Une nouvelle méthode pour reconstruire les changements dans les sources d'azote au fil du temps a permis aux scientifiques de connecter les nutriments excédentaires dans les eaux côtières de l'ouest de Maui, Hawaii, à une station d'épuration qui injecte les eaux usées traitées dans le sol.

Les proliférations d'algues et la dégradation des récifs coralliens le long de la côte de Maui ont été attribuées à la pollution par les nutriments, et des études antérieures ont suggéré que l'installation de récupération des eaux usées de Lahaina est une source majeure d'excès de nutriments dans les eaux côtières. Des expériences antérieures utilisant des traceurs à colorant ont montré un lien direct entre le site d'injection de l'installation et de petits suintements sous-marins qui déversent de l'eau douce près des récifs coralliens. Mais il existe de nombreuses sources potentielles d'azote, et il a été difficile de montrer que l'excès d'azote dans l'eau provient de la station d'épuration.

"Ils n'avaient pas d'arme fumante pour dire que l'azote venait des eaux usées, " dit Adina Paytan, professeur-chercheur à l'Institut des sciences marines de l'UC Santa Cruz.

Paytan et l'étudiant diplômé de l'UCSC Joseph Murray ont travaillé avec les chercheurs de l'US Geological Survey Nancy Prouty et Sara Peek sur la nouvelle étude, publié le 3 avril dans Rapports scientifiques .

« Alors que l'évacuation des eaux souterraines sous-marines est un processus naturel, les humains modifient la composition de l'eau, rendre les récifs vulnérables aux activités que nous menons à terre, " dit Prouty.

Les chercheurs ont développé une procédure d'analyse des isotopes d'azote incorporés dans la structure cristalline des squelettes coralliens. Les coraux déposent de nouveaux matériaux squelettiques en couches qui peuvent être vues en coupe transversale et datées comme des cernes d'arbres. Cela a permis aux chercheurs de corréler les changements dans les isotopes de l'azote dans les coraux avec les changements dans les opérations de l'installation d'épuration des eaux usées.

En plus des implications pour lutter contre la pollution par les nutriments à Maui, les nouvelles découvertes démontrent la puissance de cette technique pour suivre les changements historiques des nutriments dans l'eau de mer.

« C'est un moyen très précis et à haute résolution d'enregistrer la pollution passée par les nutriments dans l'eau de mer, qui est un énorme problème à l'échelle mondiale, " Paytan a déclaré. "Cela ouvre de nombreuses possibilités pour examiner la pollution historique à l'azote et d'autres changements dans les sources d'azote au fil du temps. Et vous n'êtes pas obligé d'utiliser du corail, vous pouvez également utiliser des coquilles de palourdes, par exemple."

A Maui, les chercheurs ont collecté des carottes de coraux sur des sites proches des suintements sous-marins. Leur analyse a fourni un enregistrement de 40 ans d'isotopes d'azote incorporés dans les squelettes de corail. Les résultats ont montré un changement dramatique dans les isotopes après 1995, correspondant à la mise en œuvre d'un processus d'élimination des éléments nutritifs biologiques à l'installation de récupération des eaux usées de Lahaina.

Paytan a expliqué que le processus d'élimination des nutriments élimine préférentiellement les isotopes plus légers de l'azote, de sorte que l'azote restant est enrichi en isotope 15 plus lourd de l'azote.

"Il n'y a pas d'autre processus qui aboutirait à cette signature, donc ça doit venir des égouts, " dit-elle. " Même si le processus de traitement enlève une partie de l'azote, il y en a tellement dans les égouts qu'il en reste encore beaucoup, et quand ils l'injectent dans les eaux souterraines, il se retrouve dans les eaux côtières."

En février, la Cour suprême des États-Unis a accepté d'entendre une affaire concernant l'installation de récupération des eaux usées de Lahaina et la Clean Water Act, avec des implications potentiellement de grande envergure pour les protections environnementales fédérales.