Caractérisation de la charge interne de phosphore du lac Nairne, Charlevoix (Québec) Internal phosphorus load assessment of Lake Nairne, Charlevoix, Quebec

Résumé

Des floraisons de cyanobactéries sont répertoriées au lac Nairne (Charlevoix, Québec) depuis 2001. Ces éclosions sont un symptôme de l’eutrophisation du lac qui découle de l’enrichissement par des nutriments, dont le phosphore. Une étude réalisée en 2005 indiquait qu’une partie importante de la charge en phosphore du lac Nairne provenait des sédiments. Dans le but de permettre aux décideurs d’inclure les apports internes dans l’élaboration de leur plan de restauration, la charge interne du lac Nairne a été quantifiée au cours de l’été 2010. Pour ce faire, deux méthodes ont été employées. La méthode 1 consiste à calculer un taux de libération à partir des concentrations de matière organique et de deux fractions de phosphore dans les sédiments et de le multiplier par un facteur anoxique, qui tient compte de la durée de la période d'anoxie et de la surface impliquée. Avec la méthode 2, la charge interne de phosphore est déduite à l’aide d’un suivi des concentrations de phosphore total dans la colonne d’eau. Les résultats démontrent que les sédiments de surface de la partie la plus profonde du lac présentaient une concentration moyenne de phosphore total de 2,17 ± 0,04 mg•g-¹ de poids sec. La concentration de phosphore total de l’eau de l’hypolimnion (à 11 m de profondeur) est passée de 28 µg•L-¹ le 27 juillet à 200 µg•L-¹ le 8 septembre. Cette étude a permis d’établir que la charge interne de phosphore du lac Nairne se situe entre 83 et 170 mg•m-² par été.

Mots-clés :

• Phosphore,
• sédiments,
• lac stratifié,
• eutrophisation,
• charge interne de phosphore,
• lac Nairne

Abstract

Cyanobacterial blooms have been recorded in Lake Nairne (Charlevoix, Quebec) since 2001. These blooms are a symptom of the lake’s eutrophication caused by nutrient enrichment. In 2005, a study suggested that a significant portion of Lake Nairne’s phosphorus loading originates from the lake’s bottom sediments. The goal of this study was to estimate Lake Nairne’s internal phosphorus loading so that local water management authorities could consider this phosphorus source in their lake restoration plan. The internal phosphorus load of Lake Nairne was estimated using two methods during the summer of 2010. First, phosphorus release rates were calculated based on the concentrations of two phosphorus fractions and organic matter in the sediments. Release rates were then multiplied by an anoxic factor, which represents the active release area and period. The second method yields an internal load estimate using the variation of total phosphorus concentrations in the water column throughout the summer of 2010. The mean total phosphorus concentration of the sediments in the deepest part of the lake basin was 2.17 ± 0.04 mg•g-¹ dry weight. Total phosphorus concentration in the hypolimnion (at a depth of 11 m) rose significantly from 28 µg•L-¹ on July 27^th to 200 µg•L-¹ on 8^th September 2010. Based on the different methods, the internal phosphorus load of Lake Nairne was estimated to range between 83 and 170 mg•m-²•summer-¹.

Keywords:

• Phosphorus,
• sediments,
• stratified lake,
• eutrophication,
• phosphorus internal load,
• Lake Nairne