SOMMAIRE

 L'étude du site de la mine Myra Falls (Colombie-Britannique) est l’une des quatre évaluations sur le terrain effectuées en 1997 dans le cadre du Programme d'évaluation des techniques de mesure d'impacts en milieu aquatique (ETIMA), programme conjoint gouvernement-industrie destiné à évaluer le rapport coût-efficacité des technologies d'évaluation des impacts liés aux activités minières dans le milieu aquatique. Les trois autres sites miniers étudiés étaient ceux de Dome (Ontario), de Mattabi (Ontario) et de Heath Steele (Nouveau-Brunswick). On présente un résumé et une évaluation des résultats de ces quatre études dans un rapport sommaire distinct.

Les installations minières de la mine Myra Falls de Boliden (Westmin) sont situées au centre de l'île de Vancouver et produisent des concentrés de métaux communs (zinc, cuivre, plomb), ainsi que de l'or et de l’argent. Elles rejettent des effluents traités dans le ruisseau Myra; des eaux d'infiltration d'autres provenances rejoignent le ruisseau Myra, qui se déverse dans le lac Buttle, une vaste et profonde retenue du bassin hydrographique de la rivière Campbell. Jusque vers le milieu des années 80, la mine rejetait ses résidus dans l'extrémité sud du lac Buttle.

Les objectifs du programme sur le terrain de 1997 étaient de vérifier 13 hypothèses formulées pour tenter de répondre à quatre questions principales :

1. Est-ce que les contaminants pénètrent dans le réseau aquatique (et dans l’affirmative, dans quelle mesure et dans quels compartiments)?
2. Les contaminants sont-ils biodisponibles?
3. La réponse (biologique) est-elle mesurable?
4. Les contaminants sont-ils la cause de ces réponses?

Ces hypothèses représentent des questions plus spécifiques concernant la capacité (relative) des différents outils de surveillance de répondre à ces quatre questions générales sur les effets des activités minières. L'évaluation des outils prévoyait notamment la surveillance des sédiments (tests de toxicité des sédiments), la surveillance des poissons (dosage de la métallothionéine et des métaux dans les tissus et la détermination des indicateurs des populations/communautés) et, enfin, l’intégration des outils (rapports entre l’exposition et les réponses biologiques et utilisation de la toxicité sublétale des effluents).

On a vérifié 6 des 13 hypothèses au site de la mine Myra Falls (voir le tableau 1.1). Les 7 hypothèses non vérifiées à ce site étaient liées aux réponses des poissons. On n'a pas prévu d'échantillonnage de poissons au site Myra Falls parce qu'on a conclu que les conditions de ce site étaient moins qu'optimales pour vérifier les hypothèses concernant les poissons, par rapport aux trois autres sites miniers étudiés en 1997.

On a utilisé les trois paramètres de la qualité des sédiments comme outil supplémentaire pour l'évaluation des liens entre la toxicité des sédiments, la chimie des sédiments et la réponse de la communauté benthique (H10 et H11) dans le lac Buttle. Ces trois paramètres donnent une vue plus générale pour l'évaluation des outils.

Plan de l'étude

On a effectué un relevé de reconnaissance au site du ruisseau Myra et du lac Buttle afin d'évaluer la faisabilité de recueillir des poissons et du benthos dans le ruisseau Myra, de déterminer les gradients de concentration des métaux dans les sédiments du lac Buttle et d'évaluer l’abondance des invertébrés benthiques dans la zone profonde du lac. Les résultats de ce relevé ont servi de base pour la formulation du plan final de l'étude.

Le plan de l'étude du site Myra Falls était basé sur l'échantillonnage du benthos du lac, ainsi que sur la chimie et la toxicité de ses sédiments, selon un modèle zone voisine - zone éloignée -zone de référence. La zone voisine était la partie sud du lac Buttle, la zone éloignée, la partie nord du lac Buttle, et le lac Brewster voisin a servi de zone référence. On a effectué des échantillonnages à sept stations choisies dans chacune des trois zones.

Pour l'échantillonnage au ruisseau Myra, on a utilisé un modèle zone de référence (témoin) - zone d'exposition (impact) permettant d'effectuer des tests de qualité du benthos et de l’eau, ainsi que de vérifier les hypothèses concernant la toxicité des effluents et le benthos. On a échantillonné le benthos à 10 stations situées dans des rapides, dans chacune des deux zones d'échantillonnage.

Programme d’échantillonnage

On a terminé les relevés sur le terrain à Myra Falls vers la mi-septembre 1997, et notamment:

• l'échantillonnage de l'eau du ruisseau Myra et du lac Buttle dans chacune des zones d'échantillonnage pour le dosage des métaux dissous (filtre de 0,45 micron) et totaux. Pour la vérification des hypothèses, on n'a utilisé que les données de qualité de l’eau du ruisseau Myra;
• l'échantillonnage des sédiments des eaux de surface à 21 stations du lac en eau profonde (3 zones) à l’aide d'un échantillonneur  « Petite Ponar » pour la détermination des concentrations « totales » et partielles de métaux (c.-à-d. la fraction liée aux oxydes de Fe et de Mn), ainsi que des concentrations des sulfures volatiles en milieu acide et des métaux extractibles simultanément;
• l'échantillonnage des sédiments des eaux de surface aux 21 stations ci-dessus pour l’analyse des communautés de macroinvertébrés benthiques et pour déterminer la toxicité des sédiments (survie et croissance d'Hyalella azteca, de Chironomus riparius et de Tubifex tubifex);
• l'échantillonnage des macroinvertébrés benthiques dans les zones de rapides de 10 stations exposées aux effluents et de 10 stations de la zone référence du ruisseau Myra, à l’aide d'un échantillonneur en T;
• la détermination de la toxicité chronique des effluents, d'après 4 échantillons d'effluents miniers finals (notamment : survie et reproduction de Ceriodaphnia dubia, survie et croissance de la tête-de-boule, croissance de Selenastrum capricornutum et croissance de Lemna minor.

Aperçu des données

 Qualité de l'eau

 Les concentrations de zinc et de cuivre du ruisseau Myra dépassaient les limites des Recommandations pour la qualité des eaux du Canada (RQEC) en aval du site de la mine, ce qui indiquait l’existence d'une source de métaux provenant du site Myra Falls. Une bonne partie des charges de métaux semblaient provenir de sources autres que l’effluent traité.

Les concentrations de zinc dans la zone voisine du lac Buttle étaient plus élevées, dont les valeurs maximales étaient voisines des limites des RQEC. Les concentrations de métaux étaient plus faibles dans la zone éloignée et les valeurs les plus faibles étaient observées dans la zone de référence.

Les profils de distribution spatiale des concentrations de métaux dissous et totaux étaient semblables et les valeurs de ces dernières étaient généralement semblables pour les principaux métaux (Zn, Cu, Cd). On notait des signes de faible contamination des échantillons de métaux dissous.

Chimie des sédiments

Les concentrations de métaux totaux dans les sédiments étaient plus élevées dans la zone voisine, plus faibles dans la zone éloignée, et les valeurs les plus faibles étaient observées dans la zone de référence (Zn, Cu, Cd, Pb, As). Les concentrations de tous ces métaux dépassaient les limites de l'évaluation intérimaire canadienne de la qualité des sédiments (Canadian Interim Sediment Quality Assessment Values), surtout dans la zone voisine où les concentrations étaient supérieures aux teneurs à effets probables. Les concentrations partielles de métaux suivaient un profil semblable de distribution spatiale, même si, de façon générale, la fraction des concentrations partielles de métaux ne représentait qu'une partie relativement petite des concentrations totales.

Les rapports molaires des concentrations des sulfures volatils en milieu acide et de celles des métaux extractibles simultanément dans les sédiments présentaient de fortes variations à l’intérieur des zones, et leurs valeurs étaient généralement plus élevées dans les stations de la zone voisine, plus faibles dans celles de la zone éloignée, et les valeurs les plus faibles étaient observées dans la zone de référence. Les résultats indiquaient que les sédiments de la zone voisine et, dans une moindre mesure, ceux de la zone éloignée peuvent être toxiques pour les organismes qui les habitent.

Toxicité des sédiments

Les sédiments de la zone voisine, de la zone éloignée et de la zone de référence du lac présentaient divers degrés de toxicité pour Chironomus, Hyalella et Tubifex. Les sédiments de la zone voisine étaient toxiques pour les deux premières espèces (survie et croissance). On observait chez Hyalella une réponse du taux de survie et de croissance dans les sédiments de la zone éloignée par rapport à la réponse pour la zone de référence, mais on n'observait aucune réponse du taux de survie de Tubifex, et les réponses des fonctions reproductives aux effets des sédiments de la zone voisine et de la zone éloignée étaient faibles.

Macroinvertébrés benthiques

Les macroinvertébrés benthiques ne répondaient pas à l’exposition aux sédiments enrichis en métaux pour ce qui est des densités des organismes, du nombre de taxons ou de l’abondance des chironomidés. Toutefois, les harpactacoïdes et Pisidium étaient pratiquement absents dans la zone d'exposition (lac Buttle), mais ils étaient plutôt communs dans la zone de référence (lac Brewster).

Dans le ruisseau Myra, on observait des différences relativement petites entre les valeurs de benthos de la zone d'exposition et celles de la zone de référence; on notait des valeurs légèrement réduites de densités d'organismes, de nombres de taxons et de nombres de taxons sensibles Ephemeroptera, Plecoptera et Trichoptera (EPT) dans les stations exposées.

Toxicité des effluents

Les effluents de Myra Falls étaient non toxiques pour la tête-de-boule. Les valeurs de toxicité chronique (CI₂₅) étaient semblables pour Ceriodaphnia, Selenastrum et Lemna, c'est-à-dire que la reproduction (Ceriodaphnia) ou la croissance (autres espèces) étaient inhibées de 25 % (valeur moyenne) par une exposition à des concentrations d'effluents de 35 à 45 %.

Vérification des hypothèses

Les résultats des vérifications des hypothèses sont résumés au tableau 5.2; ils indiquent qu'il y a des réponses biologiques mesurables à Myra Falls et que des contaminants (métaux) semblent être la cause de ces réponses biologiques.

Évaluation des techniques

Dans l’ensemble, la plupart des outils de surveillance évalués à Myra Falls étaient efficaces pour la démonstration de l’existence d'un effet dû aux activités minières, à l’exception du test de toxicité chronique pour la tête-de-boule et de l’analyse des rapports entre les concentrations des sulfures volatils en milieu acide et celles des métaux extractibles simultanément. Certains des outils jugés efficaces l'étaient légèrement plus que d'autres comme prédicteurs de la réponse biologique. On présente au tableau 6.2 un résumé de l’efficacité des divers outils de surveillance testés à Myra Falls et, au tableau 6.3, une comparaison de l’efficacité d'outils semblables utilisés pour mesurer des effets aquatiques à Myra Falls.

Un document distinct, « Summary and Cost-Effectiveness Evaluation of Aquatic Effects Monitoring Technologies Applied in the 1997 AETE Evaluation Program », présente les conclusions sur le rapport coût-efficacité de ces outils, qui sont basées sur les résultats obtenus pour les quatre sites miniers étudiés en 1997.