Abstract:We compiled a 38 year dataset (1972 to 2010) to evaluate changes in water chemistry over time in relation to oil sands mining activities. We examined patterns in three focal elements (dissolved selenium, dissolved arsenic, total vanadium) at 96 sites along seven tributaries of the Athabasca and Clearwater Rivers. Concentrations of the three focal elements did not differ between sites sampled upstream versus downstream of future development, between sites upstream versus downstream of the primary bitumen-bearing geologic formation, or at an upstream site over a 33 year period on the Muskeg River . Hence, longitudinal patterns observed in water chemistry following mine development cannot be attributed to natural background variation. In contrast, concentrations and loads of the three focal elements were greater post-development compared to reference values (p ≤ 0.01), and were typically greatest during the early exploration and land clearing stage of mine development (p < 0.01). Positive correlations between our three focal elements and 17 other variables either associated with bitumen or considered priority pollutants (r ≥ 0.13, p ≤ 0.04) suggest that the historical impacts of oil sands development on water quality extend beyond our three focal parameters. These results indicate that erosion and subsequent runoff associated with land clearing, construction, and early operational activities have affected water quality in the oil sands region.
Key words:McMurray Formation, Alberta oil sands, oil sands mining, oil sands processing, trace metals, water quality.Résumé : Afin d'évaluer les changements dans les propriétés chimiques de l'eau au fil du temps en lien avec les activités minières des sables bitumineux, nous avons compilé un ensemble de données sur 38 ans (1972 à 2010) et l'avons utilisé pour examiner les tendances de trois éléments ciblés (le sélénium dissous, l'arsenic dissous, vanadium total) à 96 sites le long de sept affluents des rivières Athabasca et Clearwater. Les concentrations des trois éléments ciblés ne différaient pas entre les sites échantillonnés en amont par rapport à ceux en aval du développement futur, entre les sites en amont par rapport à ceux en aval de la formation géologique primaire de bitume, ou à un site en amont sur une période de 33 ans sur la rivière Muskeg (1976Muskeg ( -2009. Par conséquent, les tendances longitudinales observées dans la chimie de l'eau à la suite du développement minier ne peuvent pas être attribuées à la variation naturelle du milieu. Les concentrations et les charges des trois éléments ciblés, en revanche, étaient plus grandes (p ≤ 0,01) après le développement comparées aux valeurs de référence et étaient typiquement les plus grandes (p < 0,01) pendant la première étape du développement minier, soit l'exploration et le dégagement du terrain. Des corrélations positives (r ≥ 0,13, p ≤ 0,04) entre nos trois éléments ciblés et 17 autres variables liées au bitume ou considérées des polluants en priorité suggèrent que les impacts historiques du développe...