En étudiant le riz sauvage dans les lacs et les ruisseaux, une équipe de chercheurs dirigée par l'Université du Minnesota a découvert que le sulfate dans les cours d'eau est converti en niveaux toxiques de sulfure et augmente d'autres éléments nocifs. Cela comprend le méthylmercure, la seule forme de mercure qui contamine le poisson.

Le sulfate est un composé qui est libéré dans l'eau douce par l'exploitation minière, eaux usées, les engrais, combustion de combustibles fossiles, et autres activités humaines, ainsi que de sources géologiques naturelles dans certaines parties de l'État. Les chercheurs ont récemment publié trois études connexes sur le sujet du sulfate dans l'eau dans le Journal of Geophysical Research :Biogéosciences , publié par l'American Geophysical Union.

"Le riz sauvage sert d'espèce phare ou l'équivalent de notre 'canari dans une mine de charbon, ' nous donnant un avertissement sur la façon dont l'activité humaine affecte la qualité de notre eau au Minnesota, " a déclaré Amy Myrbo, chercheur associé à l'installation LacCore/CDSCO de l'Université du Minnesota au Département des sciences de la Terre et auteur principal de deux des trois études. « Les résultats de nos études sont importants car ils montrent que les augmentations de sulfate dans nos lacs et cours d'eau peuvent avoir de multiples conséquences négatives pour les écosystèmes, même si le sulfate lui-même est relativement bénin."

Le riz sauvage est culturellement important pour plusieurs groupes du Minnesota, surtout les Amérindiens. Le riz sauvage fournit également un habitat et de la nourriture à la sauvagine et à d'autres espèces sauvages. Des recherches menées dans les années 1940 et 1950 ont révélé que le riz sauvage poussait mieux dans les lacs à faible teneur en sulfate du Minnesota, mais personne ne savait pourquoi. La corrélation était un casse-tête, puisque le sulfate n'est pas très toxique pour les plantes ou les animaux.

Cette nouvelle recherche révèle que le problème est le sulfure, pas de sulfate. Le sulfate peut être converti en niveaux toxiques de sulfure dans le sol des zones humides, comme celles dans lesquelles germe et s'enracine le riz sauvage. Le riz sauvage est une plante annuelle qui doit germer chaque printemps à partir de graines tombées l'automne précédent dans le sol humide. Les microbes anaérobies dans le sol fabriquent du sulfure à partir de sulfate dans l'eau sus-jacente. Des lacs, ruisseaux, et les zones humides qui ont des concentrations élevées de sulfure dissous dans les sédiments ont donc une faible probabilité d'abriter du riz sauvage.

En plus de la libération de sulfure, les chercheurs ont découvert que la décomposition accélérée des plantes dans les cours d'eau causée par les sulfates libère du phosphore et de l'azote, qui fertilise le plan d'eau et peut changer la communauté végétale au sein de l'écosystème - y compris l'augmentation des proliférations d'algues. Les microbes qui convertissent le sulfate en sulfure produisent également du méthylmercure, la seule forme de mercure qui contamine le poisson.

"Le Minnesota est unique parmi les États américains et les provinces canadiennes en ce sens qu'il a une norme de qualité de l'eau qui réglemente le sulfate, " a déclaré Myrbo. " Il ne s'agit pas seulement de riz sauvage. Nous avons maintenant découvert que mettre du sulfate dans notre eau a des conséquences sur toute la ligne, y compris plus de mercure dans le poisson, changements dans l'habitat des canards, et les changements dans la chaîne alimentaire."

Sur trois étés en 2011, 2012, et 2013, les chercheurs ont étudié des échantillons d'eau et des sédiments de plus de 100 lacs et ruisseaux du Minnesota où pousse le riz sauvage ou là où ils ont déterminé que le riz sauvage devrait pousser. Bon nombre de ces cours d'eau se trouvaient dans le nord-est du Minnesota, où le sulfate ne se produit pas naturellement. Les chercheurs ont effectué plus de 100 mesures sur chaque site étudiant des carottes de sédiments, l'eau dans les sédiments, les eaux de surface, et diverses plantes. Ils ont analysé des choses comme la chimie de l'eau, profondeur et transparence.

Dans presque tous les cas, l'eau avec les niveaux les plus élevés de sulfate n'avait pas de riz sauvage, même si d'autres conditions semblaient idéales pour la croissance de la plante aquatique. La recherche sur le terrain de l'équipe qui a montré les effets du sulfate sur la qualité de l'eau a reflété les études d'autres chercheurs dans les réservoirs.

"Notre recherche est basée sur la science dure et a montré les mêmes résultats que d'autres études dans des environnements artificiels, " a déclaré Myrbo. " Nous savons que les problèmes concernant nos cours d'eau peuvent être très complexes, mais nous espérons que notre travail pourra être utilisé pour élaborer une bonne politique publique qui équilibre les besoins économiques de notre État avec la souveraineté alimentaire et la protection de l'environnement."