Recommandations canadiennes pour la qualité des eaux : protection de la vie aquatique - Aluminium (Retiré)

L'aluminium présent dans l'environnement aquatique peut avoir des incidences importantes sur la vie aquatique. Les précipitations acides ont été associées à la disparition de populations de poissons par la mobilisation de l'aluminium dans des eaux sensibles à l'acidité (Buckler et al., 1995; Wilson et al., 1994; DeLonay et al., 1993; Palmer et al., 1988; Sadler et Lynam, 1988; Baker et Schofield, 1982). Les fortes pluies et la fonte des neiges peuvent aussi influer sur les concentrations d'aluminium dans l'environnement aquatique par le lessivage d'importantes quantités de ce métal à partir des sols du bassin versant (Mount et al., 1990; Gunn et Noakes, 1987). Les variations à court terme des concentrations d'aluminium causées par ces événements peuvent avoir des effets très importants sur le biote aquatique.

Les plantes aquatiques peuvent tolérer des concentrations d'aluminium plus élevées que les invertébrés aquatiques, les amphibiens et les poissons (Sparling et Lowe, 1996; Butcher, 1987). À mesure que le pH décroît, le Ca²⁺, les ions métalliques (p. ex., Fe) et le phosphore peuvent réagir avec l'aluminium et ainsi nuire à la croissance des plantes (Hörnström et al., 1984). Sprenger et McIntosh (1989) ont noté que les concentrations d'aluminium en milieu aqueux présentaient une corrélation négative avec le pH, de sorte que les plantes qui croissent en milieu acide sont souvent résistantes à l'aluminium. La toxicité de l'aluminium pour les invertébrés découle surtout d'une perturbation de la régulation ionique et de la perte de Na⁺. L'aluminium est plus toxique pour les invertébrés dans la gamme de pH de 5,1 à 5,8 comparativement aux pH supérieurs (Hörnström et al., 1984). Freda (1991) a examiné la toxicité de l'aluminium chez neuf espèces d'amphibiens à divers stades de développement. Il a trouvé trois types possibles de toxicité pour les amphibiens fondés sur les interactions de l'aluminium et du pH. Le type I pour lequel la toxicité présente une relation négative avec le pH, le type II pour lequel la toxicité présente une relation positive avec le pH et le type III pour lequel l'aluminium réduit la toxicité de l'acidité. L'aluminium peut poser un risque élevé pour les amphibiens en milieu acide, mais le H⁺ est aussi toxique et il peut être difficile de différencier ces deux facteurs. Les poissons sont sensibles aux concentrations d'aluminium. Les facteurs clés de leur sensibilité sont l'espèce, le stade de développement et la forme de l'aluminium. Les salmonidés sont plus sensibles aux effets toxiques de l'aluminium que les espèces d'eau chaude (Spry et Wiener, 1991; Roy, 1998; Valcin, 1998). Selon plusieurs études, le stade de développement du juvénile s'avère le plus sensible et celui de l'embryon le moins sensible (Roy, 1998; Rosseland et al., 1992; Baker et Schofield, 1982). Des espèces de poissons se sont avérées également sensibles aux trois formes d'aluminium monomère (Al³⁺, Al(OH)²⁺ et Al(OH)₂⁺) en milieu aqueux (Sparling et Lowe, 1996). Le mécanisme de la toxicité de l'aluminium chez les poissons tend à s'expliquer par des perturbations de la régulation ionique et de l'osmorégulation et par divers troubles respiratoires liés à la précipitation de l'aluminium sur les branchies (Phippen et Horvath, 1998). La liaison de l'aluminium avec l'épithélium des branchies et, au niveau intracellulaire, à l'intérieur des cellules épithéliales lamellaires constitue une condition préalable à la toxicité aiguë (Phippen et Horvath, 1998). Chez les poissons, les signes apparents de la toxicité par l'aluminium sont la toux, l'hyperventilation et l'obstruction des branchies par du mucus (Lewis et al., 1990).

L'utilisation de solutions d'aluminium sursaturées peut s'avérer un obstacle important à la bonne interprétation des essais de toxicité en laboratoire, lorsqu'on fait un examen critique des publications sur ce sujet (Roy, 1998; Spry et Wiener, 1991). Les solutions sursaturées peuvent s'avérer très toxiques si l'aluminium précipite et adhère aux tissus des branchies où il peut causer l'asphyxie (Spry et Wiener, 1991). La toxicité peut cependant être réduite si la solution a été conservée pendant un certain temps, de sorte qu'il y a eu formation de polymères d'aluminium de grande taille et de composés amorphes qui ne réagissent pas avec les tissus des branchies (Freda, 1991; Spry et Wiener, 1991). Selon le produit de solubilité de la gibbsite microcristalline, les milieux qui contiennent plus que 18,9 μg-L^-1 de Al inorganique à un pH 6 et à une température de 20°C sont jugés sursaturés (Parent et Campbell, 1994). Dans de telles conditions, la chimie en milieu aqueux de l'aluminium devient très complexe et imprévisible. Les solutions sursaturées d'aluminium en milieu naturel sont rares, surtout dans les eaux de faible pH (Hutchinson et al., 1987, 1989; Tipping et al., 1988; LaZerte, 1984). On compte, comme situation où de telles solutions peuvent se produire dans l'environnement, les bassins versants de pH neutre dans lesquels est déversé du sulfate d'aluminium provenant d'usines d'épuration municipales ou de production de pâtes et papiers (Roy, 1998). Les études faisant état d'effets toxiques découlant d'une exposition à une solution sursaturée n'ont pas été jugées acceptables pour l'élaboration de la recommandation. De même, il n'a pas été tenu compte des études pour lesquelles l'utilisation de témoins, de statistiques ou de méthodes normalisées n'était pas adéquate.