La tendance pour la plupart d’entre nous en ce qui concerne les eaux usées humaines est hors de vue, hors de l’esprit. Nous considérons rarement ce qui se passe après avoir tiré la chasse d’eau ou fermé ce robinet.
Cependant, les chercheurs de l’UC Santa Barbara ont tourné leur attention et leur puissance de calcul considérable vers le sujet et ses impacts sur les écosystèmes côtiers mondiaux. Les résultats ne sont pas jolis, mais ils sont éclairants.
« La motivation derrière cette recherche était le désir d’avoir une compréhension fine de l’impact des eaux usées sur les eaux côtières dans le monde », a déclaré Cascade Tuholske, l’auteur principal d’un article publié dans la revue. PLOS Un. Alors que la recherche sur les menaces terrestres pour les écosystèmes marins côtiers se concentre souvent sur le ruissellement agricole et sur ce qui se passe lorsque les engrais et les déchets de bétail se retrouvent dans l’océan, a-t-il déclaré, peu d’études examinent ce qui se passe lorsque les eaux usées humaines font de même.
« Ce n’est pas la première étude à produire un modèle mondial des eaux usées, mais c’est la première étude à cartographier les apports d’azote et d’agents pathogènes provenant des eaux usées dans 130 000 bassins versants à travers la planète », a déclaré Tuholske. « Et c’est important parce qu’il y a des compromis dans l’espace d’intervention. » Les informations de ce modèle, a-t-il ajouté, pourraient rendre ces compromis plus clairs et les décisions de gestion plus faciles à prendre.
L’ampleur du problème
La majorité des eaux usées humaines est rejetée dans l’océan à travers le monde dans une variété d’états traités et non traités à partir des eaux usées, des fosses septiques et des sources d’entrée directes. Il n’est pas surprenant que les principales sources d’eaux usées humaines soient également des endroits où les populations humaines sont denses, qui ont tendance à se regrouper autour des principaux bassins hydrographiques.
« Nous estimons que 25 bassins versants contribuent à environ 46% des apports mondiaux d’azote provenant des eaux usées dans l’océan », a déclaré Tuholske, chercheur postdoctoral à l’Université Columbia qui a mené cette étude en tant qu’étudiant diplômé à l’UC Santa Barbara. « Près de la moitié de l’azote provient des eaux usées que du ruissellement agricole dans le monde », a-t-il ajouté, « ce qui est une fraction énorme ». Les côtes du monde entier sont affectées par l’augmentation de l’azote, selon le document.
Tuholske et un groupe interdisciplinaire de collègues scientifiques de l’UCSB — Ben Halpern, Gordon Blasco, Juan Carlos Villasenor, Melanie Frazier et Kelly Caylor — ont créé une visualisation de données qui cartographie globalement les sources et les destinations de l’azote, un élément commun à la fois dans l’agriculture et eaux usées humaines qui provoquent l’eutrophisation. C’est un phénomène dans lequel des nutriments excessifs créent des proliférations de phytoplancton juste au large des côtes qui produisent des toxines et privent les eaux de la zone d’oxygène. Ces soi-disant « zones mortes » non seulement étouffent la vie marine qui a le malheur d’y être piégée, mais peuvent aussi causer des problèmes dans la chaîne alimentaire, y compris pour l’homme.
« De nombreux écosystèmes côtiers, tels que les récifs coralliens et les herbiers marins, sont particulièrement sensibles aux excès de nutriments, même si vous n’avez pas de zone morte », a déclaré Halpern, professeur à la Bren School of Environmental Science & Management et directeur de le Centre national d’analyse et de synthèse écologiques de l’UCSB. « L’ensemble de l’écosystème peut basculer dans un état hautement dégradé lorsque les niveaux de nutriments sont trop élevés. Les récifs coralliens peuvent être convertis en champs d’algues qui envahissent et tuent les coraux en dessous. Notre travail ici aide à cartographier où les nutriments des eaux usées mettent probablement ces écosystèmes plus à risque. »
Pour Tuholske, dont les recherches portent sur les systèmes alimentaires, le modèle met en évidence l’impact des régimes alimentaires modernes sur les écosystèmes côtiers.
« Ce qui était vraiment surprenant dans cette recherche, c’est l’impact des régimes alimentaires sur les protéines animales sur l’écologie marine », a-t-il déclaré. À mesure que les pays s’enrichissent et incorporent plus de viande dans leurs systèmes alimentaires, a-t-il expliqué, plus l’azote apparaît dans les eaux usées, en plus des niveaux déjà élevés générés par l’agriculture.
« Plus les gens mangent de hamburgers, plus l’azote pénètre dans l’océan », a-t-il déclaré.
Deux cibles
L’excès d’azote n’est pas le seul problème avec la quantité croissante d’eaux usées humaines déversées dans l’océan ; là où vont les eaux usées, vont aussi les agents pathogènes. Mais l’élimination de l’azote ou des agents pathogènes peut nécessiter des méthodes très différentes, ce qui peut rendre difficile pour les décideurs disposant de ressources limitées et de priorités variables de peser leurs options entre l’amélioration de la santé publique et la protection des écosystèmes côtiers.
Avec les estimations à petite échelle des apports de nutriments et d’agents pathogènes fournies par ce modèle, l’objectif est de fournir des informations qui peuvent conduire à des solutions locales qui, ensemble, peuvent s’attaquer à un problème mondial complexe.
« Ces cartes de points chauds descendantes et à haute résolution peuvent être associées à des approches ascendantes, et nous pouvons transférer des connaissances à travers les zones géographiques », a déclaré Tuholske. « L’adaptation et l’atténuation viennent vraiment de bas en haut, et avoir une carte mondiale aide à cibler les priorités et à partager les connaissances.
« Pendant que nous cartographions l’ampleur de ce problème, nous pouvons faire quelque chose », a-t-il ajouté. « Nous pouvons protéger à la fois la santé publique et les écosystèmes côtiers. »
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