Zones mortes hypoxiques, qui se produisent lorsque les niveaux d'oxygène dissous dans l'eau chutent si bas que les poissons et autres animaux aquatiques qui y vivent s'étouffent, sont des problèmes bien documentés dans de nombreuses eaux côtières.

Maintenant, une nouvelle étude dirigée par l'Université Duke révèle qu'ils se produisent également dans les cours d'eau urbains d'eau douce.

"Nous avons été surpris de découvrir que ces zones mortes se produisent dans nos propres arrière-cours, pas seulement dans les rivières et les eaux côtières en aval des principales sources ponctuelles de pollution par les nutriments, " a déclaré la responsable de l'étude Joanna Blaszczak, un doctorat en 2018 de la Duke's Nicholas School of the Environment.

Blaszczak et ses collègues ont publié leur étude évaluée par des pairs le 3 décembre dans la revue Limnologie &Océanographie .

Pour mener l'étude, ils ont mesuré les concentrations d'oxygène dissous, niveaux de luminosité, la chimie de l'eau et le débit de six cours d'eau drainant des bassins versants urbains à Durham et Raleigh, NC., de 2015 à 2017.

Ils ont utilisé les données pour modéliser la croissance des algues et des bactéries consommatrices d'oxygène dans les cours d'eau et examiner la fréquence à laquelle les concentrations d'oxygène dissous sont tombées en dessous de deux milligrammes par litre, le point de danger pour les poissons et autres organismes aquatiques.

« Les cours d'eau drainant des zones aménagées sont soumis à des les écoulements pluviaux érosifs lorsque les routes et les conduites d'eaux pluviales acheminent rapidement les eaux de ruissellement dans les cours d'eau pendant les tempêtes, sans laisser l'eau s'infiltrer dans le sol, " a déclaré Blaszczak.

« Nous avons constaté que l'érosion causée par ces flux intenses modifiait la forme de certains canaux de cours d'eau à un point tel que l'eau a essentiellement cessé de s'y écouler à la fin de l'été. Ils sont devenus une série de bassins contenant des niveaux élevés de ruissellement de nutriments et de matière organique, y compris l'azote provenant des fuites de tuyaux d'égout, engrais et déchets d'animaux."

Les niveaux élevés de nutriments ont stimulé une plus grande consommation d'oxygène dissous par les bactéries dans l'eau, provoquant l'hypoxie des piscines jusqu'à ce que la prochaine tempête les évacue.

Certains cours d'eau se sont révélés plus vulnérables que d'autres, en fonction de leur géologie sous-jacente.

« Les canaux qui sont plus sensibles à l'érosion peuvent être bloqués par des affleurements rocheux et des ponceaux nouvellement exposés, conduisant à la formation des mares inter-orages si sujettes à l'hypoxie, " a expliqué Blaszczak.

"Nous avons constaté que les taux de croissance des algues qui soutiennent les réseaux trophiques des cours d'eau étaient plus lents dans les cours d'eau avec des débits d'orage intenses plus fréquents. Avec l'apparition de l'hypoxie, cela brosse un tableau sombre et stressant pour les organismes d'eau douce qui tentent de survivre dans ces cours d'eau urbains, " elle a dit.

Bien que l'étude n'ait été menée que dans de petits cours d'eau drainant des bassins versants urbains, ses conclusions sont largement applicables, Blaszczak a noté, parce que les mares sont des caractéristiques omniprésentes des rivières, rendu encore plus par l'héritage à long terme de la construction et de l'enlèvement des barrages.

« L'hypoxie n'est pas généralement supposée se produire dans les ruisseaux et les rivières en raison du débit des cours d'eau, qui déplace généralement l'eau assez rapidement pour empêcher le retrait de l'oxygène dissous par les bactéries à des niveaux hypoxiques, " dit-elle. " Cependant, la construction de barrages et d'autres altérations humaines qui arrêtent l'écoulement de l'eau rendent ces écosystèmes d'eau douce particulièrement vulnérables à l'hypoxie avec des implications négatives pour la biodiversité, en particulier dans les rivières déjà chargées d'une forte pollution par les nutriments."