Recommandations au sujet de la qualité des eaux utilisées à des fins récréatives au Canada

5. Caractéristiques physiques et chimiques

On peut trouver les méthodes qui permettent de déterminer les caractéristiques physiques et chimiques des eaux utilisées à des fins récréatives dans Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (American Public Health Association, 1989) et dans le Manuel de méthodes analytiques (Environnement Canada 1981).

5.1 pH

Limites maximales

Qu'elles soient alcalines ou acides, les eaux peuvent causer des irritations de l'oeil; par conséquent, le pH des eaux utilisées pour des activités récréatives au cours desquelles le corps tout entier entre en contact avec l'eau devrait se situer entre 6,5 et 8,5. Si l'eau possède un pouvoir tampon très faible, des valeurs de pH comprises entre 5,0 et 9,0 devraient être acceptables.

Critères

Mood (1968) a conclu que le contact avec l'eau n'était pas naturel pour l'oeil et qu'il pouvait, dans certaines conditions, être très irritant. Selon lui, la solution idéale qui n'irriterait pas l'oeil aurait des propriétés physiques ou chimiques semblables à celles des larmes, soit un pH de 7,4, bien qu'il y ait lieu de croire que dans la pratique, on préfère des solutions ophtalmologiques légèrement plus alcalines (Raber et Breslin, 1978).

Mood (1968) a observé que les larmes pouvaient neutraliser rapidement une solution non tamponnée ayant un pH d'à peine 3,5 ou pouvant atteindre jusqu'à 10,5. Le pouvoir neutralisant des larmes serait dépassé par des eaux fortement tamponnées. Toutefois, Mood (1968) a conclu que, dans des conditions normales, il n'existait pas d'eau non tamponnée dans la nature; c'est pourquoi, d'après lui, le pH des eaux ayant un faible pouvoir tampon devrait se situer centre 5,0 et 9,0. Dillon et coll., (1978) ont signalé que la plupart des lacs du centre-sud de l'Ontario avaient un pouvoir de neutralisation des acides de 10 à 200 microéquivalents par litre (meq/L), et que le pH de bon nombre de ces lacs était abaissé. Des cartes détaillées décrivant les zones sensibles dans certaines provinces ont été établies par le United States-Canada Research Consultation Group on the Long-Range Transport of Air Pollutants (1979). L'eau de deux lacs intérieurs de l'Ontario, le lac Clearwater (ph environ 4,5), ayant un pouvoir de neutralisation des acides de -40 meq/L (Yan, 1980), et le lac Red Chalk (pH environ 6,5) doté d'un pouvoir de neutralisation des acides de 70 meq/L, a servi à la réalisation d'études effectuées par Basu et ses collaborateurs (1984). Les yeux de lapins et de personnes volontaires ont été exposés à ces eaux, et l'on n'a observé aucune différence significative au niveau des réactions (Basu et coll., 1984). Dans tous les cas, un oeil a été exposé à de l'eau à pH faible et l'autre à de l'eau à pH plus élevé. Les yeux des humains ont été exposés pendant des périodes de cinq minutes et aucun symptôme inhabituel n'a été observé. Les yeux des lapins ont été exposés pendant des périodes de 15 minutes, puis on les a examinés pour voir s'il y avait une congestion de la conjonctive, une coloration de l'épithélium de la cornée par la fluorescéine, des cellules épithéliales et des leucocytes dans les larmes, des variations de la molarité des larmes et une pénétration de la fluorescéine dans la chambre antérieure. Basu et coll., (1984) ont conclu que l'exposition des yeux sains à l'eau de lacs dont le pH n'est pas inférieur à 4,5 n'était pas nocive pour les tissus oculaires externes.

5.2 Température

Limites maximales

Les caractéristiques thermiques des eaux utilisées pour la baignade et la natation ne doivent pas causer une élévation ou un abaissement sensible de la température centrale chez les baigneurs et les nageurs.

Critères

La température des eaux naturelles est un facteur important qui régit la nature et l'étendue des activités récréatives, principalement pendant les mois d'été.

La limite maximale de température recommandée est de 30 °C. Il est prouvé scientifiquement qu'une immersion prolongée dans une eau dont la température dépasse 34 ou 35 °C est dangereuse. Le degré de danger varie suivant la température de l'eau, le temps d'immersion et le métabolisme du nageur.

Pendant l'hiver, les personnes qui s'adonnent à des activités récréatives sur la glace, comme le patin ou la pêche, le font en sachant très bien qu'il leur faut éviter à tout prix de tomber dans l'eau. Une immersion accidentelle dans une eau dont la température a atteint le point de congélation ou presque est dangereuse, parce que le temps médian d'immersion risquant d'être mortel est inférieur à 30 minutes pour les enfants et la plupart des adultes (Molnar, 1946; National Academy of Sciences, 1973) (figure 1).

Figure 1. Relation entre la température de l'eau et le temps de survie en eau froide

La vitesse de refroidissement du corps et l'incidence de la survie en eau froide varient beaucoup d'un individu à un autre. La variabilité est fonction de la taille, de l'importance du tissu adipeux, d'une acclimatation antérieure et de la condition physique dans son ensemble. Le rapport entre la masse corporelle et la surface exposée est plus grand chez les personnes fortes et lourdes, et leur température change plus lentement que celle d'un petit enfant (Kreider, 1964).

Lorsqu'il fait froid, il importe avant tout de conserver à l'organisme sa température normale. Dans l'eau froide, la chaleur corporelle est perdue surtout par conduction à partir des organes internes au niveau du tronc. L'exposition des membres joue un rôle relativement mineur au niveau de la déperdition globale de chaleur. Dans bien des cas où l'on a attribué des décès à la noyade, c'est probablement l'exposition au froid qui avait été la cause (Keatinge, 1969).

Contrairement à ce qu'on croyait auparavant, l'exercice dans l'eau augmente la déperdition de chaleur corporelle et, par conséquent, diminue le temps de survie. Ce fait est mis en évidence par le nombre de noyades chez des nageurs expérimentés qui ont essayé d'atteindre la rive après un naufrage, tandis que ceux qui sont restés dans l'eau près du bateau ont survécu jusqu'à ce qu'on vienne à leur secours. Une étude attentive de cas de noyade, effectuée par Press (1969), semble corroborer une grande partie de ce qui précède à propos de la survie en eau froide. L'auteur a relevé 299 cas de ce genre sur 874 noyades, c'est-à-dire que 34 % des noyades se sont produites dans des eaux considérées comme très froides (dont la température devait être inférieure à 20 °C). En outre, parmi les gens qui ont succombé dans l'eau froide, le pourcentage le plus élevé était constitué de bons nageurs.

Dans l'eau chaude, la température la plus élevée qui puisse être supportée sans danger au cours d'une immersion dans un but récréatif varie d'une personne à l'autre et semble tenir à des facteurs d'ordre psychologique plutôt que physiologique. La situation n'est pas la même que dans l'eau froide, et le rapport masse/surface corporelle joue en faveur des enfants. Au point de vue physiologique, ni l'adulte ni l'enfant ne subirait une agression thermique s'il y avait une production modeste de chaleur par le métabolisme, pourvu que la température de l'eau demeure inférieure à la température normale de la peau, soit 33 °C (Newburgh, 1949). La vitesse à laquelle la chaleur est conduite à travers un corps humain immergé est si rapide qu'un corps au repos dans l'eau ne peut atteindre un équilibre thermique que si la température de l'eau est de 34 °C environ (Beckman, 1963). La survie d'un individu immergé dans l'eau à une température supérieure à 34 ou 35 °C dépend de sa tolérance à l'élévation de sa température interne, et une exposition prolongée peut effectivement lui être nocive. Une eau dont la température varie entre 26 et 30 °C est agréable pour la plupart des baigneurs pour des périodes prolongées d'exercices physiques modérés.

5.3 Esthétique

Selon le Petit Robert, l'adjectif «esthétique» se définit par «relatif au sentiment du beau, à sa perception» dans la nature. La beauté naturelle d'un site à vocation récréative repose non seulement sur l'absence d'éléments indésirables, mais aussi sur la présence d'éléments de l'écosystème aquatique et du terrain avoisinant, comme les arbres, d'autres végétaux, les oiseaux, les mammifères, les poissons et les insectes.

L'eau ne doit pas contenir de substances provenant d'eaux usées ou d'autres effluents en quantités telles qu'elles nuisent à l'existence d'organismes vivants ayant une valeur esthétique :

• des matériaux qui se déposeront et formeront des sédiments désagréables;
• des débris flottants, de l'huile, de l'écume et d'autres substances;
• des substances qui donnent à l'eau une couleur, une odeur ou un goût désagréable ou qui la troublent;
• des substances et des conditions ou une combinaison de ces deux facteurs en proportions telles qu'il y ait production d'une vie aquatique indésirable.

L'absence de débris visibles, d'huile, d'écume et d'autres substances résultant de l'activité humaine est strictement indispensable du point de vue esthétique. De même, les valeurs proposées à propos de la pénétration de la lumière, de la couleur et de la turbidité doivent être mesurées de façon à ce qu'il n'y ait aucune augmentation importante par rapport à l'état naturel des choses.

5.3.1 Turbidité

Limites maximales

Nous proposons une limite de 50 unités de turbidité néphélométriques (UTN).

Critères

Comme il est impossible de filtrer l'eau et d'appliquer des méthodes modernes d'épuration dans les plans d'eau naturels où l'on pratique la baignade, c'est la qualité intrinsèque de l'eau qui fait que celle-ci peut être dangereuse lorsqu'elle est trouble ou non limpide. Quoi qu'il en soit, il faut que les surveillants de plage et les autres personnes qui se trouvent au bord de l'eau puissent voir et reconnaître les personnes en détresse. De plus, les nageurs doivent avoir la possibilité de voir assez distinctement lorsqu'ils se trouvent sous l'eau.

La méthode couramment employée pour mesurer la turbidité de l'eau est la méthode néphélométrique (American Public Health Association, 1989). Les turbidimètres néphélométriques mesurent l'intensité de la lumière dispersée à un angle de 90 degrés par rapport au trajet de la lumière incidente, et les mesures obtenues correspondent approximativement à celles que donne la méthode standard utilisant la bougie de Jackson.

La turbidité attribuable à des matières organiques représente un cas spécial; elle peut en effet être due à des micro-organismes qui peuvent s'accumuler en quantités si grandes que l'eau en paraît sale et trouble. En été, les efflorescences d'algues bleues dans des eaux de surface utilisées à des fins récréatives, ainsi que les débris d'algues, contribuent à la turbidité attribuable à des micro-organismes (Mackenthun et Keup, 1970).

La turbidité de l'eau brute peut varier entre 1 UTN et 1000 UTN. Les mesures de la qualité de l'eau de ruissellement ont donné des résultats se situant entre 4,8 UTN et 130 UTN pendant la première heure, lors d'une pluie en milieu urbain (U.S. Environmental Protection Agency, 1978b). Dans la zone quiescente d'un étang artificiel ou d'une plage utilisée pour la baignade, une turbidité proche de 50 UTN devrait être considérée comme acceptable pour la plupart des activités récréatives, y compris la navigation de plaisance et la baignade.

La turbidité naturelle de certaines eaux où se pratiquent la baignade et la natation est souvent si forte que la visibilité dans l'eau est dangereusement réduite. Pourvu que tous les autres critères soient satisfaits, on peut s'y baigner ou y nager à condition de supprimer d'abord les dangers existant sous la surface, et que la profondeur de l'eau soit indiquée clairement par des signes faciles à comprendre (National Academy of Sciences, 1973).

5.3.2 Limpidité et pénétration de la lumière

Limites maximales

L'eau doit être suffisamment limpide pour qu'un disque de Secchi y soit visible à au moins 1,2 m de profondeur.

Critères

Il est important que l'eau dans laquelle on pratique la baignade et la natation soit suffisamment limpide pour qu'on puisse en évaluer la profondeur, distinguer facilement les dangers qui se trouvent sous la surface et repérer les nageurs ou les plongeurs qui pourraient être en difficulté. La limpidité n'est pas uniquement un facteur de sécurité : une eau claire rend beaucoup plus agréable la fréquentation du milieu aquatique. Plus l'eau est claire, plus on est tenté de s'y baigner (National Academy of Sciences, 1973).

Dans le cas des eaux avec lesquelles les utilisateurs entrent en contact direct, la limpidité doit être telle qu'un disque de Secchi y soit visible à une profondeur minimale de 1,2 m (Environnement Canada, 1972). Dans les endroits où l'on enseigne la natation, la limpidité doit être telle qu'on puisse voir un disque de Secchi posé sur le fond. Dans les endroits réservés à la plongée, la limpidité doit correspondre aux normes de sécurité minimales, en fonction de la hauteur du tremplin ou du plongeoir (National Technical Advisory Committee, 1968).

Le disque de Secchi est un dispositif utilisé pour mesurer la visibilité dans l'eau à différentes profondeurs. La surface d'un disque circulaire de 20 cm de diamètre est divisée en quatre quadrants et peinte de façon que deux quadrants directement opposés l'un à l'autre soient noirs et les deux autres blancs. Lorsqu'on le suspend à différentes profondeurs dans l'eau au moyen d'un fil gradué, le point où il disparaît indique la limite de visibilité. On le remonte alors jusqu'à ce qu'il réapparaisse, et la moyenne des deux profondeurs est la transparence mesurée à l'aide du disque de Secchi.

Dans les eaux naturelles, les principaux facteurs qui influent sur la profondeur à laquelle la lumière pénètre comprennent des végétaux et des animaux microscopiques ainsi que des particules minérales en suspension, des colorants qui teintent l'eau, des mousses de produits détergents et des nappes denses de débris flottants et en suspension; ils interviennent seuls ou en combinaison.

5.3.3 Couleur

Limites maximales

L'objectif qui doit être visé en ce qui concerne la couleur de l'eau utilisée à des fins récréatives dépend dans une large mesure des préférences des baigneurs; il est donc impossible de fixer une valeur absolue. La couleur ne doit pas être intense au point qu'elle nuise à la visibilité dans les zones où l'on pratique la natation. Une limite maximale de 100 unités platine-cobalt (Pt-Co) a été proposée par Environnement Canada (1972), mais sans données à l'appui.

Critères

Il existe deux mesures de la coloration de l'eau : la coloration réelle et la coloration apparente. La coloration réelle de l'eau naturelle est la couleur de l'eau dont on a éliminé la turbidité (p. ex., l'eau filtrée) (American Public Health Association, 1989).

Les minéraux naturels donnent à l'eau sa couleur réelle; par exemple, le carbonate de calcium, dans les régions calcaires, donne à l'eau une couleur verdâtre; l'hydroxyde ferrique, une couleur rouge. Des substances organiques, le tanin, la lignine et des acides humiques provenant de la décomposition des végétaux donnent également une coloration réelle à l'eau (Reid et Wood, 1976).

La coloration apparente de l'eau est généralement due à la présence de particules colorées, au jeu de la lumière sur les particules en suspension et à des facteurs comme la réflexion du fond ou du ciel. Des algues bleues (vivantes) en grandes quantités donnent à l'eau une teinte verdâtre foncée; les diatomies donnent à l'eau une couleur jaunâtre ou brun jaune. Il existe des algues qui peuvent donner à l'eau une coloration rouge et, parfois, les zooplanctons, en particulier des microcrustacés, peuvent teinter l'eau en rouge.

Pour mesurer la vraie coloration de l'eau, il faut la filtrer ou la centrifuger afin d'éliminer les sources de couleur apparente. La coloration vraie est mesurée à l'aide de l'échelle platine-cobalt (unités Pt-Co); les valeurs, très faibles dans les lacs à eau claire, peuvent atteindre plus de 300 unités dans les eaux très foncées des tourbières (Reid et Wood, 1976). La couleur apparente est une qualité d'ordre esthétique et ne peut être quantifiée.

Bon nombre d'auteurs ont traité de la question de la couleur conférée par des composés organiques. Selon Black et Christman (1963), la coloration de l'eau serait due en grande partie à la présence de particules colloïdales de 3,5 à 10 nm de diamètre. Cette observation a été corroborée par Schindler et Alberts (1974). Les substances humiques sont des composés de poids moléculaire élevé allant de plusieurs centaines à des dizaines de milliers (Schnitzer et Khan, 1972), qui résistent à la décomposition par les bactéries (Felbeck, 1965; Christman et Ghassimi, 1966). Ces composés sont le résultat de réactions de polymérisation et de synthèse bactérienne qui modifient les substances végétales comme la lignine (Flaig, 1964; Felbeck, 1971).

Il est possible que la coloration des lacs ne soit pas uniforme de la surface jusqu'au fond; la coloration peut également changer de façon périodique. Une augmentation du ruissellement de surface apporte de grandes quantités de substances inorganiques et organiques. La prolifération du phytoplancton, en été ou au début de l'automne, donne aux lacs une turbidité verte qui disparaît plus tard. Une exposition à la lumière pâlit certaines couleurs dans les eaux naturelles; cette réaction varie en fonction de la transparence.

En général, un lac riche et hautement productif peut paraître jaune ou gris bleu ou brun en raison des quantités de matières organiques qu'il contient; les lacs moins productifs ont d'habitude une couleur bleue ou verte due à l'absorption différentielle de la lumière et à la dispersion des différentes longueurs d'ondes (Ruttner, 1963; Reid et Wood, 1976).

La coloration des cours d'eau dépend des mêmes facteurs que celle des lacs, mais on n'y trouve pas une si grande diversité. Le cours supérieur de la plupart des cours d'eau est caractérisé par une eau claire, sauf pendant la saison des crues, à cause de l'absence de vrai plancton. D'ordinaire, les cours d'eau qui drainent des marais sont colorés par des substances végétales dissoutes, comme le tanin.

L'irrigation et de nombreux effluents industriels contribuent à la fois à la coloration vraie et à la coloration apparente de l'eau réceptrice.

On ne comprend pas très bien ce qui cause la coloration de l'eau de mer, mais il est certain que les substances dissoutes y contribuent. La couleur bleue de la mer résulte de la dispersion de la lumière par les molécules d'eau, comme dans les eaux intérieures. Des détritus en suspension et des organismes vivants donnent une coloration brune virant au rouge ou au vert. Dans les estuaires, l'eau n'est pas aussi brillamment colorée qu'au large; les couleurs plus sombres résultent de la turbidité élevée qu'on observe habituellement dans ces endroits (Reid et Wood, 1976).

La couleur de l'eau influe sur la vie aquatique, mais nous ne traiterons pas de ce sujet dans le présent document. En ce qui concerne les activités récréatives, les principaux effets de la coloration de l'eau se font sentir sur le plan de l'esthétique et de la sécurité. La couleur esthétique de l'eau ne peut pas être évaluée quantitativement, car chacun peut avoir sa préférence. Une eau très sombre restreint la visibilité des nageurs et des personnes qui veillent à leur sécurité. Dans le cas des eaux utilisées à des fins récréatives, il est souhaitable que la couleur naturelle de l'eau ne soit pas altérée par l'intervention de quelque activité humaine.

5.3.4 Huile et graisse

Limites maximales

La teneur en huile ou en produits pétrochimiques ne doit pas être telle :

• qu'elle forme un film visible ou des reflets, ou encore qu'elle colore la surface;
• qu'elle puisse être décelée à l'odeur;
• qu'elle puisse former sur les rives et sur les fonds des dépôts et des sédiments visibles ou décelables à l'odeur (International Joint Commission, 1977).

Critères

La contamination des eaux utilisées à des fins récréatives par des substances huileuses peut être attribuable à des causes naturelles ou à l'intervention humaine. Certaines huiles sont d'origine naturelle, comme le suintement de dépôts naturels d'huile sous l'eau ou elles proviennent de la dégradation de certaines matières. Des populations biologiques naturelles peuvent libérer des composés lipidiques pouvant former des nappes naturelles.

La contamination issue des activités humaines est la plus inquiétante. Elle peut provenir de nombreuses sources : le déversement de déchets industriels, le ruissellement des routes, les dépôts d'hydrocarbures résiduels provenant des échappements des bateaux à moteur, le rejet du contenu du réservoir de mazout des bateaux, accidentellement ou volontairement et, enfin, les naufrages.

La méthode d'analyse de l'huile et des graisses (seuil de détection 1,0 mg/L) ne donne qu'une idée sommaire de la quantité présente et ne permet pas d'identifier les différents composants (Environnement Canada, 1981).

Il est très difficile d'établir des critères en ce qui concerne l'huile et les graisses, étant donné que les mélanges appartenant à cette catégorie sont très complexes. La présence de très faibles quantités de substances huileuses rend l'eau repoussante; celles peuvent dégager une odeur, encrasser le matériel ou se coller au corps des baigneurs et à la rive, mais il est possible que des vacanciers pratiquent encore des activités récréatives là où la contamination est faible. Les substances huileuses, lorsqu'elles sont ingérées, absorbées par la peau ou inhalées à l'état de vapeur, sont relativement peu toxiques, sauf dans le cas des substances aromatiques (Gage, 1924).

5.4 Caractéristiques chimiques

On s'est demandé avec une certaine inquiétude si la présence de produits chimiques dans les eaux utilisées à des fins récréatives représentait un danger pour les baigneurs. Les écrits scientifiques ne contiennent que très peu d'études ur le danger que pourrait représenter l'absorption par la peau de contaminants présents dans l'eau des rivières et des lacs, chez les nageurs et autres utilisateurs (Brown et coll., 1984).

5.4.1 Produits chimiques inorganiques

Des enquêtes effectuées à l'échelle nationale sur la qualité des eaux des lacs et des rivières utilisées à des fins récréatives indiquent que les concentrations de produits chimiques inorganiques sont faibles (National Water Quality Data Bank, 1988). Des analyses (1983-1988) pratiquées en vue de déceler les métaux lourds indiquent que ceux-ci sont présents à des concentrations considérablement inférieures à celles qui sont recommandées à propos de l'eau potable (ministère de la Santé nationale et du Bien-être social, 1989). Les animaux aquatiques sont considérablement plus sensibles à la plupart des produits chimiques toxiques que ne le sont les humains. Il est donc très peu probable que les personnes qui s'adonnent à des activités récréatives dans les rivières et les lacs ainsi que dans les régions voisines courent un danger du fait de la présence dans l'eau de produits chimiques inorganiques.

5.4.2 Produits chimiques organiques

Il existe de nombreuses sources de contamination par des produits chimiques organiques, notamment la fabrication ainsi que l'utilisation indus-trielle et domestique des peintures, des carburants, des teintures, des colles, des pesticides et des produits de nettoyage (National Water Quality Data Bank, 1988).

Des enquêtes nationales ont analysé le degré de contamination par les produits chimiques organiques des eaux utilisées à des fins récréatives. Les concentrations de produits chimiques organiques qui ont été décelées dans les eaux qui pouvaient être utilisées à des fins récréatives étaient inférieures à celles qui étaient recommandées pour l'eau potable (ministère de la Santé nationale et du Bien-être social 1989) et ne devraient donc représenter aucune menace pour la santé humaine.

Brown et ses collaborateurs (1984) ont effectué une étude des solvants volatiles, ont comparé la dose absorbée par la peau à la dose absorbée par la bouche dans un certain nombre de situations d'exposition, comme la nage, les bains et l'ingestion volontaire par la bouche. D'après leurs résultats, l'absorption par la peau représenterait 29 à 91 % de la dose totale. Par exemple, si un enfant pesant 21,9 kg nageait pendant une heure dans l'eau (submersion à 90 %) et buvait un litre (dose quotidienne normale) d'eau contenant 0,5 mg/L de toluène, la dose de toluène absorbée par voie cutanée représenterait 91 % de la dose absorbée quotidiennement à partir des deux sources.

En résumé, il existe quelques contaminants de nature chimique qui pourraient être une source d'inquiétude en ce qui concerne les eaux utilisées à des fins récréatives. En raison de l'insuffisance des informations dont on ispose sur les types de produits chimiques, leurs concentrations effectives ainsi que sur leurs effets, il est difficile d'établir des recommandations pour le moment.

Résumé

1. En raison du manque d'informations scientifiques sur le risque que comporte l'exposition des humains aux produits chimiques présents dans les eaux utilisées à des fins récréatives, il est recommandé de ne pas établir de limites mesurables pour la concentration de ces produits. Les décisions à prendre sur l'utilisation des eaux à des fins récréatives doivent être fondées sur la qualité esthétique de ces eaux (p. ex., odeur ou présence visible d'huile ou de graisses) ainsi que sur d'autres facteurs envisagés dans l'évaluation de l'hygiène du milieu (p. ex., proximité d'un déversement industriel).