Un bassin de rétention sec à côté d'une route pour collecter les eaux de ruissellement, prévenir les inondations et peut-être contrôler l'infiltration des nitrates dans les eaux souterraines. Crédit :Lauren E. McPhillips, État de Pennsylvanie
Partout où vous allez, des bassins de rétention des eaux pluviales sont construits à proximité de grands chantiers destinés à contrôler l'écoulement des eaux de pluie et de ruissellement. Maintenant, ces bassins pourraient aider à contrôler le ruissellement d'azote dans les rivières et les lacs, selon Lauren E. McPhillips, professeur adjoint de génie civil et environnemental à Penn State.
S'exprimant aujourd'hui (12 août) lors de la réunion annuelle de l'Ecological Society of America à Louisville, Kentucky, elle a expliqué qu'elle et des collègues de l'Université Cornell ont examiné les bassins de rétention des eaux pluviales dans la région d'Ithaque, New York.
"Une partie de l'objectif des bassins de rétention des eaux pluviales est de gérer le débit, " a déclaré McPhillips. " De plus en plus, nous essayons d'en tirer plus d'objectifs de qualité de l'eau."
Contrôler le ruissellement des pluies et piéger les sédiments a toujours été un objectif de ces bassins omniprésents, mais de nouvelles techniques peuvent également les rendre aptes à éliminer les nitrates de l'eau. Les bassins examinés par les chercheurs se situent en zone urbaine et périurbaine, et les nitrates proviennent des dépôts atmosphériques sur les routes, combustion automobile et engrais à gazon.
"Ces bassins ont toujours été traités comme des boîtes noires en ce qui concerne l'eau et le pourcentage d'efficacité, " a déclaré McPhillips. " Cependant, différentes conceptions de ces bassins fonctionnent différemment, et maintenant nous examinons les performances et les mécanismes spécifiques pour l'élimination de l'azote."
Un bassin sec après une tempête retient l'eau pendant une courte période de temps. Crédit :Lauren E. McPhillips, État de Pennsylvanie
L'azote est la cible parce que, alors que notre atmosphère est composée à 78% d'azote gazeux, d'autres formes de l'élément comme le nitrate provoquent une prolifération d'algues dans les plans d'eau. Cette eutrophisation élimine l'oxygène de l'eau et crée des déserts sous-marins où les poissons et autres créatures aquatiques ne peuvent pas vivre.
En général, les bassins d'eaux pluviales sont soit des bassins humides, soit des bassins secs. L'eau passe par des bassins secs en quelques jours, tandis que les bassins humides ont de l'eau stagnante beaucoup plus longtemps. Une variété de choses peuvent arriver au nitrate dans le bassin. Il peut passer dans les nappes phréatiques puis dans les rivières, ruisseaux et lacs; il peut être occupé par la végétation; ou il peut être converti en d'autres composés par les microbes vivant dans les bassins.
Alors que la décomposition de la végétation du bassin remet le nitrate dans le bassin et les eaux souterraines, certains assemblages microbiens peuvent transformer le nitrate en azote gazeux, le retirer. Les chercheurs ont échantillonné les bassins et vérifié l'ADN microbien pour un gène qui peut permettre la conversion du nitrate en azote gazeux. Ce gène produit une enzyme qui peut convertir le nitrate en azote gazeux.
"Typiquement, les bassins sont conçus pour être secs, mais à mesure que les sédiments du ruissellement et de la végétation qui poussent dans les bassins s'accumulent, ils peuvent devenir des bassins humides, ", a déclaré McPhillips.
Un bassin de rétention humide contient une grande quantité d'eau après une tempête, rendant la conversion du nitrate en azote gazeux plus complète. Crédit :Lauren E. McPhillips
Ils ont constaté que la capacité de production d'azote gazeux était plus élevée dans les bassins humides que dans les bassins secs. Cependant, ils ont également constaté que la conversion partielle produisait des oxydes nitreux et que la consommation de matière organique produit du méthane, les deux gaz à effet de serre. Les bassins humides ont montré des niveaux plus élevés du gène qui permet une conversion complète du nitrate en azote gazeux.
Selon McPhillips, la conception des bassins pour retenir l'eau dès le départ pourrait diminuer la production d'oxydes nitreux, car plus les bassins retiennent l'eau, plus la conversion du nitrate en azote gazeux est complète.
Quant au méthane, McPhillips suggère que l'ingénierie des bassins de sorte que la couche de rétention d'eau soit sous le sol et non à la surface du bassin pourrait empêcher le méthane de se libérer dans l'atmosphère. Emprisonné dans le sol, l'oxygène dégraderait le méthane.
McPhillips examine maintenant les bassins de rétention des eaux pluviales sur le campus de l'Université de Penn State pour des recherches plus approfondies.
