Troisième évaluation nationale

4.0 Qualité des effluents

4.1 Essais de toxicité sublétale

En vertu du paragraphe 5(2) de l’annexe 5 du REMM, des essais de toxicité sublétale (TSL) de l’effluent d’une mine de métaux doivent être réalisés au point de rejet final de la mine présentant le potentiel d’effet néfaste sur l’environnement le plus élevé. Les essais de toxicité sublétale, tout comme la caractérisation de l’effluent et un suivi de la qualité de l’eau^{Note de bas de page 9}, fournissent des renseignements supplémentaires pour les études de suivi biologique, notamment une mesure des variations annuelles de la qualité de l’effluent et une estimation spécifique au site des effets potentiels de l’effluent sur les éléments biologiques de l’environnement récepteur.

Les essais de toxicité sublétale consistent à exposer des organismes à différentes concentrations de l’effluent, en laboratoire. On détermine la concentration d’effluent causant une inhibition de 25 % (CI₂₅) sur les organismes testés. La méthode d’essai suivie dicte le paramètre d’inhibition, par exemple l’inhibition de la croissance ou de la reproduction. Une faible valeur de CI₂₅ (par ex., 10 %) indique une toxicité sublétale plus élevée car l’inhibition se produit à une faible concentration de l’effluent. Inversement, une valeur plus élevée de CI₂₅ indique une toxicité sublétale plus faible. Une valeur rapportée ≥ 100 %^{Note de bas de page 10} signale que l’effluent est non toxique pour l’effet sublétal considéré pour l’organisme testé.

Les mines doivent réaliser les essais de toxicité sublétale à deux reprises pendant une année civile pendant les trois premières années et une fois par an par la suite. Les essais sont réalisés en suivant des méthodes normalisées mentionnées dans le REMM (article 5 de l’annexe 5). Plusieurs essais différents sont exigés, dont un essai de développement aux premiers stades de vie chez les poissons, un essai de reproduction d’un invertébré et des essais d’inhibition de la croissance de plantes et d’algues.

Nous avons compilé les résultats des essais de toxicité sublétale effectués pendant les dix premières années de l’application du REMM, afin d’évaluer les tendances relatives à la qualité de l’effluent que présente le présent document. Nous avons étudié la toxicité sublétale de toutes les mines collectivement et celle des mines de différents minéraux : métaux précieux (or, argent), métaux de base (cuivre, zinc, nickel, etc.), uranium, fer et autres types de minerai (par ex., tantale, titane, tungstène). Ces tendances ont été analysées sur une période de 10 ans, de 2003 à 2012. Au cours de cette période, 125 mines ont soumis les résultats de 6761 essais.

Pour chaque année, nous avons calculé les moyennes géométriques annuelles^{Note de bas de page 11} de la CI₂₅ pour toutes les mines combinées et pour chaque type de minerai. Les valeurs annuelles des CI₂₅ ont été réparties en trois catégories de TSL : fortement toxique (CI₂₅  ≤  20 %), faiblement toxique (20 % < CI₂₅ <100 %) et non toxique (CI₂₅ ≥ 100 %). Dans l’Annexe E, nous présentons les moyennes géométriques et les CI₂₅ en pourcentage pour chaque catégorie de TSL et pour chaque année, pour les cinq essais réalisés en eau douce. Dans l’Annexe F, nous présentons les moyennes géométriques annuelles de la CI₂₅ pour chaque type de minerai pour les essais de toxicité sublétale réalisés en eau douce.

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4.1.1 Toxicité sublétale des effluents miniers

À l’exception de l’essai d’inhibition de la croissance des algues, la toxicité sublétale globale de l’effluent minier est restée stable de 2003 à 2012 (figure 12). L’inhibition de la croissance des algues a diminué de 2007 à 2011, tel qu’indiqué par des augmentations des moyennes géométriques de la CI₂₅ et des diminutions de la proportion de résultats de « haute toxicité » (CI₂₅ ≤ 20 %) (figure E4). Les résultats des essais de toxicité sublétale pour la croissance larvaire des poissons (Pimephales promelas), la reproduction des invertébrés (Ceriodaphnia dubia) et la croissance des plantes (Lemna minor) montrent des variations annuelles, mais aucune tendance solide avec le temps (figure 12).

Note : gammes des nombres d’essais réalisés par année : Pimephales promelas, n = 111–140; Pseudokirchneriella subcapitata, n = 119–152; Lemna minor (poids sec), n = 117–142; Ceriodaphnia dubia, n = 121–155; Lemna minor (nombre de feuilles), n = 116–145.

Les tendances de la toxicité sublétale des effluents étaient plus variables pour différents types de minerai, probablement en raison de la taille plus petite de la base de données pour chaque type de minerai (figures F1 à F5). Pour les mines de métaux de base et de métaux précieux, les résultats sur la croissance des algues montrent une baisse de la toxicité de 2007 à 2011 et une hausse en 2012. Bien que certaines tendances puissent apparaître pour l’uranium, le fer et d’« autres » types de minerai, on devrait les interpréter avec précaution étant donné la petitesse des base de données.

Pour les lieux où le Pimephales promelas(tête-de-boule) n’est pas une espèce indigène, un essai analogue a été effectué sur la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss). Entre 2003 et 2012, huit mines de métaux de base et deux mines de métaux précieux ont soumis des résultats de TSL obtenus lors d’essais réalisés sur la truite arc‑en-ciel. Ces mines sont surtout situées dans l’Ouest canadien. Dans le cas des mines de métaux de base, les valeurs de la CI₂₅ allaient de 54 à 100 %, et dans 62 % des essais aucune toxicité sublétale (CI₂₅ ≥ 100 %) n’a pu être observée. Les 22 essais réalisés par des mines de métaux précieux n’ont révélé aucune toxicité sublétale (CI₂₅ ≥100 %) pour la truite arc-en-ciel.

Les mines qui rejettent leur effluent dans un milieu marin ou estuarien doivent réaliser des essais de TSL sur des organismes marins en suivant des méthodes différentes de celles suivies pour les essais en eau douce. Deux mines de métaux de base ont réalisé des essais de TSL. Les CI₂₅ pour le clypéastre (oursin plat) allaient de 4 à 18 %, alors que celles de l’oursin allaient de 10 à ≥100 %, celles de la macroalgue rouge de 4 à 56 %, celles de la capucette barrée de 67 à 73 % et celles de la capucette Menidia beryllina de 16 à  ≥100 %. Aucune tendance de la toxicité sublétale avec le temps n’était apparente pour ces deux mines.

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4.1.2 Sensibilité des essais de toxicité sublétale

La concentration de l’effluent à laquelle survient l’inhibition dépend du choix de l’essai normalisé. On considère que l’essai qui déclenche l’inhibition avec la plus faible concentration d’effluent est le plus sensible. On peut comparer les résultats obtenus avec un type d’essai à ceux obtenus lors d’autres essais réalisés avec le même échantillon d’effluent pour évaluer la sensibilité relative. Il est important de faire un suivi de la sensibilité des essais de TSL pour s’assurer que les essais réalisés sont toujours pertinents pour l’effluent évalué (par ex., les espèces qui ne donnent jamais de réponse pourraient, à l’avenir, être retirées des essais exigés). Les changements de la qualité de l’effluent au cours du temps sont mieux évalués au moyen d’essais sensibles. La sensibilité de chaque essai par rapport à celle d’autres essais peut aider à prédire la substance toxique dominante. Les poissons, par exemple, sont réputés être plus sensibles à l’ammoniac (qui leur est toxique) que les invertébrés, alors que ces derniers sont souvent plus sensibles aux métaux. Pour toutes les mines, les moyennes géométriques annuelles de la CI₂₅ et la proportion d’essais indiquant l’absence d’une toxicité sublétale sont une indication de la sensibilité de chaque essai (figures E1 à E5).

Les essais les plus sensibles aux effluents étaient ceux sur l’inhibition de la reproduction des invertébrés et la croissance des plantes (nombre de feuilles), pour lesquels les moyennes géométriques annuelles de la CI₂₅ se situaient dans la gamme de ~ 20 à 40 %. L’essai d’inhibition de la croissance des plantes (poids sec de feuilles) était légèrement moins sensible, avec des moyennes géométriques annuelles de la CI₂₅ situées entre ~ 40 et 50 %, suivi de l’essai d’inhibition de la croissance des algues, pour lequel une gamme plus large de moyennes géométriques annuelles de la CI₂₅ est obtenue, de ~ 50 à 80 %. Avec des moyennes géométriques annuelles de la CI₂₅ entre ~ 80 et 90 %, l’essai d’inhibition du développement larvaire du poisson était le moins sensible. Nous avons trouvé que la sensibilité relative de ces différents essais était la même en comparant la proportion d’essais qui indiquaient l’absence de toxicité sublétale. Ces résultats corroborent les conclusions de la Deuxième évaluation nationale (Environnement Canada 2012b), indiquant que la sensibilité relative des essais de TSL aux effluents miniers est demeurée constante pendant les dix premières années d’essai.

Les essais de TSL les plus sensibles parmi les types de minerais (métaux précieux et métaux de base) pour lesquels nous disposons de grandes bases de données sont (figures E1 et E2) les essais d’inhibition de la reproduction des invertébrés et de la croissance des plantes (nombre de feuilles). Les données pour les mines d’uranium et des autres minerais sont plus variables, ainsi les essais d’inhibition de la reproduction des invertébrés et de la croissance des plantes (nombre de feuilles et poids sec) semblent être les essais les plus sensibles et l’essai d’inhibition du développement des premiers stades de vie chez les poissons le moins sensible (figures E3 et E4). Nous n’avons pas trouvé de différences uniformes de la sensibilité des essais pour les mines de fer (figure E5).

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4.1.3 Stimulation lors des essais d’inhibition de la croissance des algues et des plantes

Les méthodes suivies pour les essais d’inhibition de la croissance des algues et des plantes requièrent que l’occurrence de la stimulation de la croissance soit rapportée. On appelle stimulation une augmentation de la croissance des organismes testés après exposition à l’effluent par rapport à celles de témoins. Si la stimulation à basse concentration est suivie d’une réponse inhibitrice à plus forte concentration, cette stimulation à basse dose pourrait être liée à la réponse d’un organisme à de faibles concentrations d’une substance toxique. Ce processus s’appelle l’hormèse. Si l’effet stimulant est observé pour toutes les concentrations d’effluent ou augmente avec la concentration de l’effluent, les résultats pourraient indiquer un effet d’enrichissement lié à une plus grande disponibilité de nutriments plutôt qu’à l’hormèse.

De 2010 à 2012, on a signalé une stimulation lors de 55 % des essais de croissance des algues et 19 % des essais d’inhibition de la croissance des plantes. La stimulation semble être plus fréquente pour les mines de métaux de base ou de métaux précieux que pour les autres types de minerais, notamment dans le cas de l’essai d’inhibition de la croissance des plantes (tableau 1).

Les résultats globaux de stimulation présentés ici comprennent les deux types de stimulation observés -- l’hormèse et l’effet d’enrichissement -- et surestiment donc probablement l’effet de l’enrichissement. Des résultats d’essais supplémentaires sont nécessaires pour pouvoir distinguer ces types de stimulation.

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4.2 Caractérisation des effluents

La caractérisation des effluents est réalisée en analysant un échantillon d’effluent prélevé à chaque point de rejet final pour déterminer les concentrations des contaminants potentiels dans les effluents miniers La concentration moyenne annuelle de chacune des neufs substances mentionnées à l’article 4 de l’annexe 5 du REMM a été calculée pour deux groupes différents de points de rejet final. Le premier groupe concerne les points de rejet final associés aux études de suivi biologique et le deuxième tous les autres points de rejet final. Nous présentons ces moyennes annuelles et donnons un aperçu général de la chimie des effluents à l’Annexe G.

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