Même les eaux usées traitées nuisent aux écosystèmes d’eau douce

Les rivières regorgent d’excès de nutriments, de produits chimiques et d’autres polluants, notamment les eaux usées.À l'échelle mondiale, environ 50 % des eaux usées sont traitées dans les installations avant d’être rejeté dans les plans d’eau à proximité.Mais de nouvelles recherches montrent que même un traitement avancé pourrait ne pas suffire à préserver la santé des écosystèmes d’eau douce.

Les chercheurs ont rejeté des eaux usées diluées et traitées dans un cours d'eau non pollué du nord de l'Espagne et ont comparé avant et après les flux d'énergie à travers l'écosystème.

« Nous avons découvert des changements subtils mais fondamentaux dans le fonctionnement des écosystèmes. »

"Nous avons constaté des changements subtils mais fondamentaux dans le fonctionnement de l'écosystème après l'ajout d'eaux usées", a déclaré Ioar de Guzmán, écologiste des eaux douces à l'Université du Pays Basque en Espagne et auteur principal de l'étude.En manipulant un écosystème vierge, elle et ses collègues pourraient isoler les effets des eaux usées, qui peuvent être masqués dans des cours d'eau contenant d'autres types de pollution de l'eau.

Le ruissellement agricole, contenant des engrais riches en azote, est un fléau familier, provoquant une prolifération d'algues vertes sinistres qui étouffent la vie aquatique.

"Les eaux usées sont probablement un facteur de stress plus important pour le fonctionnement des rivières que l'agriculture", a déclaré Mario Brauns, un écologiste d'eau douce du Centre Helmholtz pour la recherche environnementale en Allemagne qui travaille sur l'analyse du réseau alimentaire avec de Guzman mais n'a pas participé à la nouvelle étude.

Outre l’azote et d’autres nutriments, les eaux usées contiennent un cocktail insidieux de contaminants toxiques provenant de produits de nettoyage et de beauté, de produits pharmaceutiques et bien plus encore.

Des décennies d'investissement pour réduire la pollution des eaux usées, motivées par des législations telles que la directive-cadre européenne sur l'eau et les États-Unis.Clean Water Act, montrent que le traitement peut améliorer considérablement la qualité de l’eau.Mais, a déclaré de Guzman, « même après un traitement avancé, des composés toxiques et des nutriments subsistent ».

Dans leur expérience, de Guzman et ses collègues ont utilisé les eaux usées d'une grande installation de traitement près d'Elgoibar, dans le nord de l'Espagne, qui utilise un traitement physique et biologique, impliquant des réservoirs de séparation et une digestion microbienne, par exemple, et un criblage avancé pour éliminer les nutriments et les métaux supplémentaires.

Séquelles

Les évaluations d'impact écologique sont souvent réalisées après la création d'une station d'épuration des eaux usées, en utilisant des sites en amont pour évaluer les conditions à l'extérieur de l'installation.Mais ces points de contrôle pourraient ne pas révéler avec précision l'effet des eaux usées sur un cours d'eau, car l'eau peut déjà être dégradée, a expliqué Brauns.Isoler les effets de chaque source de pollution serait presque impossible.

Pour examiner le rôle des eaux usées, de Guzman et ses collègues ont d'abord étudié un cours d'eau non pollué et en bon état écologique.Ils ont divisé le ruisseau en deux sections et, au cours d'une année, ont inventorié l'ensemble de l'écosystème de chacune d'entre elles.

En commençant à la base du réseau trophique, ils ont enregistré la quantité de feuilles mortes et de biofilm, un mélange d'algues, de matières organiques et de champignons qui recouvrent le lit d'un cours d'eau.Ils ont ensuite compté et mesuré les invertébrés qui se nourrissaient de ces ressources et, enfin, les poissons situés au sommet de la chaîne alimentaire.Au cours de l'année suivante, ils ont étudié à nouveau chaque section de cours d'eau, après avoir canalisé les eaux usées uniquement vers le tronçon en aval.

De tels comptes de biodiversité constituent la pierre angulaire des évaluations d’impact écologique, mais les chercheurs voulaient également définir la santé des écosystèmes.Pour ce faire, ils ont quantifié la quantité d’énergie produite et consommée à différents niveaux du réseau d’alimentation.

L’équipe a calculé la quantité d’énergie fournie sous forme de litière de feuilles et de biofilm et la quantité de chacun consommée en fonction de la biomasse, de la masse corporelle et du taux métabolique de chaque espèce.En comparant le parcours de l'énergie provenant de chaque ressource avant et après le détournement des eaux usées, les chercheurs ont pu attribuer tout changement à la pollution des eaux usées.

« Ce flux d’énergie est le pouls de nos écosystèmes.Mesurer cette énergie nous donne une mesure précieuse de la santé de l’écosystème.

"Ce flux d'énergie est le pouls de nos écosystèmes", a déclaré Amy Rosemond, un écologiste des écosystèmes aquatiques de l'Université de Géorgie qui n'a pas participé à l'étude."Mesurer cette énergie nous donne une mesure précieuse de la santé de l'écosystème", a-t-elle déclaré.

L’augmentation des nutriments devrait stimuler la croissance du biofilm, fournissant ainsi de l’énergie supplémentaire aux niveaux supérieurs du réseau trophique, a déclaré de Guzman.Comme prévu, la quantité de biofilm a augmenté après l’introduction des eaux usées.À leur tour, les invertébrés mangeaient plus de biofilm et moins de feuilles mortes.

La surprise, a déclaré de Guzman, a été que la quantité d'énergie circulant vers le poisson n'a pas augmenté.Elle pense que les changements dans la communauté des invertébrés (les espèces résistantes à la pollution devenant de plus en plus dominantes) pourraient en être responsables.Mais elle aurait besoin de plus de données sur le régime alimentaire et les besoins énergétiques des poissons avant de se prononcer avec certitude.Ces résultats ont été publiés dans le Journal de gestion environnementale.

"C'est une surprise écologique intéressante", a déclaré Rosemond."Nous savons que la pollution par les nutriments peut découpler la relation prédateur-proie." Avoir un excès de nourriture d'un certain type profite à certaines espèces, a-t-elle expliqué, mais ces organismes ne constituent pas nécessairement la nourriture la plus savoureuse pour les prédateurs, de sorte qu'une énergie supplémentaire peut rester inexploitée.

Effets cumulatifs

"C'est une manière intelligente de distinguer les impacts des eaux usées des autres sources de pollution", a déclaré Sujay Kaushal, un hydrochimiste de l'Université du Maryland qui n'a pas participé à l'étude.Les résultats montrent qu'après de nombreux investissements dans le traitement avancé des eaux usées, il y a encore place à l'amélioration, a-t-il ajouté.

Il n’existe pas de solution unique à la pollution des eaux usées, a déclaré Brauns, même si le meilleur point de départ est de commencer par limiter ce qui pénètre dans nos cours d’eau.Outre la pollution des eaux usées, nos rivières sont confrontées à de nombreuses menaces humaines lorsqu’elles traversent les villes et les zones agricoles.

La pollution ponctuelle des eaux usées peut être réglementée, mais les apports diffus tels que le ruissellement des terres agricoles et des routes peuvent être plus difficiles à retracer et à attribuer.Ces sources de pollution peuvent fusionner, amplifiant ainsi l’effet global sur la qualité de l’eau."Nous devons maintenant découvrir comment ces facteurs de stress combinés affectent le fonctionnement de l'écosystème", a déclaré Brauns.

Source : Éos.