de la Nouvelle-Écosse (en anglais seulement).

Restauration

Les précipitations acides ont baissé depuis la réduction des émissions au début des années 1990. Toutefois, aucune amélioration de la qualité de l’eau n’a été constatée dans plusieurs régions de la Nouvelle-Écosse. On estime qu’il faut plus de 50 ans pour que la qualité de l’eau se rétablisse naturellement suite aux effets des pluies acides^{Note de bas de page 8};^{Note de bas de page 9}.

L’unique atténuation à long terme de l’acidification consiste à ajouter des matériaux tampon dans les milieux d’eau douce pour compenser les apports acides et améliorer la qualité de l’eau. L’ajout de matériaux tampon s’effectue par chaulage^{Note de bas de page 9}. Différentes techniques de chaulage peuvent être utilisées. Des doseurs sont utilisés pour ajouter du calcaire en poudre ou du lait de chaux directement dans les cours d’eau et les rivières; ainsi, on peut traiter relativement de grandes quantités d’eau à un coût relativement faible. Toutefois, des mesures d’entretien permanentes sont nécessaires. Une autre approche est terrestre et utilise la technique de chaulage dans le bassin hydrographique, selon laquelle du calcaire en poudre est répandu sur des parties du bassin pour augmenter le pH du sol et accroître par la suite le pH des rivières et des cours d’eau. Cette approche peut avoir des bienfaits à long terme. Mais, le taux de l’application initiale peut être élevé parce que le calcaire est souvent épandu par hélicoptère.

En collaboration avec le milieu universitaire et des partenaires non gouvernementaux, la province de la Nouvelle-Écosse a produit le document, guide for terrestrial liming in southwestern Nova Scotia (en anglais seulement) (1 935 KB).

Partenariats pour atténuer l’acidification dans les bassins hydrographiques de la Nouvelle-Écosse

Le MPO aide les partenaires à utiliser des solutions novatrices pour contrer la menace que fait peser l’acidification sur les espèces de poisson indigènes, particulièrement le saumon de l’Atlantique.

Chaulage de la rivière West, Sheet Harbour, Nova Scotia Salmon Association

La Nova Scotia Salmon Association (en anglais seulement) (NSSA) mène des activités de chaulage dans la rivière West, Sheet Harbour, depuis 2005, lorsque le premier doseur de chaux a été installé dans la partie supérieure du bassin hydrographique. En collaboration avec un certain nombre de partenaires et en s’appuyant sur le soutien financier du Fonds pour la restauration côtière et du Fonds de la nature du Canada pour les espèces aquatiques en péril, la NSSA a continué à développer son expertise dans les techniques de chaulage. Un deuxième doseur installé sur la rivière Killage en 2016 utilise l’énergie éolienne et solaire pour verser le calcaire dans la rivière. La NSSA utilise également la technique de chaulage dans le bassin en utilisant des hélicoptères pour chauler le sol forestier des ruisseaux Keef et Tent. Un important volet de ces projets est la surveillance continue de la qualité de l’eau et des populations de saumon atlantique. Cette surveillance a montré que le pH est plus faible dans les zones non traitées que dans celles traitées avec de la chaux, ce qui indique que le doseur continue d’atténuer les effets négatifs de la pluie acide. Les données recueillies par la NSSA laissent croire que la production de saumoneaux atlantiques a augmenté dans les zones traitées avec de la chaux.

Chaulage du ruisseau Barren par la St. Mary’s River Association

La St. Mary’s River Association (en anglais seulement), qui s’appuie sur le Fonds pour la restauration côtière, utilise la technique du chaulage dans le bassin du ruisseau Brook, un tributaire acidifié du bras Ouest de la rivière St. Mary’s. De la chaux agricole est appliquée à l’aide d’hélicoptères et d’un épandeur. Cette zone héberge un habitat convenable pour le frai et l’alevinage du saumon atlantique, et a été sélectionnée pour appuyer les efforts de rétablissement du saumon dans le bassin. Une partie du projet comprend la surveillance continue de la zone, et les premières analyses des propriétés chimiques de l’eau ont montré une amélioration des niveaux pH dans les zones traitées.