Comme son nom l’indique, l’oxygène dissous correspond à l’oxygène (O2) qui se retrouve en solution dans l’eau. La mesure de ce paramètre reflète l’équilibre entre la production et la consommation d’oxygène.
O2 dissous = Production d’O2 – Consommation d’O2
Production d’O2 :
- Apports atmosphériques (diffusion, brassage)
- Photosynthèse (végétaux)
Consommation d’O2 :
- Respiration des organismes vivants
- Dégradation de la matière organique
Oxygène, température et eutrophisation
Plus l’eutrophisation d’un lac progresse, plus la croissance des végétaux augmente, et plus la matière organique devient abondante au sein de l’écosystème aquatique. Cette augmentation de la quantité de matière organique mène à l’augmentation de l’activité des décomposeurs qui s’en nourrissent. Puisque cette décomposition consomme de l’oxygène, il s’ensuit une diminution de l’oxygène dissous, pouvant mener à l’absence complète d’oxygène (anoxie)!
De plus, la température de l’eau et la pression atmosphérique influencent la quantité d’oxygène pouvant être dissous dans l’eau. Plus les eaux sont chaudes, moins elles sont oxygénées! C’est pourquoi une augmentation de la température peut causer la mortalité de certains organismes aquatiques.
Une faible concentration en oxygène peut donc avoir des impacts négatifs sur l’écosystème des lacs, tels que:
- Perte de la qualité des habitats fauniques et de la diversité biologique
- Libération du phosphore lié aux sédiments (relargage)
Pour en apprendre plus sur le processus d’eutrophisation des lacs, consultez notre fiche informative à cet effet!
Si les plantes produisent de l’oxygène, pourquoi leur prolifération mène-t-elle à une diminution de l’oxygène dissous d’un lac?
Tout comme les plantes terrestres, les végétaux aquatiques (plantes et phytoplancton) produisent de l’O2 par photosynthèse durant la journée. Toutefois, durant la nuit, le processus s’interrompt, bien que les organismes aquatiques, eux, n’arrêtent pas de respirer!
Globalement, l’importante demande en O2 nécessaire pour décomposer les végétaux qui meurent à la fin de la saison explique la diminution de l’oxygène associée à la prolifération des végétaux.
Distribution de l’oxygène dans un lac
Au cours de l’été, la température de l’eau se réchauffe graduellement à la surface des lacs, mais reste froide en profondeur. Ceci engendre la formation de couches d’eau distinctes : l’épilimnion, le métalimnion et l’hypolimnion. Ces couches ne se mélangent pas en été, donc la quantité d’oxygène diffère d’une couche à l’autre.
L’épilimnion est toujours riche en oxygène puisque le vent brasse l’eau avec l’air atmosphérique.
Le métalimnion est une zone de transition, comprenant une portion riche en oxygène, associée à une accumulation des algues microscopiques en suspension (phytoplancton). La teneur en oxygène diminue graduellement avec la profondeur.
La concentration en oxygène de l’hypolimnion subie généralement une baisse qui s’accentue durant l’été. Puisque les eaux de cette couche ne sont pas en contact avec l’oxygène atmosphérique, les réserves rechargées au printemps et à l’automne s’épuisent durant l’été. Le rythme d’une telle diminution sera dicté selon la morphologie du lac et sa productivité (consommation d’oxygène en profondeur par les organismes décomposeurs).
L’uniformisation de la température de l’eau, qui a lieu à l’automne et généralement au printemps, permet un brassage complet de la colonne d’eau et une recharge de l’oxygène en profondeur.
Analyser l’oxygène dissous
Pourquoi ?
Pour mieux comprendre l’état de santé d’un lac et évaluer la qualité de l’habitat pour des organismes aquatiques comme les poissons.
Comment ?
À l’aide d’un oxymètre ou d’une sonde, en mesurant la concentration d’oxygène dissous ainsi que la température de l’eau à différentes profondeurs à partir de la surface jusqu’au fond (ex.: à tous les mètres). Ensuite, en produisant un graphique du profil de l’oxygène dissous et de la température en fonction de la profondeur (voir un exemple plus bas).
Quand ?
À la fin de l’été afin de mesurer les plus fortes diminutions en oxygène, avant le brassage automnal de la colonne d’eau. Il est également possible d’effectuer plusieurs mesures, entre le printemps et l’automne, pour suivre l’évolution de la situation.
Où ?
À la fosse du lac.
Interprétation des résultats
Exemples typiques de profils en oxygène dissous pour les lacs eutrophes et oligotrophes à la fin de l’été.
Profil en oxygène dissous selon le niveau trophique
- On observe souvent une augmentation de l’oxygène dissous dans le métalimnion à cause d’une production d’oxygène par les algues microscopiques en suspension (phytoplancton) qui y sont concentrées.
- Dans les lacs profonds et oligotrophes, l’hypolimnion conserve généralement une concentration d’oxygène dissous acceptable à la fin de l’été (ne présente pas d’anoxie).
- Pour les lacs eutrophes, un déficit en oxygène prononcé, associé à une forte décomposition de la matière organique, peut être observé en profondeur à la fin de l’été.
Autres facteurs naturels pouvant expliquer l’anoxie
Pour certains lacs oligotrophes, des causes naturelles peuvent mener à un épuisement de la concentration en oxygène en profondeur à la fin de l’été. Par exemple, ceci peut être lié à l’absence de brassage printanier ainsi qu’à une faible épaisseur de l’hypolimnion, qui ne permet pas d’emmagasiner une grande quantité d’oxygène. Ainsi, l’anoxie des eaux profondes n’est pas toujours un signe de mauvaise santé d’un lac! Chaque plan d’eau est unique, et il importe de considérer les multiples caractéristiques d’un lac afin d’interpréter les résultats de concentration d’oxygène dissous.
Le RAPPEL peut vous aider à dresser le portrait des différents paramètres physico-chimiques d’un lac ou d’un cours d’eau!
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