ENSABLEMENT DE L'ÉTANG DU 14 CHEMIN DES HAMEAUX VILLE DE LAC BEAUPORT - QUALITÉ DE L'EAU DU LAC BEAUPORT : AVIS TECHNIQUE MUNICIPALITÉ DE LAC-BEAUPORT

QUALITÉ DE L’EAU DU LAC BEAUPORT :
 AVIS TECHNIQUE
 MUNICIPALITÉ DE LAC-BEAUPORT

ENSABLEMENT DE L’ÉTANG DU 14
    CHEMIN DES HAMEAUX

AVIS TECHNIQUE : QUALITE DE L’EAU DU LAC BEAUPORT

Résumé exécutif
Le lac Beauport fait l’objet d’un suivi depuis 2002 et l’ensemble des données suggère que la
qualité d’eau du lac est exceptionnellement bonne. Le lac a d’ailleurs été classé en 2014 par le
MDDELCC comme étant un lac oligotrophe, soit un lac peu enrichi et qui ne présente pas de
signes évidents d’eutrophisation, on peut ajouter, et de contamination bactériologique.

Cependant, nos connaissances des lacs du Québec ont beaucoup évolué depuis une dizaine
d’années. Des études plus fines réalisées sur plusieurs lacs ont démontré l’importance de
procéder à une caractérisation plus poussée de ceux-ci afin de porter les bons diagnostics. En
plus, elles permettent de déterminer prioritairement les bonnes actions de protection à mettre
en place pour que les générations futures puissent profiter elles aussi d’un lac d’aussi grande
qualité que celui du lac Beauport.

Le lac Beauport doit faire l’objet d’une caractérisation supplémentaire pour compléter et valider
les données disponibles. Les données actuelles sont insuffisantes pour obtenir un portrait
complet de ce lac, pour identifier des tendances et pour élaborer un Plan directeur (lac-bassin
versant) susceptible d’amener des actions efficaces au maintien de la qualité exceptionnelle du
lac Beauport.

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Description du mandat
Pierre Bertrand Consultant a été mandaté le 16 février 2016 par la Municipalité de Lac-Beauport
dans le but de formuler un avis concernant la qualité de l’eau du lac Beauport à partir de
l’ensemble des données disponibles et pertinentes.

Cet avis technique doit être déposé au plus tard le 24 février 2016 à la Municipalité de Lac-
Beauport.

Pour ce faire, la municipalité met à la disposition du consultant l’ensemble des données qu’elle
a en sa possession et qui ont déjà été présentées au conseil municipal.

L’avis technique doit comprendre une analyse des données disponibles, un avis sur la qualité de
l’eau du lac et des recommandations.

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Portrait sommaire du lac Beauport
Le lac Beauport présente une superficie de 0.85 km2, et son bassin versant est huit fois plus
important avec une superficie d’un peu plus de 7 km2. Ce bassin versant, de petite dimension,
draine ses eaux de surface vers le lac via cinq tributaires, dont deux trouvent leurs sources
auprès de petits lacs (Giguère et Lagueux), et deux autres sont intermittents et donc sollicités
uniquement lors de la fonte des neiges ou des fortes pluies.

Avec une fosse de plus de 10 m de profondeur, le lac Beauport peut être classé comme étant un
lac profond, mais avec une stratification thermique peu prononcée. Le lac Beauport présente
cependant une bathymétrie particulière qui fait en sorte qu’une grande partie du lac ne
présente pas le profil d’un lac stratifié. En effet, une partie importante du lac Beauport présente
un profil limnologique susceptible d’être associé à un lac peu profond, et d’avoir des
répercussions sur les résultats de la qualité d’eau. La profondeur moyenne est de
4 m ce qui suggère qu’une grande partie de la masse d’eau du lac se retrouve au-dessus de la
thermocline située entre 5 et 6 m.

La décharge du lac est située dans sa partie sud-ouest et alimente la rivière Jaune qui se déverse
dans la rivière Saint-Charles. Cette dernière fait l’objet d’un prélèvement d’eau par la Ville de
Québec dans le but d’alimenter, après traitement, son réseau de distribution d’eau potable.

Les sols du bassin versant sont caractérisés par une alternance de dépôts glaciaires grossiers de
fortes épaisseurs, favorables à l’infiltration des eaux, et de minces couches sur roc, et moins
favorables à l’infiltration des eaux de précipitation. Les types pédologiques de sols rencontrés
dans le bassin versant du lac Beauport, des podzols et des brunisols, sont favorables à
l’adsorption du phosphore en raison des fortes teneurs en fer et en aluminium des horizons A
et B. En effet, la capacité d’adsorption du phosphore de ces sols peut atteindre
3 grammes pour chaque kilogramme de sol. Il s’agit d’un élément naturel favorable au maintien
d’une bonne qualité d’eau au lac Beauport, si l’on considère que pour chaque km2 de bassin
nous comptons 10 kg de phosphore qui atteignent les sols du bassin versant via les
précipitations. Ce qui annuellement, représente plus de 70 kg de phosphore.

Le bassin versant est majoritairement forestier (68 %) ce qui favorise grandement l’infiltration
des eaux de pluie et une bonne modulation des eaux de fonte printanière limitant d’autant les
effets négatifs des coups d’eau : acidification de l’eau du lac, apports de matières en suspension
et de sédiments, etc. De plus, le couvert forestier joue un rôle prépondérant dans des bassins

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versants aux forts dénivelés, comme celui du lac Beauport, en réduisant directement et
indirectement les vitesses d’écoulement des eaux de ruissellement.

Il y a peu de dépôts organiques et de milieux humides dans le bassin versant ce qui limite
d’autant les apports en phosphore soluble dans le lac Beauport. Les milieux humides étant
reconnus comme des sources importantes d’enrichissement des eaux lacustres en phosphore
dissous et donc rapidement assimilable par le phytoplancton, dont les cyanobactéries.

Les habitations se concentrent principalement dans un rayon de 300 m en périphérie du lac. Il
y a 121 propriétés riveraines et un peu plus de la moitié de celles-ci (66) utilisent un système
autonome de traitement de leurs eaux usées (installations septiques), qui font l’objet d’un suivi
de la part de la Municipalité de Lac-Beauport.

Le lac Beauport soutient plusieurs activités récréatives, et au cours de l’été l’achalandage du lac
est important : kayak, canot, baignade, pêche, ski nautique, wakeboard et promenades en
embarcations motorisées.

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La qualité de l’eau du lac Beauport
Généralités

Selon les objectifs poursuivis (prise d’eau potable, baignade, eutrophisation, etc.), il existe
plusieurs méthodes pour caractériser les eaux d’un lac, et chacune d’elle implique un choix de
paramètres spécifiques et des analyses particulières (in situ et laboratoires).

Notons qu’il ne s’agit pas ici de formuler un avis sur le lac Beauport, mais sur la qualité générale
de son eau. Pour ce faire, le Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la
Lutte aux changements climatiques (MDDELCC) propose une méthodologie simple basée sur
des mesures directes au lac (transparence) et sur le prélèvement de quelques échantillons d’eau
au-dessus des parties les plus profondes du lac (fosses), qui, contrairement à ce qui est souvent
véhiculé, ne correspond pas nécessairement au centre des plans d’eau.

Les paramètres proposés et suivis par le MDDELCC pour établir le niveau trophique des lacs sont
les suivants :

Le phosphore total (PT) : car il est un élément nutritif qui se trouve généralement en faibles
concentrations dans l’eau des lacs. Il y a un lien étroit entre la concentration de phosphore et
l’abondance des algues et le niveau trophique d’un lac. Les lacs eutrophes ont généralement
une plus forte concentration de phosphore.

La chlorophylle a (chla) : c’est en fait la mesure d’un pigment vert que l’on retrouve dans la
composition des plantes et des algues. Il s’agit donc d’un excellent indicateur de la biomasse
(quantité) des algues microscopiques qui sont en suspension dans l’eau du lac. La concentration
de chlorophylle a augmente en fonction de la concentration des matières nutritives, en
particulier le phosphore. Il y a donc un lien entre cette augmentation et le niveau trophique
d’un lac. Les lacs eutrophes sont souvent aux prises avec une production importante d’algues.

Le carbone organique dissous (COD) : provient de la décomposition des organismes. La
concentration de COD dans l’eau est fortement associée à la présence des matières qui sont
responsables de sa coloration jaunâtre ou brunâtre, notamment l’acide humique provenant des
milieux humides (comme les marécages, les tourbières et les marais) et de la décomposition
des matières organiques dissoutes provenant des installations septiques. La mesure du COD
permet d’avoir une appréciation de la coloration de l’eau, qui est un des facteurs qui influencent
sa transparence. La transparence de l’eau diminue avec l’augmentation de la concentration du
carbone organique dissous.

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Étant donné que l’augmentation des concentrations en phosphore dans l’eau des lacs conduit
généralement et disons, éventuellement, à l’augmentation des algues microscopiques dans
l’eau, donc à une diminution de la clarté de l’eau, la mesure de la transparence de l’eau est une
mesure générique et peu coûteuse à réaliser dans le suivi de la qualité d’eau des lacs. C’est pour
cette raison que le suivi de ce paramètre est si important pour les gestionnaires de lacs, car il y
a un lien fort entre la transparence de l’eau d’un lac et son état trophique. Les lacs eutrophes
sont généralement caractérisés par une faible transparence de leur eau (- 1m).

Pour les lacs soutenant des activités nautiques de contact (baignade, ski nautique, etc.) il est
fortement suggéré de procéder, en complément des autres analyses et mesures, au décompte
des E. Coli dans l’eau. C’est une question de santé publique.

Les coliformes, souvent le principal élément analysé dans certains lacs de villégiature, sont des
espèces bactériennes qu’on trouve naturellement dans les sols, la végétation et l’eau ou bien
encore dans l’intestin des humains et des animaux à sang chaud. L’ensemble de ces espèces
porte le nom de coliformes totaux. Parmi ceux-ci, ceux qui proviennent des intestins des
humains et des animaux sont nommés coliformes fécaux.

Dans les coliformes fécaux, environ 90 % sont des bactéries Escherichia coli (E.coli). Leur
présence indique, hors de tout doute, une contamination d’origine fécale de l’eau et la présence
potentielle de microorganismes pathogènes. Comme les coliformes fécaux ne se reproduisent
pas dans l’eau, leur présence indique une contamination très récente (déversement) ou
continue (installations septiques, présences animales, entreposage ou épandage de fumiers,
etc.).

Bien que les coliformes fécaux et E.coli soient habituellement sans risque pour les humains, il y
a des exceptions notoires comme Escherichia coli 0157 :H7 (Walkerton). Mais le plus grand
danger réside dans la possibilité que des microorganismes pathogènes accompagnent les
coliformes fécaux et E.coli. Ces microorganismes sont des virus, des bactéries et des
protozoaires dont, dans ce dernier cas, les deux plus problématiques sont
Giardia et Cryptosporidium qui vivent dans les intestins des humains infectés et des animaux à
sang chaud comme les castors et les rats musqués. C’est pour cette raison que les risques sont
plus grands à proximité des tributaires des lacs. Contrairement à bien des bactéries, qui meurent
rapidement dans l’eau, les kystes de Giardia et les occystes de Cryptosporidiase peuvent
survivre plusieurs mois dans l’eau.

La présence dans un bassin versant de castors, de chevreuils, d’ours, d’orignaux, de rats
musqués, de visons, de loutres et d’humains devrait suffire à indiquer impérativement de ne
pas boire l’eau d’un lac directement ou via une prise d’eau sous aucune considération à moins

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que les prises d’eau des riverains soient équipées d’un système de traitement spécialement
conçu pour éliminer des microorganismes mesurant 4 microns (0,004mm) de diamètre.

Type limnologique

Au Québec, nous avons tendance à percevoir nos lacs comme étant des masses d’eau profonde,
alors que beaucoup d’entre eux, souvent les plus dégradés, sont des lacs de faible profondeur.
Il y a, en effet, deux grandes catégories de lacs qui gouvernent non seulement l’interprétation
adéquate des données issues des différentes études réalisées sur les lacs, mais aussi, et surtout,
le choix des actions de protection et de restauration possibles :

         Lacs profonds : ces lacs sont caractérisés par une stratification thermique qui segmente
         la colonne d’eau en deux couches ; soit une couche supérieure, l’épilimnion, plus
         chaude, isolée du fond sédimentaire, par une couche sous-jacente, plus froide,
         l’hypolimnion, mais en contact avec les sédiments du lac tout au long de la période
         estivale. La présence de macrophytes (plantes aquatiques visibles à l’œil nu) est
         généralement restreinte à la zone littorale et joue un faible rôle dans l’évolution du lac.

         Lacs peu profonds : ces lacs sont caractérisés par un constant mélange de leurs eaux
         (polymictic) et par l’absence d’une stratification thermique marquée ou soutenue au
         cours de la saison chaude. Ce sont généralement des lacs de profondeur moyenne
         inférieure à 5-6 m, et dont la qualité de l’eau est fortement dépendante des réactions
         physico-chimiques en cours avec les sédiments, et de l’abondance ou non des
         macrophytes. Les lacs peu profonds dépourvus de macrophytes sur de grandes surfaces
         présentent généralement des eaux brouillées et une très faible transparence de leurs
         eaux, alors qu’en présence de vastes herbiers de macrophytes les eaux sont
         généralement claires.

Les données bathymétriques suggèrent que le lac Beauport présente ces deux faciès, ce qui
n’est pas sans avoir un effet sur les résultats de qualité de l’eau obtenus en date d’aujourd’hui
et devrait orienter les prochains suivis.

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Résultats et analyses
Les eaux du lac Beauport font l’objet d’un suivi depuis de nombreuses années notamment pour
les paramètres indiqués précédemment à l’exclusion des coliformes. Pour formuler cet avis,
nous avons fait le choix de retenir plus particulièrement les données issues du Réseau de
surveillance volontaire des lacs (RSVL), de l’étude de l’APEL (2014) et de celles obtenues par la
Municipalité de Lac-Beauport (2014).

Puisque la plus longue série temporelle de données est celle du RSVL (2002 – 2014) et
considérant que ces données sont encadrées par un protocole d’échantillonnage élaboré par le
MDDELCC il y a tout lieu de leur accorder une plus grande attention. Ces données sont
cohérentes d’une année à l’autre et pour chacun des paramètres (liens de causalité connus),
permettent, tel un bruit de fond, de mesurer l’état actuel de l’eau du lac Beauport et de son
évolution dans le temps. De plus, en ce qui concerne les données du RSVL, les analyses du
paramètre phosphore ont été faites par le même laboratoire, soit celui du Gouvernement du
Québec, et selon la même méthodologie, et les résultats obtenus ne présentent pas de
variations inadéquates ni d’anomalies importantes qui nous amèneraient à mettre en doute les
résultats. Nonobstant les résultats obtenus pour le paramètre phosphore selon les différentes
études, les résultats obtenus pour tous les autres paramètres (Chl. A., transparence et COD)
suggèrent une grande constance et des covariations reconnues comme on peut le constater à
la lecture du tableau 1.

L’ensemble des résultats présentés (tableau 1) suggère que le lac Beauport se classe comme
étant un lac oligotrophe, soit un lac peu affecté par l’eutrophisation. Comme on peut le
constater, tous les paramètres présentent des résultats typiques d’un lac ayant une excellente
qualité d’eau. D’autant plus qu’à son origine, à la suite du retrait des glaces continentales lors
de la dernière glaciation, il y a plus de 10 000 ans, ces paramètres ne présentaient certainement
pas des résultats nuls.

Il est à noter que ces résultats, issus de sources différentes, sont cohérents entre eux, à la
lumière des connaissances que nous possédons des liens qui s’établissent entre le phosphore,
la production phytoplanctonique et la transparence de l’eau. Si la valeur obtenue pour le
carbone organique dissous (COD) est faible, elle demeure cohérente avec un bassin versant de
petite dimension comme dans le cas du lac Beauport et, en combinant cette valeur avec celle
obtenue pour le phosphore, ne reflète certainement pas un lac influencé par des installations
septiques.

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AVIS TECHNIQUE : QUALITE DE L’EAU DU LAC BEAUPORT

Tableau 1 : Intégration des résultats utilisés dans l’avis technique.

Nous avons insisté précédemment sur l’importance de faire un suivi sur la présence des
coliformes fécaux (E.coli.), car ce paramètre est d’intérêt pour la santé publique. La Municipalité
de Lac-Beauport fait un suivi important de ce paramètre et les résultats disponibles (2014) ne
démontrent aucune problématique à cet égard, considérant qu’aucun résultat ne dépasse la
limite de 200 UFC/100 ml établie pour les activités de contact primaire avec l’eau (baignade).
Avec des résultats oscillant entre 0 et 4 UFC/ml, des résultats que l’on rencontre généralement
dans les eaux souterraines surtout, on peut dire que l’ensemble des résultats disponibles
suggère une qualité d’eau exceptionnelle. Cette qualité d’eau exceptionnelle a été d’ailleurs
soulignée par le MDDELCC en 2014, lorsqu’il affirme que…..l’ensemble des variables
physicochimiques du lac Beauport (au-dessus de la zone profonde) situe son état trophique dans
la classe oligotrophe… !

Il y a très peu de lacs au Québec présentant un bassin versant habité qui peuvent se targuer
d’être classé oligotrophe. D’ailleurs, l’ensemble des données converge vers ce constat que nous
faisons nôtre. Ce lac doit faire l’objet d’une protection systématique et de quelques
compléments de caractérisation.

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Conclusion
Le lac Beauport fait l’objet de suivis depuis 2002 de la part de diverses organisations. L’analyse
critique des données disponibles a permis d’identifier des anomalies importantes dans les
résultats et de les corriger pour procéder à la rédaction de cet avis. Ce sont principalement des
résultats concernant le phosphore qui présentaient des anomalies importantes et nul doute
dans notre esprit que les laboratoires en sont la cause. Par contre, l’intégration de ces anomalies
dans certaines analyses précédentes a biaisé grandement les conclusions portant sur la qualité
des eaux du lac Beauport.

On peut aussi se questionner sur certaines conclusions négatives formulées dans des études
antérieures alors que les données de ces dernières suggéraient pourtant d’en tirer des
conclusions tout autres.

Toutes les données pertinentes indiquent pourtant que les eaux du lac Beauport sont d’une
excellente qualité. Le MDDELCC classe d’ailleurs le lac Beauport comme oligotrophe, ce qui est
exceptionnel pour un lac au bassin versant développé. La Municipalité de Lac-Beauport doit
faire le nécessaire pour maintenir le lac Beauport dans cette catégorie. C’est un défi qui devra
être basé sur des données complémentaires et finalement, sur un Plan directeur de protection
adéquat.

Comme le mentionne le MDDELCC : ce lac doit être protégé.

Recommandations
  1) Réaliser une caractérisation systématique et détaillée du lac Beauport :
        a. sédiments : granulométrie et géochimie
        b. au droit des rives : paramètres RSVL + coliformes
        c. colonne d’eau : oxygène en plusieurs points

  2) Rives :
         a. Mettre en place un réseau de suivis des eaux souterraines
         b. Évaluer la saturation des sols en phosphore au droit des installations septiques

  3) Compléter la caractérisation du bassin versant du lac Beauport
        a. Cartographie détaillée du réseau de drainage du bassin versant,
        b. Identification des sites problématiques : érosion, milieux humides, aires
           d’infiltration, etc.,
        c. Identification des aménagements possibles de contrôles des apports en
           sédiments et en éléments nutritifs

  4) Plan directeur
         a. Portrait du lac et des mécanismes régissant la qualité de son eau
         b. Identification des problèmes actuels et à venir
         c. Plan d’action
         d. Présentation

Pierre Bertrand (M. Sc.) : biographie sommaire.

Monsieur Bertrand a œuvré plus de 25 ans (1987-2014) dans le domaine du génie-conseil à titre
de vice-président associé (environnement, recherche et développement) au sein de plusieurs
grandes entreprises québécoises (Argus, Roche, Teknika HBA et EXP).

M. Bertrand est géomorphologue de formation (UL), et possède une maîtrise en écopédologie
et cartographie écologique (UL), un certificat en aménagement littoral (Sorbonne). Il a fait des
études de troisième cycle en sciences pures et appliquées (INRS) et un stage d’étude en
restauration des milieux littoraux aux Pays-Bas (Amsterdam).

Il a œuvré au Ministère des Pêches et des Océans dans les domaines de la contamination des
milieux côtiers, de la restauration des milieux lagunaires, des littoraux et des environnements
intertidaux. Il a développé des techniques écologiques alternatives aux solutions
conventionnelles de stabilisation des rives, ce qui l’a amené à jouer un rôle crucial dans la
restauration des rivières affectées par les pluies diluviennes de juillet 1996 au Saguenay (Prix
Phénix de l’environnement). Monsieur Bertrand a mis au point le concept d’auto sédimentation
récemment mis en application dans la Baie de Rivière-du-Loup par le Ministère des Transports
(Prix Génie Conseil, 2012).

Monsieur Bertrand, fervent défenseur de l’éco-ingénierie, a piloté l’équipe qui a mis au point
les techniques de stabilisation de rives à l’aide d’armatures végétales dans les années 90,
techniques aujourd’hui standardisées et promues par le MDDLCC.

Il a travaillé au sein de la Commission de la Capitale Nationale du Québec aux études d’avant-
projet pour le projet de réaménagement du boulevard Champlain à Québec. Il a aussi été le
chargé de projet du projet de restauration de la rivière Saint-Charles (ville de Québec), et du
réaménagement d’une partie de la Baie de Beauport (sols contaminés - Port de Québec). Il a
participé de plus à la restauration écologique de plusieurs sites miniers au Québec, dont ceux
de Sullivan et d’Eustis (Grand Prix du génie-conseil- 2011).

Depuis une quinzaine d’années, monsieur Bertrand travaille plus intensément sur la
problématique des milieux lacustres, notamment sur la contamination de certains lacs par les
cyanobactéries, réalisant une centaine d’études de lacs, et des plans directeurs (Prix du Génie-

Conseil 2013), ce qui lui a valu d’être considéré comme un expert par le Gouvernement du
Québec lors de la commission parlementaire portant sur les cyanobactéries.

Il a de plus travaillé sur la définition de la Politique de gestion durable de l’eau pour quelques
municipalités, et sur la protection des aires de captage de l’eau potable en collaboration avec le
MDDELCC. Il a d’ailleurs été, à titre de chargé de projet, le premier professionnel à implanter
concrètement la nouvelle réglementation portant sur la protection des aires de captage de l’eau
potable (Municipalité de Sept-Îles – Côte-Nord).

 Monsieur Bertrand a publié plusieurs articles techniques, conseillé plusieurs municipalités,
donné des dizaines de conférences, et participé à plusieurs comités consultatifs
gouvernementaux. Il a de plus enseigné (collégial et universitaire), et a été commissaire au
BAPE. Il a de plus travaillé dans plusieurs pays, dont la Tunisie, l’Algérie, le Rwanda et la Chine
(Yunnan), notamment pour ce dernier pays, dans le cadre de la restauration complète du lac
Baichong et de son bassin versant.

Monsieur Bertrand est considéré comme étant un spécialiste de l’étude des lacs et rivières et
de l’élaboration des plans de protection et de restauration de ceux-ci. Il a récemment publié
deux articles scientifiques sur ces sujets, en plus d’être membre de North American Lake
Management Society, et de l’Association canadienne de réhabilitation des sites dégradés. Il est
d’ailleurs à organiser, pour cette dernière, un colloque portant sur la protection et la
restauration des lacs (avril-2016).

Articles récents :

Bertrand, P. (2016). Lacs du Québec méridional : perspectives de protection et de restauration.
Vecteur environnement. Mars 2016.

Bertrand, P. (2015). Prévenir l’éclosion des cyanobactéries par une gestion adéquate des eaux
pluviales. Contact Plus, N.92, p.19-21.

Bertrand, P. et L. Chartier (2014). Phosphore et marais construits : une filière de traitement à
développer. Vecteur environnement. Novembre 2014.

Bertrand, P. (en préparation). Domestic wastewater phosphorus contribution to lakes: a case
study. Ecological Engineering.