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Tout au long de son cycle, l’eau est soumise à des processus successifs qui modifient sa composition chimique et affecte ainsi sa qualité. Les processus hydrogéochimiques sont généralement contrôlés ou influencés par différents facteurs tels que la dissolution de certains minéraux présents dans les roches et dans les sols, l’infiltration et l’écoulement de l’eau dans l’aquifère, les interactions entre les minéraux dissous et avec la matière organique, et la salinisation des eaux lorsque l’eau souterraine est en contact prolongé avec des argiles d’origine marine. Plus le temps de résidence de l’eau dans un aquifère est long et plus elle atteint des couches profondes, plus elle sera chargée en minéraux dissous. Selon les processus auxquels elle est soumise, l’eau souterraine acquiert ainsi une signature géochimique particulière en fonction du milieu où elle se trouve et de ceux qu’elle a traversé le long de son parcours. Ces signatures permettent de retracer l’origine des eaux souterraines, l’histoire de leurs interactions et leur âge.
Types d’eau
Les types d’eau sont indicateurs de l’origine des eaux souterraines (Figure 21). Par exemple, les eaux souterraines de type bicarbonaté-calcique (Ca-HCO3), liées à la dissolution des carbonates par les eaux météoriques, sont les plus fréquentes au Québec. Elles se situent surtout dans les zones préférentielles de recharge car les aquifères à nappe libre renferment généralement des eaux souterraines moins âgées et moins minéralisées que les aquifères à nappe captive.
À l’inverse, les eaux plus anciennes et profondes sont souvent de type chloruré-sodique (Na-Cl) car leur long temps de résidence leur confère une salinité élevée caractéristique des saumures ou des eaux d’origine marine. Les échantillons d’eau d’origine marine proviennent entre autre des nappes captives situées sous la plaine argileuse des Basses-Terres du Saint-Laurent. Les chlorures peuvent aussi tirer leur origine des activités anthropiques telles que l’épandage de sels déglaçant, et peuvent donc se retrouvés aussi dans les eaux de recharge récentes.
Les eaux de type sulfaté-sodique (Na-SO4) ont une évolution intermédiaire entre les types bicarbonaté-calcique et chloré-sodique. Elles résultent des processus d’échanges cationiques entre le calcium et le sodium et de la dissolution de minéraux contenant du souffre communément présents dans la roche, tels la pyrite par exemple. Elles cheminent ensuite pour se mélanger graduellement avec les eaux salines profondes.
Figure 21. Évolution géochimique des eaux souterraines
Pour en savoir plus sur la qualité des eaux souterraines:
Rapport: CCME. 2003. Science de l’eau et politiques: Qualité des eaux souterraines (Rapport d’atelier). 76 p.
Dans ce rapport, les connaissances scientifiques actuelles, les besoins en recherche et les perspectives stratégiques correspondantes sont documentés pour les domaines suivants :
- les milieux de roche fracturée
- les sources naturelles de contamination
- les argiles comme barrière au transport des contaminants
- les pathogènes dans les eaux souterraines
- les impacts de l’agriculture sur les eaux souterraines
- les problèmes dans le monde rural et municipal
- l’extraction minière et les métaux
- les déversements de liquides non aqueux
- les problèmes dans le secteur pétrolier
- l’évaluation des risques
- la qualité des eaux de puits en milieu rural
Récemment, le MDDELCC a publié un rapport sur l’état de l’eau et des systèmes aquatiques au Québec, dans lequel on retrouve un chapitre sur la qualité des nappes d’eau souterraine.