Présence des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans les compartiments biotiques et abiotiques de la rivière et du fjord du Saguenay Presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in biotic and abiotic compartments of the Saguenay river and fjord.

Résumé

Ce document présente une réévaluation approfondie de la présence des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans la rivière et le fjord du Saguenay, un système aquatique fortement affecté par les activités anthropiques et notamment par les effluents provenant des alumineries entre les années 1950 et 1980. La matière particulaire en suspension (MPS), les sédiments de surface ainsi que certains organismes benthiques, échantillonnés en 2002 et 2003, ont été analysés pour leur contenu en HAP. Les résultats montrent qu’il n’y a pas de différence significative dans la distribution des HAP extraits de la MPS échantillonnée dans les parties supérieure et inférieure de la rivière Saguenay. Cependant, une variation saisonnière des HAP particulaires totaux apparaît avec des concentrations variant de 12 µg•g^‑1 en hiver à 3,2 µg•g^‑1 en été. Nous avons estimé que la contribution en HAP particulaires de la rivière Saguenay vers le fjord était d’environ 606 kg par année. Un examen détaillé des profils chromatographiques des HAP nous montre une prédominance des hydrocarbures légers (2 et 3 cycles) dans la MPS de la rivière par opposition aux HAP plus lourds (4 et 5 cycles) surtout présents dans les sédiments de surface du fjord. Le niveau de contamination observé dans les sédiments de surface du fjord du Saguenay en 2002 a été comparé à celui rapporté pour des sédiments échantillonnés en 1982. Toutes les carottes de sédiments montrent des concentrations maximales des HAP dans une couche située entre 15 et 28 cm de profondeur indiquant un enfouissement lent mais constant des sédiments fortement contaminés apportés au fjord dans les années 1960 et 1970. Les HAP totaux mesurés dans nos échantillons de 2002 sont de 8 à 30 fois inférieurs aux concentrations mesurées en 1982. Les HAP mesurés dans les tissus biologiques de quelques espèces benthiques et épi‑benthiques du fjord montrent une prédominance des HAP légers (2 à 3 cycles) avec les plus hautes valeurs présentes chez le vers Nereis sp. et la crevette Pandalus borealis de la baie des Ha! Ha! Avec la réduction importante des sources industrielles des hydrocarbures aromatiques, les hydrocarbures pétrogéniques représentent aujourd’hui une importante contribution à la contamination globale du système Saguenay.

Mots clés:

• Hydrocarbures aromatiques polycycliques,
• évolution temporelle,
• Fjord du Saguenay,
• matériel particulaire en suspension,
• sédiment de surface,
• métabolites,
• invertébrés

Abstract

This paper presents an exhaustive reevaluation of the presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the Saguenay Fjord and River, an aquatic environment strongly affected by anthropogenic activities and particularly by industrial effluents from aluminum plants in the years 1950 to 1980. Suspended particulate matter (SPM), surface sediment, and a number of organisms have been sampled in 2002 and 2003 and analyzed for their content in PAHs. Results indicate that distribution of PAHs extracted from SPM sampled in the upper section of the river is not statistically different from the distribution observed for particles from the lower section of the river. However, a seasonal change was observed in total particulate PAHs with concentrations ranging from 12 µg•g^‑1 in winter to 3.2 µg•g^‑1 in summer. The contribution of particulate PAHs from the river to the fjord was estimated to 606 kg per year. A detailed examination of PAH chromatograms revealed the predominance of light hydrocarbons (2 and 3 rings) in river SPM in contrast to heavier hydrocarbons (4 and 5 rings) particularly abundant in surface sediment from the fjord. The contamination level observed in surface sediments of the Saguenay Fjord in 2002 has been compared to previously published data obtained for samples obtained at the same locations in 1982. All PAH profiles showed maximum concentrations in a layer between 15 and 28 cm depth, indicating a slow but constant burying process of highly contaminated sediment brought to the fjord in the years 1960 to 1970. Total PAHs determined in our samples (2-3 cm layer) are 8 to 30 times lower than those reported for samples collected in 1982. PAHs determined in biological tissues of benthic and epi-benthic species indicated the predominance of light PAHs (2 to 3 rings) with higher values found in shrimps and worms in the Baie des Ha! Ha! With the reduction of industrial sources of pyrogenic hydrocarbons, petrogenic hydrocarbons account now for a major contribution to the global contamination of the Saguenay system.

Keywords:

• polycyclic aromatic hydrocarbons,
• temporal changes,
• Saguenay Fjord,
• suspended particulate matter,
• surface sediment,
• metabolites,
• invertebrates