Effects of uranium mining and milling on benthic invertebrate communities in the Athabasca Basin of Northern Saskatchewan

Abstract

Aquatic environments downstream of uranium operations (mining/milling) in Northern Saskatchewan are exposed to a variety of chemical and physical disturbances. There is extensive regulatory documentation of monitoring and effects assessments for modern uranium operations, though little is available in the scientific literature. The reference condition approach was used to predict expected benthic invertebrate community metrics for unexposed and exposed lakes. This approach was used to identify impacted communities that differed significantly from expected natural regional compositions. The number of taxa at the lowest practical level (taxon richness) downstream of approximately half of the uranium operations’ effluent release points was lower compared to the number of taxa observed in reference conditions. The taxon richness residuals were strongly correlated with about half of the measured concentrations of sediment contaminants and always negatively, such that richness was lower in lakes with higher concentrations of metals or radionuclide activities in the sediments. This was consistent for both reference and exposure lakes, implying a natural background influence of some metals and radionuclides on taxon richness. This exercise produced models that can be used by practitioners in the north of Saskatchewan in the design and delivery of monitoring programs not only for uranium mines, but for regional cumulative effects studies in support of sustainable resource planning and management.

Les milieux aquatiques en aval d’exploitations uranifères (minière/extraction) dans le nord de la Saskatchewan sont exposés à diverses perturbations chimiques et physiques. Il existe une documentation réglementaire exhaustive sur la surveillance et les évaluations des effets des opérations modernes uranifères, bien qu’il y ait peu d’information dans la littérature scientifique. L’approche fondée sur les conditions de référence (ACR) a été utilisée pour prédire ce qui est attendu des communautés d’invertébrés benthiques dans des lacs exposés et non exposés. Le nombre de taxons identifié (richesse taxonomique) en aval de la moitié des points de rejet des effluents des opérations minières et d’extraction d’uranium était inférieur au nombre de taxons observé dans les conditions de référence. Il y avait une forte corrélation négative entre les résidus de la richesse taxonomique et la concentration de la moitié des contaminants mesurés dans les sédiments, de sorte que la richesse était plus faible dans les lacs ayant des concentrations élevées de métaux ou de radionucléides dans les sédiments. Cette relation a été observée dans les lacs de références ainsi que les lacs exposés, ce qui implique une influence naturelle de certains métaux et radionucléides sur la richesse taxonomique. Cet exercice a produit des modèles qui peuvent être utilisés pour la conception de programmes de surveillance dans le nord de la Saskatchewan, non seulement pour les mines et usines d’extraction d’uranium mais aussi pour des études régionales des effets cumulatifs servant à la planification et à la gestion de l’exploitation durable des ressources.

Notes

1. Hereafter, the term ‘residual’ is used to refer to standardized residuals, or Z scores.