Guide des données sur les nutriments

Les données téléchargées dans DataStream doivent être formatées selon la structure de données DataStream (DS-WQX).

Les paramètres ou « caractéristiques » sont consigné(e)s en fonction de 3 catégories connexes :

Tableau 1 : Champs DataStream utilisés pour signaler une caractéristique de nutriments.

Dans la pratique, des résultats de laboratoire identiques sont parfois signalés en utilisant des noms différents pour un(e) même paramètre ou caractéristique. Par exemple, un laboratoire ou agence peut nommer la caractéristique « phosphore-phosphate » une année, et « phosphore » l’année suivante, même s’ils sont recueillis et analysés de la même façon les deux années. Cela se produit aussi souvent entre différents laboratoires, du fait qu’ils ont développé leur propre méthodologie et leurs propres systèmes de notation.

Pour assurer l’uniformité et éviter toute ambiguïté, DataStream a harmonisé les noms des caractéristiques avec ceux recommandés par WQX. Le tableau 2 résume la terminologie privilégiée pour les caractéristiques des nutriments, ainsi que les synonymes couramment signalés. En suivant ce tableau, les données sur les nutriments seront plus facilement comparables entre les ensembles de données de plusieurs organisations partout au pays.

Tableau 2 : Lignes directrices pour la saisie des données sur les nutriments. Ce tableau affiche les noms des caractéristiques que DataStream privilégie pour les nutriments, ainsi que les synonymes fréquemment signalés, les méthodes possibles de spéciation et les fractions d’échantillon applicables pour chaque caractéristique. *Quelle que soit la langue de l’organisme, le nom des caractéristiques, la spéciation et la fraction d’échantillon applicable doivent être indiqué(e)s en anglais lors de la saisie des données.

NA – non applicable

Les formes couramment signalées pour les composés qui contiennent de l’azote incluent l’azote lié aux composés organiques (tissus animaux ou végétaux), l’ammonium (NH4), l’ammoniac (NH3), le nitrite (NO2) et le nitrate (NO3). Ces composés sont souvent signalés individuellement; toutefois, des groupements spécifiques de ces molécules sont également courants, en raison de l’efficacité des analyses en laboratoire et/ou de la comparabilité entre de nombreuses évaluations en laboratoire.

La caractéristique « Total nitrogen, mixed forms » comprend toutes les formes d’azote (tous les composés mentionnés ci-dessus), la caractéristique « Kjeldahl nitrogen » comprend l’azote organique et l’azote ammoniacal, et la caractéristique « Inorganic nitrogen» comprend l’azote ammoniacal, le nitrite et le nitrate (schéma 1). Il est à noter que l’azote inorganique est généralement signalé de deux façons, l’une incluant l’azote ammoniacal, l’autre non.

En ce qui concerne les composés chimiques qui contiennent du phosphore, les formes couramment signalées incluent l’orthophosphate (PO4), la fraction spécifique d’orthophosphate qui ne peut être éliminée par filtration (souvent appelé phosphore réactif soluble (PRS) ou « Soluble Reactive Phosphorus (SRP) » en anglais), le phosphore organique et le phosphore total ou « Total phosphorus, mixed forms » en anglais (schéma 2). La caractéristique « Total phosphorus, mixed forms » comprend toutes les formes de phosphore, y compris le phosphore organique, l’orthophosphate (soluble et insoluble) et le phosphore hydrolysable par les acides. Il est à noter que le phosphore hydrolysable par les acides n’est pas couramment signalé individuellement.

Les concentrations du phosphore dans l’eau sont très souvent déterminées par colorimétrie, une technique scientifique qui mesure les concentrations de composés colorés en fonction de l’absorbance de la lumière. La mesure d’une caractéristique spécifique du phosphore dépend du prétraitement prescrit de l’échantillon (digestion persulfate, hydrolyse H₂SO₄ ou aucun traitement) avant l’analyse colorimétrique, tel qu’illustré dans le schéma ci-dessous.

La méthode de spéciation fait référence aux espèces chimiques signalées dans un échantillon. Cette distinction est nécessaire car différentes espèces mesurées dans un même échantillon auront des valeurs de masse différentes.

L’exemple ci-dessous (USEPA, 2017) illustre une méthode de spéciation et son importance :

L’équation ci-dessous démontre ce concept en utilisant un facteur de conversion :

Il est à noter qu’il n’est pas nécessaire de saisir les données sur les nutriments en utilisant les deux méthodes de spéciation différentes. Un simple facteur de conversion permet aux utilisateurs de convertir les données vers la spéciation de leur choix. Les facteurs de conversion pour certaines caractéristiques sont illustrés au tableau 3.

Tableau 3 : Facteurs de conversion pour des caractéristiques couramment signalées.

Beaucoup de laboratoires ne fournissent pas de données sur les nutriments avec une méthode de spéciation parce qu’il semble superflu de signaler « Nitrate sous forme NO3 » ou « Nitrate sous forme Nitrate ». Ils se contenteront donc d’utiliser plutôt « Nitrate ». Pour le laboratoire, cette notation est comprise, mais elle n’est pas toujours évidente pour ceux qui obtiennent des résultats si « Nitrate » fait référence à « Nitrate-NO3 » ou « Nitrate-N ». Pour cette raison, nous recommandons qu’une discussion ait lieu avec le laboratoire pour que les résultats soient affichés en utilisant la notation souhaitée ou que la notation du laboratoire soit expliquée.

La fraction d’un échantillon est déterminée selon son niveau de filtration, qui est un procédé physique utilisé pour séparer les fractions particulaires et aqueuses d’un échantillon d’eau. Les échantillons non filtrés comprennent la quantité du produit chimique dans les parties particulaire et aqueuse, tandis que les fractions d’échantillons filtrés comprennent seulement le produit chimique dans la partie aqueuse. Les fractions d’échantillon non filtrable comprennent uniquement la matière qui ne peut passer à travers le filtre, c'est-à-dire la fraction particulaire.

La connaissance de l’état de filtration de chaque échantillon est importante car les valeurs peuvent varier considérablement entre les échantillons filtrés et non filtrés. Il existe d’autres fractions d’échantillon qui s’appliquent à des caractéristiques obtenues par des méthodes autres que la filtration, comme la digestion, mais la filtration est la principale façon de déterminer la fraction de l’échantillon pour les caractéristiques des nutriments.

DataStream exige que les responsables de la gérance des données entrent les données sur les nutriments au moyen de l’un des cinq types de fractions d’échantillon (tableau 4). Deux raisons principales expliquent cette situation. Premièrement, le terme « total » est fréquemment utilisé en notation de laboratoire, ce qui a un sens ambigu puisqu’il peut se référer à la fois à la combinaison de formes organiques et inorganiques (ou mixtes) des nutriments, ainsi qu’à la combinaison de nutriments aqueux et particulaires. Pour réduire la confusion, DataStream suit les meilleures pratiques de WQX en différenciant les groupes physiques comme étant filtrés (c.-à-d. dissous), non filtrés (c.-à-d. totaux) et non filtrables (c.-à-d. particules) et en réservant le terme « total » pour désigner les groupes de caractéristiques des nutriments (c.-à-d. « formes mixtes »).

Deuxièmement, l’état de filtration donne aux utilisateurs des informations sur la qualité des données et/ou leur comparabilité avec d’autres données. Outre les différences de valeurs entre les portions filtrées et non filtrées, il est important de connaître l’emplacement de la filtration (p.ex. terrain ou laboratoire), car certains paramètres des nutriments peuvent être influencés par une activité microbienne qui transforme les nutriments sous d’autres formes. Cela peut poser un problème si les échantillons passent trop de temps dans un récipient de collecte avant l’analyse en laboratoire, ce qui peut entraîner des lectures imprécises. Si un échantillon a été filtré, mais que l’emplacement de la filtration ne peut être déterminé selon les notes de terrain ou les méthodes de laboratoire, la fraction recommandée de l’échantillon est alors « filtrée », ou bien « Filtered ».

Tableau 4 : Types de fraction d’échantillon disponibles dans le modèle de téléchargement de DataStream. *Quelle que soit la langue de l’organisme, les noms des fractions d’échantillon demeurent en anglais lors de la saisie des données.

Les échantillons filtrés sont désignés comme étant filtrés sur le terrain (« Filtered, field ») ou en laboratoire (« Filtered, lab »). Comme les mêmes méthodes de laboratoire peuvent être utilisées sur des échantillons filtrés sur le terrain ou en laboratoire, la description de la méthode fournie par le laboratoire peut ne pas être adéquate pour déterminer où l’échantillon a été filtré. Encore une fois, il est important de s’assurer que le laboratoire ou le personnel qui prélève les échantillons consigne l’état de filtration.

Les limites de détection inférieures représentent la plus petite quantité d’une substance qu’il est possible de distinguer de l’absence de cette substance (ou dans le cas des limites supérieures de détection, la plus grande quantité d’une substance qui peut être mesurée de façon fiable). Lorsqu’un résultat est inférieur à la limite de détection, sa quantité exacte ne peut être déterminée, mais il est tout de même important de signaler ce résultat, car il indique que la concentration de la substance est faible, voire nulle. Si ces résultats ne sont pas pris en compte dans un ensemble de données, seules les valeurs supérieures à la limite de détection seront affichées, et ceci faussera toute analyse statistique de cette substance.

Lorsqu’un résultat est inférieur ou supérieur à une limite de détection, la valeur du résultat est laissée en blanc. La condition de détection des résultats (tableau 5), la valeur et le type du seuil de quantification, ainsi que son unité doivent être saisis pour décrire adéquatement le résultat.

Tableau 5 : Conditions de détection disponibles dans le modèle de téléchargement de DataStream. *Quelle que soit la langue de l’organisme, les noms des conditions de détection du résultat seront indiqués en anglais lors de la saisie des données.

Ce guide a été préparé en collaboration avec Logan Boyer de Management and Solutions in Environmental Science (MSES Inc.) et Dre Megan Thompson de Thompson Aquatic Consulting. 

USEPA, 2017. Best Practices for Submitting Nutrient Data to the Water Quality eXchange (WQX).