Étude sur la qualité de l'eau potable dans sept bassins versants en surplus de fumier et impacts potentiels sur la santé

Sommaire

3. Méthodologie

3.1. Caractérisation de l’eau souterraine dans les sept bassins versants
3.2. Influence de la vulnérabilité des aquifères sur la qualité de l’eau des puits individuels dans la MRC de Montcalm
3.3. Caractérisation des sources municipales d’approvisionnement en eau potable dans les sept bassins versants en surplus de fumier
3.4. Étude de la consommation d’eau dans la population adulte
3.5. Étude de la consommation d’eau chez les nourrissons
3.6. Étude du risque de gastro-entérite chez les familles utilisant l’eau d’un puits domestique
3.7. Incidence des maladies entériques potentiellement transmissibles par l’eau : analyse des hospitalisations et des cas déclarés aux directions de santé publique 1995-1999
3.8. Évaluation du risque à la santé pour la population exposée aux nitrates présents dans l’eau potable

3.1. Caractérisation de l’eau souterraine dans les sept bassins versants

Cette étude comportait deux volets. Le premier volet consistait à évaluer l’état de la contamination de l’eau de puits domestiques, à un moment précis. Tous les échantillons ont été prélevés entre le 6 et le 31 mai 2002, période de l’année au Québec durant laquelle les eaux de surface s’infiltrent dans les formations aquifères pour rejoindre les eaux souterraines. On a prélevé au total 1 260 échantillons dans des puits privés sur le territoire des sept bassins versants à l’étude, dont 17,3 % dans la zone témoin. Lors de la visite des points d’échantillonnage sélectionnés, un questionnaire détaillé a permis aux échantillonneurs de recueillir de l’information sur la construction du puits, sur les installations septiques et sur les activités agricoles ayant cours dans les environs (élevage, culture, pâturage, entreposage de fumier).

Le second volet de l’étude consistait à échantillonner des puits à plusieurs reprises pour une plus longue période. Ainsi, quatre-vingt-treize (93) puits qui, pour la plupart, avaient déjà été échantillonnés en mai, ont été échantillonnés, sur une base mensuelle, de juillet à novembre 2002, dans la MRC de Montcalm (bassin de la rivière L’Assomption). L’objectif de ce deuxième échantillonnage était d’effectuer un suivi de la variation de la qualité de l’eau au cours de l’été et de l’automne.

Dans la zone d’agriculture intensive, les préoccupations majeures au chapitre de la santé publique portent sur les contaminants de nature chimique (engrais, pesticides) ou microbiologique (protozoaires, bactéries, virus). Il a été convenu de concentrer les analyses pour quatre paramètres : (1) les nitrites-nitrates, qui représentent la contamination de nature chimique, et les microorganismes indicateurs suivants : (2) la bactérie Escherichia coli, (3) les bactéries entérocoques et (4) les virus de type coliphage F-spécifiques, qui représentent la contamination microbiologique.

L’analyse statistique des résultats de l’échantillonnage du mois de mai, confiée à l’Institut de la statistique du Québec, a permis de faire la comparaison entre les échantillons provenant de la zone d’agriculture intensive et ceux provenant de la zone témoin. On a fait la comparaison en tenant compte de deux résultats : premièrement, la proportion d’échantillons dont la concentration en nitrites-nitrates est d’au moins 3 mg/L-N², seuil à partir duquel l’influence des activités humaines sur l’eau souterraine est indéniable; et deuxièmement, la proportion d’échantillons comportant la présence d’au moins un indicateur microbiologique (E. coli, entérocoques ou virus de type coliphage F-spécifiques).

3.2. Influence de la vulnérabilité des aquifères sur la qualité de l’eau des puits individuels dans la MRC de Montcalm

Parmi les nombreuses études planifiées dans le cadre de ce projet, la réalisation d’une étude sur le territoire de la MRC de Montcalm a permis d’intégrer un volet hydrogéologique en évaluant dans quelle mesure la vulnérabilité des aquifères permet d’anticiper le transfert de contaminants provenant de la surface vers l’eau souterraine dans la zone d’agriculture intensive. Le territoire de la MRC de Montcalm a été choisi parce qu’il a déjà fait l’objet d’une cartographie de la vulnérabilité fondée sur une approche rigoureuse et complète, nommément la méthode DRASTIC³. De plus, toutes les municipalités de cette MRC présentent un bilan de phosphore excédentaire ou bien ont une vocation essentiellement agricole.

La campagne d’échantillonnage a été réalisée du 6 au 31 mai 2002, soit en même temps et de la même façon que la campagne d’échantillonnage de l’étude de Caractérisation de l’eau souterraine dans les sept bassins versants. Les 712 échantillons d’eau prélevés dans des puits individuels, sur le territoire de la MRC, ont été classés suivant trois zones, selon l’indice de vulnérabilité DRASTIC de l’aquifère échantillonné : une zone de faible vulnérabilité (indices DRASTIC inférieurs à 100), une zone de vulnérabilité intermédiaire (indices compris entre 100 et 150), et une zone de forte vulnérabilité (caractérisée par des indices supérieurs à 150). On a analysé tous les échantillons d’eau pour quatre paramètres, les mêmes que ceux de l’étude Caractérisation de l’eau souterraine dans les sept bassins versants.

L’analyse statistique, confiée à l’Institut de la statistique du Québec, a comparé entre eux les groupes d’échantillons provenant des trois zones de vulnérabilité. On a fait cette comparaison en tenant compte de deux résultats : la proportion d’échantillons dont la concentration en nitrites-nitrates est d’au moins 3 mg/L-N et la proportion d’échantillons comportant la présence d’au moins un indicateur microbiologique.

3.3. Caractérisation des sources municipales d’approvisionnement en eau potable dans les sept bassins versants en surplus de fumier

Cette étude comporte une analyse ponctuelle de la qualité des sources d’approvisionnement de réseaux municipaux de distribution d’eau potable dans la zone d’agriculture intensive et dans la zone témoin de même qu’une comparaison entre ces deux types de sources d’approvisionnement. On a identifié des sources dans la zone témoin et dans la zone d’agriculture intensive, à partir de critères similaires pour les eaux souterraines et les eaux de surface.

La plupart des échantillons d’eau ont été prélevés durant la période du 18 au 29 août 2002. Au total, 144 sources d’approvisionnement (94 en eau souterraine et 50 en eau de surface) ont été étudiées au cours de la campagne d’échantillonnage. Cinquante-deux pour cent des réseaux alimentés en eau souterraine et 40 % des réseaux alimentés en eau de surface, qui ont été étudiés, se retrouvent dans la zone d’agriculture intensive. On a obtenu des précisions sur la nature des sources d’approvisionnement sélectionnées à l’aide d’un questionnaire que chaque exploitant a rempli et qui a été validé subséquemment par le système informatisé Eau potable du ministère de l'Environnement.

Les indicateurs microbiologiques de contamination fécale (bactéries E. coli, entérocoques et virus de type coliphage F-spécifiques) ont été recherchés dans l’eau brute ainsi que certains paramètres chimiques (nitrites-nitrates, azote ammoniacal, phosphore et carbone organique total [COT]).

3.4. Étude de la consommation d’eau dans la population adulte

Une enquête téléphonique a été réalisée du 4 avril au 14 mai 2002, auprès d’adultes résidant dans des municipalités situées à l’intérieur des limites des sept bassins versants faisant l'objet de l’étude. Il s'agissait d'un échantillon aléatoire de 4 513 adultes domiciliés dans des municipalités en zone d’agriculture intensive et de 4 483 adultes domiciliés dans des municipalités en zone témoin.

L’entretien téléphonique a porté principalement sur la consommation d’eau du répondant au cours de la journée précédant l’entrevue (nombre de verres d’eau froide, de boissons froides et chaudes préparées à domicile, nombre total de verres d’eau et de boissons bus à l'extérieur). On a aussi posé des questions au regard de la consommation d’eau embouteillée, de la source d’approvisionnement en eau potable, de l’utilisation d’appareils de traitement et sur les perceptions que ces personnes ont de la qualité de l’eau du robinet.

Les analyses ont porté principalement sur les comparaisons entre les deux groupes de municipalités mais aussi sur les comparaisons selon la source d’approvisionnement en eau potable. Elles ont été pondérées selon la structure d’âge et de sexe de la population cible.

3.5. Étude de la consommation d’eau chez les nourrissons

Une enquête téléphonique a été réalisée du 26 février au 28 juin 2002, auprès de 642 parents de nourrissons âgés de 8 semaines et domiciliés dans des municipalités en zone d’agriculture intensive (483) et des municipalités en zone témoin (159). Toutes ces municipalités étaient situées dans les limites des sept bassins versants à l’étude et utilisaient de l’eau souterraine. L’entretien téléphonique portait sur la consommation d’eau et sur les habitudes alimentaires des nouveaux-nés (sur une base journalière, quantités de lait, d’eau et de jus consommées, et consommation de certains aliments). On a aussi évalué l’état de santé des nourrissons, dans quelle mesure on utilisait de l’eau embouteillée pour préparer des biberons à domicile, la source d’approvisionnement en eau potable, les appareils de traitement d’eau, quelle perception ces personnes avaient de la qualité de l’eau du robinet à domicile et la fréquence de vérification de la qualité de l’eau du puits. Les analyses ont porté essentiellement sur les comparaisons entre les deux groupes de municipalités mais aussi sur les comparaisons selon la source d’approvisionnement en eau potable.

3.6. Étude du risque de gastro-entérite chez les familles utilisant l’eau d’un puits domestique

L’enquête a été réalisée du 6 au 31 mai 2002, auprès de tous les membres des familles qui ont été visitées dans le cadre de l’étude de Caractérisation de l’eau souterraine dans les sept bassins versants. Parmi les personnes admissibles pour la présente étude, 3 008 personnes ont accepté de participer. Elles venaient de 923 familles résidant dans des municipalités situées dans la zone d’agriculture intensive et de 241 familles résidant dans des municipalités situées dans la zone témoin.

Les participants (ou un des parents pour les moins de 14 ans) ont dû remplir un questionnaire sur les habitudes de consommation d’eau et sur les symptômes de gastro-entérite (vomissements, diarrhée) survenus pendant la semaine qui a précédé la visite. Ils ont dû aussi répondre à des questions sur les facteurs de risques de gastro-entérite (antécédents médicaux, alimentation, prise de médicaments, travail avec exposition à risque, etc.) et remplir un journal sur leur consommation d’eau et sur leurs symptômes dans les sept jours suivant la visite.

Pour les résidants s'approvisionnant à partir d’un puits domestique, les risques qu'ils courent de contracter une gastro-entérite dans la zone d’agriculture intensive ont été comparés à ceux des résidants de la zone témoin. On a aussi comparé le niveau de risque selon le niveau de contamination de l’eau du puits domestique.

3.7. Incidence des maladies entériques potentiellement transmissibles par l’eau : analyse des hospitalisations et des cas déclarés aux directions de santé publique 1995-1999

On a consulté deux bases de données sanitaires : la banque des hospitalisations (Med-Écho) et celle des maladies à déclaration obligatoire du Québec (MADO). Les données ont été compilées pour la période de 1995 à 1999 inclusivement. Dans cette étude, la zone témoin est constituée de municipalités agricoles, dont le bilan de phosphore est négatif, se trouvant à l’extérieur des sept bassins versants étudiés. On a comparé la fréquence des maladies entériques (hospitalisation et incidence) entre les deux groupes de municipalités. On a évalué les liens entre, d’une part, l’apparition de maladies gastro-intestinales et, d’autre part, la source d’eau utilisée (puits privé ou réseau d’aqueduc), le traitement des réseaux d’aqueducs municipaux (chloration ou non) et le bilan en phosphore de la municipalité.

3.8. Évaluation du risque à la santé pour la population exposée aux nitrates présents dans l’eau potable

Pour évaluer chez les nourrissons le risque de méthémoglobinémie pouvant découler de la consommation d’eau de puits, on a élaboré un modèle toxicocinétique. Ce modèle tenait compte de la proportion de nitrates transformés en nitrites, du taux de formation de méthémoglobine à partir des nitrites et du taux de régénération de la méthémoglobine. Grâce à des simulations Monte Carlo, on a pu obtenir une distribution de concentrations de méthémoglobine pouvant être formée selon les concentrations de nitrates qui ont été mesurées dans les puits de l’étude de Caractérisation de l’eau souterraine dans les sept bassins versants.

Les estimations de volume d’eau consommée par les nourrissons ont été obtenues grâce à l’Étude de consommation d’eau chez les nourrissons. Les simulations ont été réalisées pour les nourrissons vivant dans la zone d’agriculture intensive et pour ceux de la zone témoin, selon les concentrations de nitrates mesurées dans l’ensemble des puits, les puits profonds et les puits de surface et de captage de sources naturelles.

Pour les adultes, on a réalisé une évaluation qualitative du risque cancérigène. Le calcul des apports en précurseurs aminés a permis d’estimer la quantité de composés N-nitrosés formés in vivo à la suite de l’ingestion d’eau contenant les concentrations de nitrates mesurées dans les puits et ainsi de comparer le risque associé à ces composés au risque cancérigène propre à une dose de N-nitrosodiméthylamine (NDMA) préformée qui est habituellement ingérée lorsqu'on consomme des aliments. On a complété cette évaluation qualitative par une évaluation quantitative pour trois composés N-nitrosés : le NDMA, le nitrosodiéthylamine (NDEA) et le nitrosopyrrolidine (NPYR). L’estimation des quantités formées de ces trois composés N-nitrosés combinée à un estimateur de risque a permis d’obtenir, à l’aide des simulations Monte Carlo, une estimation de la probabilité d’un risque accru de cas de cancer pour les populations exposées aux concentrations de nitrates mesurées dans les territoires à l’étude. Les volumes d’eau utilisés dans les estimations sont représentatifs de la population à l’étude puisqu’ils proviennent de l’Étude de la consommation d’eau dans la population adulte.

² La proportion de résultats au-dessus de la norme de potabilité de 10 mg/L-N était trop faible pour utiliser cette valeur pour les tests statistiques.

³ Méthode structurée servant à évaluer la vulnérabilité de la nappe souterraine à la pollution, développée entre 1983 et 1987 par la National Water Well Association (NWWA) pour le compte de l’Environmental Protection Agency (EPA), aux États-Unis (Aller et al., 1989)