Publié le : 02 avril 202113 mins de lecture
L’impact de la pollution atmosphérique sur la qualité de l’eau est l’un des sujets les plus importants de la recherche environnementale en Europe, en particulier dans les pays du Nord, depuis de nombreuses décennies. Depuis lors, ces effets ont également fait l’objet de recherches ailleurs, notamment aux États-Unis. On a ainsi découvert que la source de la pollution de l’eau se trouve parfois dans l’air. La pollution atmosphérique peut contaminer les rivières, les lacs ou les cours d’eau, ainsi que la mer. Différents types de polluants atmosphériques sont capables de le faire. Certaines tombent du ciel sous forme de particules sèches. D’autres polluants sont transportés vers le sol par les gouttes de pluie, les flocons de neige ou le brouillard. De cette façon, ils endommagent non seulement l’eau, mais aussi la vie animale et végétale qui dépend de l’eau pour survivre. En effet, comme on peut le constater, le problème de la pollution de l’air et celui de la pollution de l’eau sont étroitement liés. Souvent, en fait, ils ont les mêmes causes et partagent les mêmes zones, et dans de nombreux cas, les polluants qui sont rejetés dans l’air sont les mêmes que ceux qui contaminent l’eau. L’industrie génère des quantités croissantes de polluants dangereux à la fois dans l’air et dans l’eau, et souvent, le fait de les éliminer de l’un contribue à augmenter la pollution de l’autre. Par commodité, les effets potentiels de la pollution atmosphérique sur la pollution de l’eau peuvent être illustrés séparément pour cinq catégories de polluants, complètement différentes : les métaux traces, les nutriments, les composés organiques toxiques, les acides en suspension dans l’air et les perturbateurs endocriniens. Pour chacun d’entre eux, les recherches ont montré que l’atmosphère peut être une source importante de polluants de l’eau. Voici quelques-unes des conclusions les plus significatives pour chaque catégorie.
1. Métaux-traces
L’air est probablement une source importante de métaux traces détectés dans certains systèmes aquatiques. Par exemple, dans le lac Michigan aux États-Unis, on a constaté que l’atmosphère était la source principale d’au moins neuf des métaux traces trouvés dans le lac. Des études menées dans d’autres lacs des États-Unis ont abouti à des conclusions similaires pour les systèmes d’eau associés. L’augmentation des systèmes de contrôle des émissions de certaines usines brûlant des combustibles fossiles a eu peu d’effet sur la diminution du transfert potentiel de métaux lourds de l’atmosphère vers l’eau. Des études montrent que les métaux à l’état de traces se concentrent pendant le processus de combustion et qu’une fraction importante de ces métaux est incluse dans les fractions de particules qui s’échappent des précipitateurs électrostatiques qui auraient pour tâche de les décomposer. Une autre étude a montré pour la première fois le lien entre les émissions mondiales de Mercure dans l’atmosphère et la contamination du thon et d’autres formes de vie marine dans l’océan Pacifique Nord. Il se transforme en méthyl mercure, une forme de mercure très toxique qui s’accumule rapidement dans la chaîne alimentaire, causant de graves problèmes de santé aux consommateurs de fruits de mer. Les scientifiques ont également réalisé une simulation informatique reliant les émissions atmosphériques, le transport et le dépôt de Mercure avec un modèle de circulation océanique. Elle a montré que les émissions des installations de combustion terrestres asiatiques qui se trouvent près de ces côtes parcourent de longues distances grâce aux courants océaniques. Ainsi, aux États-Unis, environ 40 % de toute l’exposition humaine au Mercure provient du thon pêché dans l’océan Pacifique.
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2. Les nutriments
Les lacs passent naturellement d’un état pauvre en nutriments : oligotrophe à un état riche en nutriments : eutrophe. Cependant, l’activité humaine peut accélérer le processus d’eutrophisation, entraînant une concentration surabondante de nutriments et, par conséquent, une stimulation des cycles de vie et une diminution de l’oxygène dissous dans l’eau des lacs eutrophes.
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3. Un exemple de pollution des nutriments en Asie
L’importance de l’apport de nutriments atmosphériques dans l’eau semble être une fonction de l’augmentation de l’activité industrielle ou agricole. L’azote et le phosphore sont les éléments nutritifs les plus couramment étudiés. Des études ont notamment montré que la précipitation des composés azotés présents dans la pollution atmosphérique est une source importante d’azote pour les eaux de surface, contribuant à ce que l’on appelle les efflorescences algales et rendant les masses d’eau en question plus acides. L’azote est un nutriment dont les plantes ont besoin pour se développer. Cependant, s’il y en a trop dans une masse d’eau, ce n’est pas une bonne chose, car cela provoque une croissance très rapide des algues, qui obstruent les cours d’eau et perturbent l’équilibre de l’écosystème. C’est ce qu’on appelle la prolifération des algues ou marée rouge. La prolifération des algues est plus fréquente aujourd’hui qu’il y a des centaines d’années. Certaines sont toxiques, donc quand les animaux mangent des algues, ils mangent aussi des toxines.
4. Composés organiques toxiques
Parfois, les causes de la pollution de l’eau sont assez surprenantes. Les produits chimiques toxiques rejetés par les cheminées des industries, des usines pétrochimiques et des centrales électriques alimentées par des combustibles fossiles peuvent pénétrer dans l’atmosphère puis tomber au sol par simple gravité : les molécules des contaminants sont presque toujours plus lourdes que l’air ou, par exemple, sous forme de pluie, pénétrer dans les mers, les rivières et les lacs, contribuant ainsi à la pollution de l’eau. Il s’agit d’un dépôt atmosphérique. Les composés organiques toxiques comprennent certaines des substances les plus répandues et les plus dangereuses, telles que les biphényles polychlorés : PCB et les pesticides. Leurs mécanismes de toxicité ne sont pas bien compris, mais on sait que nombre d’entre eux sont cancérigènes et, comme ces composés peuvent se bio-concentrer dans les poissons, leur présence dans les eaux de surface constitue à elle seule un danger potentiel pour l’homme. Selon certaines études, on sait que, dans certaines zones fortement urbanisées et industrialisées, l’atmosphère peut être une source de composés organiques toxiques d’origine anthropique au moins aussi importante que les eaux usées urbaines. Bien qu’il soit généralement difficile d’estimer la contribution des composés organiques toxiques atmosphériques à la concentration de ces composés dans l’eau, de sorte que la littérature contient peu d’informations à ce sujet. Une hypothèse raisonnable est qu’environ 10 % des émissions atmosphériques toxiques peuvent être transférées à l’eau par simple retombée de contaminants et de précipitations, bien que des estimations plus récentes montrent que l’efficacité du transfert sur un lac ou une zone marine côtière, par exemple, peut atteindre 20 à 25 %. Les industries et les usines ne doivent donc pas contaminer librement les masses d’eau et doivent réduire les contaminants par des méthodes de filtration appropriées. Les plus grandes particules contaminantes sont liées à l’utilisation des terres et à la répartition des industries ou d’autres sources et combustibles brûlés dans une zone donnée. Il convient toutefois de noter qu’une fraction importante des polluants atmosphériques toxiques sont des particules de moins de 2 micromètres de diamètre, qui peuvent être transportées sur de longues distances et échapper aux filtres tels que les précipitateurs électrostatiques et constituent donc une menace importante.
5. Acides en suspension dans l’air
Les résultats des études sur les pluies acides menées il y a quelques décennies déjà ont montré des preuves solides que l’augmentation de l’acidité des précipitations est le résultat de polluants atmosphériques résultant de la combustion de combustibles fossiles. En effet, une corrélation a été observée en Europe entre la consommation de ces carburants, l’augmentation de l’acidité des précipitations et le nombre de lacs stériles. Dans la pratique, la combustion des combustibles fossiles libère du dioxyde de soufre et des oxydes d’azote dans l’atmosphère. Ces deux polluants se dissolvent dans la vapeur d’eau pour former des acides. La vapeur d’eau acide se condense en nuages et finit par tomber sous forme de pluie ou de neige. Ces précipitations sont connues sous le nom de pluies acides. Ils tombent sur le sol et finissent par pénétrer dans les masses d’eau, ce qui les rend plus acides, de sorte que certains lacs très acides ne contiennent aucun poisson.
Le cycle qui conduit à la pollution de l’eau par les pluies acides
En fait, l’environnement acide est un milieu difficile dans lequel certains poissons et animaux, comme les grenouilles, survivent et se reproduisent. Bien que des études supplémentaires soient nécessaires pour déterminer les effets du pH sur la vie aquatique, des études antérieures montrent qu’un pH faible influence la reproduction et probablement aussi le métabolisme des poissons. Les eaux acides, par exemple, empêchent l’éclosion des œufs de poisson. Les faibles niveaux de pH peuvent également influencer la toxicité des métaux à l’état de traces. Les niveaux de pH optimaux pour les poissons et la plupart des créatures aquatiques se situent entre 6,5 et 9,0, bien que certains puissent vivre dans des eaux dont le pH se situe en dehors de cette fourchette. Les niveaux de pH inférieurs à 7,6 provoquent l’effondrement des récifs en raison du manque de carbonate de calcium. Les espèces d’eau douce, sensibles comme le saumon préfèrent les niveaux de pH compris entre 7,0 et 8,0, et sont gravement affectées par les dommages physiologiques causés par les métaux absorbés à des niveaux inférieurs à 6,0.
Perturbateurs endocriniens
Les scientifiques ont découvert que les émissions atmosphériques de perturbateurs endocriniens, des substances chimiques qui imitent ou bloquent l’action de certaines hormones, altérant les signaux hormonaux normaux des organismes vivants, y compris les humains, dans lesquels ils peuvent causer des dommages systémiques, et même le cancer peuvent être une source majeure de pollution des cours d’eau et des lacs. En particulier, une étude publiée est arrivée à cette conclusion après avoir étudié la qualité de l’eau à proximité de sites industriels autorisés à rejeter des produits chimiques toxiques dans l’air. En fait, les chercheurs américains qui ont rédigé ces travaux ont affirmé avoir trouvé des niveaux étonnamment élevés de bisphénol A, une molécule clé dans la synthèse de certains plastiques et additifs dans l’eau autour de ces usines. Les experts en qualité de l’eau savaient déjà que les rivières et les lacs sont pollués par les rejets d’eaux usées urbaines et industrielles. Mais ils n’ont pas réalisé que la contamination de l’air était un facteur aussi important. En outre, l’étude est importante, car la contamination de l’eau par des polluants interférant avec les hormones est une préoccupation pour la qualité de l’eau dans le monde entier, en raison des effets sur la faune et les humains. Les résultats de l’étude menée par des chercheurs américains prouvent que les émissions atmosphériques de perturbateurs endocriniens peuvent augmenter considérablement le niveau de ces polluants dans les milieux aquatiques proches des plantes qui les produisent et, par conséquent, contaminer les eaux de surface locales, entraînant une exposition accrue de l’homme ou de la faune.