Preliminary results from water-isotope characterization of groundwater, surface water, and precipitation in the Wilmot River watershed, Prince Edward Island

Agricultural activity, especially the application of fertilizers, is believed to be a major source of nitrates in groundwater and surface water in Prince Edward Island. Analyses of 107 groundwater and 17 surface-water samples from 4 seasonal field operations in the Wilmot River watershed, and 13 precipitation samples, indicate that average annual nitrate concentrations in groundwater are 6.5 mg/L N-NO3, with 22% of domestic wells exceeding the health guideline of 10 mg/L N-NO3. Concentrations in surface water average 6.2 mg/L N-NO3, but all are below 8 mg/L N-NO3. Stable isotopes of oxygen and hydrogen help delineate interactions between precipitation, groundwater and surface water. Groundwater values fall on or near the meteoric-water line for Charlottetown, indicating that groundwater may be derived entirely from modern local precipitation, although additional precipitation sampling is needed for confirmation. Surface waters have average isotope values similar to those for groundwater, implying that surface water is derived almost entirely from groundwater. Résumé : L’activité agricole, en particulier l’épandage des engrais, est perçue comme étant une source majeure de nitrates dans les eaux souterraines et les eaux de surface de l’Île-du-Prince-Édouard. L’analyse de 107 échantillons d’eau souterraine et 17 échantillons d’eau de surface prélevés lors de quatre sessions de travaux saisonniers sur le terrain dans le bassin de la rivière Wilmot, et de 13 échantillons de précipitation indique que les concentrations annuelles moyennes de nitrates dans les eaux souterraines sont de 6,5 mg/L(N-NO3), et que 22 % des puits à usage domestique ont des concentrations qui sont supérieures à la recommandation de 10 mg/L(N-NO3) pour la qualité de l’eau. Les concentrations moyennes dans les eaux de surfaces sont de 6,2 mg/L(N-NO3), toutes les valeurs étant inférieures à 8 mg/L(N-NO3). Les isotopes stables de l’oxygène et de l’hydrogène aident à reconnaître les interactions entre les précipitations, les eaux souterraines et les eaux de surface. Les valeurs isotopiques des eaux souterraines se situent sur la droite des eaux météoriques de Charlottetown ou à proximité, et les eaux souterraines pourraient donc provenir entièrement de précipitations locales récentes. Toutefois, un échantillonnage plus poussée des eaux souterraines est nécessaire pour confirmer cette hypothèse. Les valeurs isotopiques des eaux de surface sont semblables à celles des eaux souterraines, ce qui suggère que les eaux de surfaces sont dérivées presque entièrement des eaux souterraines. Current Research 2005-D4 1 S.L. Liao et al.