Une nouvelle approche de surveillance de la qualité de l’eau douce peut identifier les sources de pollution et prédire leurs effets
La source des polluants dans les rivières et les lacs d’eau douce peut désormais être identifiée à l’aide d’une nouvelle analyse complète de la qualité de l’eau, selon des scientifiques de l’Université de Cambridge et de l’Université Trent, au Canada.
Les microparticules provenant des pneus de voiture, les pesticides provenant des champs des agriculteurs et les toxines provenant des proliférations d’algues nocives ne sont que quelques-uns des produits chimiques organiques qui peuvent être détectés grâce à la nouvelle approche, qui indique également l’impact que ces produits chimiques sont susceptibles d’avoir dans une rivière ou un lac particulier. .
Il est important de noter que l’approche peut également indiquer l’origine de matières organiques spécifiques dissoutes dans l’eau, car elles ont une composition distincte selon leur source.
Il utilise une technique appelée spectrométrie de masse à haute résolution pour analyser des échantillons d’eau : en une heure, cela donne un aperçu complet de toutes les molécules organiques présentes.
La qualité de l’eau est fortement déterminée par la diversité de la matière organique qui y est dissoute – appelée « chimiodiversité ». Les scientifiques affirment que les milliers de composés organiques dissous différents peuvent maintenir les écosystèmes d’eau douce en bonne santé ou contribuer à leur déclin, selon le mélange présent.
L’article est publié aujourd’hui dans la revue Science.
« Les approches traditionnelles de surveillance de la qualité de l’eau impliquent de prendre de nombreuses mesures différentes avec de nombreux appareils, ce qui prend beaucoup de temps. Notre technique est un moyen très simple d’obtenir un aperçu complet de ce qui se passe dans une rivière ou un lac particulier », a déclaré Jérémy. Fonvielle, chercheur au département de biochimie de l’Université de Cambridge et co-auteur de l’article.
Pour comprendre ce qui détermine cette chimiodiversité, l’équipe a examiné des études sur la matière organique dissoute dans des échantillons d’eau douce provenant de rivières et de lacs d’Europe et du nord du Canada.
Par exemple, l’analyse de l’eau du lac Érié au Canada a révélé des niveaux élevés de pollution par le phosphore. En examinant la composition des molécules individuelles dans l’échantillon d’eau, les chercheurs ont identifié les activités agricoles comme la source de cette pollution, plutôt que les effluents d’eaux usées.
« Alors qu’auparavant, nous pouvions mesurer la quantité de pollution organique par l’azote ou le phosphore dans une rivière, nous ne pouvions pas vraiment identifier l’origine de la pollution. Avec notre nouvelle approche, nous pouvons utiliser l’empreinte moléculaire unique de différentes sources de pollution dans l’eau douce pour déterminer identifier leur source », a déclaré le Dr Andrew Tanentzap de l’école de l’environnement de l’Université Trent, co-auteur du rapport.
Les approches traditionnelles impliquent de mesurer séparément de nombreux indicateurs de la santé des écosystèmes, tels que le niveau de nutriments organiques ou de polluants particuliers comme l’azote. Ceux-ci peuvent indiquer l’état de l’eau, mais pas la raison pour laquelle cet état est apparu.
La matière organique dissoute est l’un des mélanges les plus complexes sur Terre. Il est constitué de milliers de molécules individuelles, chacune possédant ses propres propriétés. Cette matière influence de nombreux processus dans les rivières et les lacs, notamment le cycle des nutriments, le stockage du carbone, l’absorption de la lumière et les interactions du réseau trophique, qui déterminent ensemble le fonctionnement de l’écosystème.
Les sources de matière organique dissoute dans l’eau douce comprennent le ruissellement urbain, le ruissellement agricole, les aérosols et les incendies de forêt.
« Il est possible de surveiller la santé de l’eau douce grâce à la diversité des composés présents. Notre approche peut et est en cours de déploiement à travers le Royaume-Uni », a déclaré Tanentzap.
Fonvielle va maintenant appliquer cette technique à l’analyse d’échantillons d’eau provenant des fossés de drainage des terres agricoles des Fens, dans le cadre d’un projet mené par le Centre de régénération du paysage de l’Université de Cambridge pour comprendre la santé de l’eau douce dans ce paysage agricole.