La pollution par le phosphore d'origine humaine atteint des niveaux dangereusement élevés dans les bassins d'eau douce du monde entier, selon de nouvelles recherches.

Une nouvelle étude publiée dans Recherche sur les ressources en eau , un journal de l'American Geophysical Union, a estimé la quantité mondiale de phosphore provenant des activités humaines qui a pénétré dans les masses d'eau douce de la Terre de 2002 à 2010.

Le phosphore est un composant courant des engrais minéraux et du fumier, car il augmente les rendements des cultures. Cependant, une grande partie du phosphore appliqué comme engrais n'est pas absorbée par les plantes, et s'accumule dans le sol ou se déverse dans les rivières, lacs et mers côtières, selon les auteurs de l'étude.

Les résultats de la nouvelle étude montrent que l'activité humaine mondiale a émis 1,47 téragramme (1,62 million de tonnes américaines) de phosphore par an dans les principaux bassins d'eau douce du monde, quatre fois plus lourd que le poids de l'Empire State Building.

L'étude a également évalué si l'activité humaine avait dépassé la capacité de la Terre à diluer et à assimiler les niveaux excessifs de phosphore dans les plans d'eau douce. Les auteurs ont découvert que la charge de phosphore dépassait la capacité d'assimilation des masses d'eau douce dans 38 pour cent de la surface terrestre de la Terre, une zone abritant 90 pour cent de la population humaine mondiale.

"Dans de nombreuses régions du monde, soit il n'y a pas assez d'eau pour assimiler le phosphore, soit la charge de pollution est si énorme que le système d'eau ne peut pas tout assimiler, " dit Mesfin Mekonnen, un associé de recherche post-doctoral à l'Université du Nebraska à Lincoln et co-auteur de la nouvelle étude.

Les résultats de l'étude indiquent que les masses d'eau douce dans les zones où les niveaux de pollution de l'eau sont élevés sont susceptibles de souffrir d'eutrophisation, ou un excès de nutriments, en raison des niveaux élevés de phosphore, dit Joep Schyns, chercheur dans le domaine de la gestion de l'eau à l'Université de Twente à Enschede, les Pays-Bas, qui n'était pas connecté à la nouvelle étude.

"L'eutrophisation due à la pollution au phosphore provoque des proliférations d'algues, ce qui peut entraîner la mortalité des poissons et des plantes par manque d'oxygène et de lumière, " Schyns a déclaré. "Cela réduit également l'utilisation de l'eau à des fins humaines telles que la consommation et la natation."

Décomposition de la charge de phosphore

Les auteurs de la nouvelle étude ont examiné l'activité agricole pour calculer la quantité totale de phosphore artificiel entrant dans les eaux de surface de la Terre de 2002 à 2010. Ils ont rassemblé des données sur la quantité d'engrais appliquée par culture dans chaque pays, et estimation de la production nationale et industrielle de phosphore en examinant la consommation de protéines par habitant et par pays.

"D'autres études ont calculé les charges globales de phosphore, mais nous sommes allés plus loin car nous avons décomposé la charge de phosphore en différentes catégories telles que différentes cultures, des pays, et secteurs économiques, ce que personne n'a fait, " a déclaré Mekonnen.

Les nouveaux résultats montrent que l'activité humaine libère chaque année 1,47 téragramme (1,62 million de tonnes américaines) de phosphore dans les masses d'eau douce du monde. La Chine a contribué à 30 pour cent de la charge de phosphore d'eau douce, suivi de l'Inde à 8 pour cent et des États-Unis à 7 pour cent.

La plus grande contribution à la charge mondiale de phosphore provenait des eaux usées domestiques à 54 pour cent, suivi de l'agriculture à 38 pour cent et de l'industrie à 8 pour cent.

Les auteurs ont constaté que la charge de phosphore provenant de l'agriculture a augmenté de 27 pour cent au cours de la période d'étude, à partir de 525 gigagrammes (579, 000 tonnes américaines) en 2002 à 666 gigagrammes (734, 000 tonnes américaines) en 2010.

Les masses d'eau douce de la Terre peuvent-elles faire face?

L'étude a également estimé le niveau de pollution de l'eau (WPL) des principaux bassins fluviaux de la Terre en comparant la quantité d'eau douce nécessaire pour diluer l'excès de phosphore à une concentration admissible par rapport au ruissellement réel du bassin. Si un bassin d'eau douce a un WPL supérieur à un, les normes de qualité de l'eau sont violées et le bassin reçoit plus de pollution au phosphore qu'il ne peut en assimiler, dit Mekonnen.

Les résultats montrent que les bassins d'eau douce avec un WPL supérieur à un couvrent 38 pour cent de la surface terrestre de la Terre, hors Antarctique. Ces bassins appartiennent souvent à des zones densément peuplées ou à des régions d'agriculture intensive, selon les auteurs.

Les zones d'eau douce les plus gravement polluées comprennent le bassin versant d'Aral, le fleuve Huang-He (Jaune) en Chine, l'Indus et le Gange en Inde et le Danube en Europe.

Les régions moins peuplées comme l'Australie et l'Afrique du Nord souffrent également de niveaux élevés de pollution de l'eau, selon la nouvelle étude. Ces régions ont des charges de phosphore plus faibles par rapport à des régions comme la Chine et l'Europe, mais ils ont beaucoup moins d'eau disponible pour accueillir leur excès de phosphore, dit Mekonnen.