Sauter à un chapitre clé
- Nous parlerons ici de la pollution par les nutriments, en nous concentrant sur les écosystèmes aquatiques.
- Tout d'abord, nous définirons ce qu'est la pollution par les nutriments.
- Ensuite, nous décrirons brièvement une prolifération d'algues comme exemple de pollution par les nutriments.
- Nous poursuivrons avec les causes de la pollution par les nutriments.
- Nous analyserons également les conséquences de la pollution par les nutriments.
- Enfin, nous proposerons quelques stratégies de prévention de la pollution par les nutriments.
Description de la pollution par les nutriments
Lapollution par les nutriments est le rejet excessif de nutriments dans les cours d'eau avoisinants, ce qui a des conséquences néfastes sur la fonctionnalité des écosystèmes aquatiques locaux.
La pollution naturelle peut se produire, souvent à cause de l'altération chimique/physique et du mélange dû à l'action des océans, mais ces processus sont incontrôlables (à l'exception de l'extraction des roches phosphatées). La pollution atmosphérique peut résulter de la volatilisation de l'ammoniac, mais les effets sur l'atmosphère sont bien moindres que les impacts sur les masses d'eau, c'est pourquoi, pour l'instant, nous nous concentrerons sur la pollution marine.
L'extraction des roches phosphatées est la principale méthode d'acquisition du phosphore industriel pour les engrais. Une exploitation minière excessive peut entraîner une répartition inégale du phosphore entre les sphères terrestres et peut également perturber le paysage.
Les espèces marines ont évolué pendant des millions d'années pour s'adapter au mieux à la pollution naturelle, de sorte que ces facteurs ne posent pas de problème. Cependant, les récentes poussées de pollution anthropique sont déconcertantes, et de nombreuses communautés aquatiques sont menacées dans le monde entier.
Lavolatilisation de l'ammoniac est la réduction de la teneur en azote dans le sol par la libération de gaz ammoniac dans l'atmosphère.
L'adjectif anthropique signifie simplement causé par les humains. Tu rencontreras souvent ce terme dans les sciences de l'environnement, alors assure-toi de bien le connaître !
Tu dois connaître deux types de pollution par les nutriments : la pollution ponctuelle par les nutriments et la pollution diffuse par les nutriments.
La pollutionponctuelle par les nutriments fait référence à la pollution qui peut être attribuée à un certain point et qui est facilement quantifiable. Les tuyaux d'évacuation et le drainage des usines côtières et des centrales électriques en sont des exemples.
La pollution nutritivediffuse concerne la pollution dont il est plus difficile de déterminer l'origine. Le ruissellement des terres dans les zones urbaines, les précipitations et la sédimentation qui en résulte, ainsi que le ruissellement agricole sont des exemples de pollution provenant de sources étendues.
Exemple de pollution par les nutriments
La prolifération des algues est un exemple de pollution par les nutriments. L'application d'azote et de phosphore sur les sols fait que les plantes poussent plus vite, sont plus grandes et produisent de meilleurs rendements. Il en va donc de même lorsque ces nutriments s'écoulent dans les cours d'eau voisins (lessivage) ; cet excès de nutriments entraîne une augmentation rapide des colonies d'algues et souvent une "prolifération d'algues" près de la surface.
Figure 1 : photographie d'une prolifération d'algues en Russie, via Wikimedia Commons
La prolifération d'algues peut avoir des conséquences néfastes pour les écosystèmes aquatiques (que nous aborderons plus tard) car elle restreint la disponibilité de la lumière du soleil pour les producteurs qui occupent les espaces plus profonds, ce qui peut entraîner de graves réductions de la disponibilité de l'oxygène.
Causes de la pollution par les nutriments
Nous aborderons ici certaines des causes importantes de la pollution par les nutriments, qui sont souvent le résultat de l'activité humaine.
Fig. 2. Causes de la pollution par les nutriments pouvant entraîner l'eutrophisation, une conséquence courante de ce type de pollution.
Le ruissellement agricole
Les pratiques agricoles se sont intensifiées au cours du siècle dernier, de même que l'utilisation d'engrais azotés et phosphorés. La surutilisation de ces engrais peut entraîner un excès de nutriments dans les sols. Les pluies entraînent le lessivage des sols riches en nutriments dans les cours d'eau avoisinants, qui finissent par se déverser dans la mer. Un surplus d'azote et de phosphore stimule la croissance rapide des colonies d'algues, ce qui entraîne la prolifération des algues et l'eutrophisation qui en découle. L'azote perdu dans l'atmosphère par volatilisation de l'ammoniac peut polluer les masses d'eau par le biais des dépôts atmosphériques.
L'aquaculture est à l'origine de la pollution par les nutriments, l'excès d'engrais, les déchets et les restes de nourriture entraînant le rejet de masses d'azote et de phosphore dans les eaux côtières.
Bien que l'épandage de fumier soit un moyen plus durable de fertiliser les sols, un épandage excessif entraînera le lessivage des nutriments.
Ledépôt atmosphérique est le processus par lequel des particules (souvent des polluants) sous forme de poussière ou de précipitations pénètrent dans les systèmes d'eau.
Le phosphore élémentaire est l'une des substances les plus rares de la planète ! En effet, le cycle du phosphore est extrêmement lent, le phosphore étant piégé dans les roches et les sédiments pendant des centaines d'années. La réduction de la quantité d'engrais contenant du phosphore que nous utilisons dans l'agriculture permet donc de minimiser la pollution par les nutriments et de préserver les réserves limitées de phosphore dont nous disposons.
Traitement des eaux usées
Les stations d'épuration et les fosses septiques traitent chaque jour de grandes quantités de déchets. Cependant, ces systèmes s'attachent à éliminer les particules dangereuses et toxiques plutôt que les nutriments tels que l'azote et le phosphore, de sorte qu'une eau riche en nutriments est souvent rejetée. Ce problème se pose surtout dans les zones fortement urbanisées où une abondance de déchets est produite et traitée.
Ruissellement urbain et déchets
Les fortes précipitations dans les zones urbanisées peuvent submerger les systèmes d'égouts et de déchets. L'utilisation d'engrais pour les pelouses, les déchets des animaux domestiques et sauvages et les rejets industriels contribuent au ruissellement urbain. Ces eaux de ruissellement contiennent de grandes quantités de nutriments, de sorte que les écosystèmes aquatiques peuvent être dévastés lorsque des tempêtes se produisent. Les déchets des civils peuvent également constituer un problème, l'azote et le phosphore étant libérés par les aliments jetés à la poubelle.
Fig. 3 : photo du ruissellement urbain dans les eaux côtières, via Wikimedia Commons.
Combustibles fossiles
Les combustibles fossiles sont brûlés pour produire de l'énergie pour l'électricité, les transports et les processus industriels. Cette combustion libère des oxydes d'azote dans l'atmosphère, qui peuvent ensuite se déposer sous forme d'ions d'azote directement dans les cours d'eau, ou sur les terres émergées, avant d'être lessivés dans l'eau.
Conséquences de la pollution par les nutriments
Les conséquences de la pollution par les nutriments dans les cours d'eau peuvent avoir des répercussions catastrophiques sur les écosystèmes marins, les industries de la pêche et l'environnement aquatique. Passons en revue quelques-unes de ces conséquences :
Eutrophisation
Nous avons déjà parlé de la prolifération des algues ; elle se produit lorsqu'un excès de nutriments est libéré dans les masses d'eau, ce qui entraîne une croissance exponentielle des colonies d'algues et la formation de grandes taches vertes près de la surface de l'eau. Les proliférations d'algues peuvent bloquer la pénétration de la lumière du soleil dans les couches plus profondes de l'océan, ce qui entraîne le déclin des populations de producteurs. Ces populations de producteurs constituent souvent la base des écosystèmes aquatiques et fournissent de l'oxygène et une source de nourriture stable à la base des chaînes alimentaires. Par conséquent, le déclin des populations de producteurs entraînera non seulement une disponibilité limitée en oxygène (eutrophisation), mais aussi une réduction des ressources alimentaires à de nombreux niveaux trophiques. Les prédateurs seront également affectés par la prolifération des algues car ils ne pourront pas localiser efficacement leurs proies.
Fig. 4 : Le processus d'eutrophisation.
Les "zones mortes" se produisent dans les zones où la disponibilité de l'oxygène est si faible que la vie aquatique ne peut pas exister.
Autres effets sur les écosystèmes
Les toxines toxiques provenant de la prolifération des algues nuiront aux assemblages de poissons, et les espèces envahissantes seront mieux adaptées aux environnements riches en nutriments et chasseront les espèces d'origine, ce qui peut entraîner une perte de fonctionnalité de l'écosystème. Les pluies acides et les dépôts atmosphériques diminueront le pH de l'eau, ce qui aura un impact négatif sur les organismes marins qui ont besoin de carbonates de calcium pour leurs exosquelettes calcaires.
L'industrialisation moderne et la commercialisation des communautés côtières ont eu pour effet de soumettre les écosystèmes récifaux à la pollution sous forme de ruissellement agricole et de rejets industriels, qui augmentent la disponibilité des nutriments et les taux d'envasement (pollution de l'eau par du sable ou de la terre) dans les zones côtières. Les polypes qui construisent les coraux constituent la base de l'écosystème, en offrant un abri et une aire d'alimentation à d'innombrables organismes, de sorte que toute atteinte à ces polypes aura des conséquences sur la biodiversité durable de l'écosystème. Comme les coraux se développent dans des environnements pauvres en nutriments, une exposition limitée à des sédiments riches en nutriments peut avoir un impact sur la capacité des coraux à croître et à se reproduire.
Conséquences pour les populations humaines
Les toxines libérées par la prolifération des algues sont toxiques et peuvent ruiner l'eau potable de communautés entières. Le déclin des écosystèmes aquatiques aura un impact négatif sur les moyens de subsistance des personnes travaillant dans les zones côtières. Par exemple, le déclin des assemblages de poissons limitera les prises disponibles pour les pêcheurs et aura un impact sérieux sur le rendement des entreprises de pêche commerciale si les poissons populaires sont touchés. Les écosystèmes coralliens et de mangrove seront également dégradés par la pollution des nutriments, et ces habitats fournissent des revenus aux communautés côtières sous forme de matériaux et de tourisme.
Les niveaux excessifs d'azote dans l'eau potable représentent surtout un risque pour les nourrissons et les enfants de moins de six mois. Cependant, l'utilisation de produits chimiques pour traiter l'eau est également risquée, car le chlore pourrait réagir avec les algues et former des produits secondaires qui nuisent aux problèmes de santé reproductive et de développement.
Implications environnementales
La prolifération d'algues résultant de la pollution par les nutriments diminuera la qualité de l'eau en raison des toxines libérées, et ces toxines peuvent se déplacer vers d'autres masses d'eau et affecter ces zones également. L'affaiblissement des écosystèmes affectera les habitats aquatiques du monde entier, du lit des rivières aux mangroves tropicales et aux herbiers marins. Les pluies acides produites par la précipitation des eaux polluées dévasteront également les habitats terrestres.
Prévention de la pollution par les nutriments
La prévention de la pollution par les nutriments est très importante, car elle menace les écosystèmes aquatiques du monde entier, en particulier dans les zones densément peuplées. Par conséquent, nous devons faire attention à ce que nous laissons s'écouler dans les cours d'eau avoisinants. Voici quelques façons dont les humains peuvent réduire la pollution par les nutriments :
Pratiques agricoles
Il faut modifier les pratiques agricoles qui entraînent l'écoulement d'un excès de nutriments dans les cours d'eau :
- N'utiliser des engrais qu'en cas de nécessité absolue et utiliser des engrais respectueux de l'environnement qui libèrent lentement les nutriments.
- Mettre en place des systèmes de drainage efficaces pour faire face aux conditions météorologiques imprévisibles.
- La gestion des déchets animaux doit également être améliorée, afin que les nutriments ne soient pas libérés aussi facilement par le fumier. Cela peut se traduire par l'utilisation exclusive du fumier comme engrais et par l'interdiction pour le bétail de se promener près des cours d'eau.
- Des changements similaires doivent être apportés à l'aquaculture, en insistant davantage sur la nécessité de réformer les pratiques le plus rapidement possible, car les fermes aquatiques peuvent facilement endommager les masses d'eau.
Traitement des eaux usées
Le traitement des eaux usées doit être modifié afin de limiter les rejets de déchets riches en nutriments polluants :
- La teneur en azote et en phosphore des déchets doit être prise en compte, de nouvelles méthodes doivent être mises en œuvre pour éliminer ces produits chimiques avant de rejeter les déchets dans les masses d'eau.
- Il faut construire des structures de traitement des eaux usées plus complètes, capables de faire face aux pressions exercées par les intempéries et de résister aux débordements.
- Des recherches approfondies doivent être menées sur les lieux de déversement potentiels afin de s'assurer que l'impact sur les écosystèmes aquatiques est minimal.
Il faudra du temps pour observer les résultats de la réforme des pratiques potentiellement polluantes, car il n'a pas été prouvé que la prolifération des algues réduisait leur contenu nutritif immédiatement après la limitation des sources de nutriments.
Les énergies renouvelables
Le passage à des sources d'énergie renouvelables qui ne produisent pas de polluants (comme les oxydes d'azote des combustibles fossiles) aura un impact considérable sur la réduction de la pollution par les nutriments. L'énergie solaire, géothermique et marémotrice ne sont que quelques-unes des alternatives aux combustibles fossiles.
J'espère que tu es maintenant plus conscient de la pollution par les nutriments. Un bon conseil pour prévenir la pollution par les nutriments est de toujours ramasser les crottes de chien !
Pollution par les nutriments - Principaux enseignements
- La pollution par les nutriments est le rejet d'un excès de nutriments dans les cours d'eau ou dans l'atmosphère.
- La volatilisation de l'ammoniac est la réduction de la teneur en azote du sol par la libération de gaz ammoniac dans l'atmosphère.
- Le ruissellement des nutriments dans les cours d'eau peut entraîner la prolifération d'algues, ce qui limite la pénétration de la lumière du soleil et, par conséquent, la disponibilité de l'oxygène et de la nourriture à mesure que les populations de producteurs diminuent.
- La surutilisation des engrais, le traitement inefficace des eaux usées et le ruissellement urbain sont les principales causes de la pollution par les nutriments.
- Il est essentiel de limiter l'utilisation d'engrais dans l'agriculture pour réduire le ruissellement de l'azote et du phosphore.
Références
- Fig. 1 : (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%D0%A8%D0%B8%D1%84%D0%B0%D0%BB%D1%8B_%D0%B1%D0%B0%D1%82%D2%A1%D0%B0%D2%A1.jpg) par Рәшиҙә Ғизәтуллина (pas de page d'auteur), sous licence CC BY-SA 4.0
- Fig. 2. Eutrophisation (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eutrophication.png) par Zhang mz6ws (pas de page d'utilisateur), sous Licence CC BY-SA 4.0.
- Fig. 3. Vue des eaux de ruissellement urbaines se déversant dans les eaux côtières (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:View_of_urban_runoff_discharging_to_coastal_waters.jpg) par Monterey Bay National Marine Sanctuary, Californie, USA.Mattisse at English Wikipedia, Public domain.
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