Terres cultivées à Haaksbergen qui sont directement irriguées sous la surface avec des effluents d'eaux usées. Crédit :Dominique Narain-Ford
Globalement, il existe un déséquilibre entre la disponibilité et la demande en eau. La principale cause de cette inadéquation est l'irrigation agricole, qui représente environ 70 % des prélèvements d'eau douce. À la fois, les usines de traitement des eaux usées rejettent de grands volumes d'eau qui diminuent la qualité des ressources limitées en eau douce. Une nouvelle étude réalisée par une équipe diversifiée d'experts, dont des chercheurs de l'Université d'Amsterdam, montre que la réutilisation des eaux usées domestiques traitées par l'irrigation alimentée par les eaux souterraines peut satisfaire une partie de la demande en eau agricole, tandis que les eaux usées sont naturellement purifiées à travers le sous-sol. Leurs résultats sont maintenant publiés dans les revues scientifiques Science de l'environnement total et Examens de la contamination de l'environnement et de la toxicologie.
L'utilisation d'eaux usées domestiques traitées en irrigation de surface - et parfois même non traitées - est déjà généralisée, notamment au Moyen-Orient, Afrique du Sud et du Nord et autres pays méditerranéens, où la disponibilité en eau douce est limitée. Cependant, les inconvénients de cette irrigation directe existent, comme une évaporation rapide. Les travailleurs sur le terrain et les cultures entrent en contact direct avec de l'eau contaminée lors de l'irrigation en surface, présentant de graves risques pour la santé.
Maintenant, les eaux usées domestiques traitées sont pour la plupart directement rejetées dans les eaux de surface telles que les rivières et les lacs. Les stations d'épuration conventionnelles sont incapables d'éliminer de nombreux micropolluants. Cela signifie que les eaux usées traitées contiennent des produits pharmaceutiques, bactéries résistantes aux antibiotiques et un large éventail d'autres produits chimiques.
Irrigation par aspersion versus irrigation alimentée par les eaux souterraines
L'auteur principal de l'étude est Ph.D. candidat Dominique Narain-Ford, de l'UvA Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics :"Ce débit est particulièrement problématique en période d'étiage en été, les petites eaux de surface se composent principalement d'eaux usées traitées. L'eau de ces cours d'eau est dans de nombreux cas directement appliquée aux cultures par irrigation par aspersion, entraînant une exposition non intentionnelle à des agents pathogènes humains et à d'autres micropolluants. »
Dominique Narain-Ford échantillonnant une terre cultivée à Haaksbergen qui est irriguée en sous-sol avec des effluents d'eaux usées. Crédit :Dominique Narain-Ford
Lorsque les eaux usées domestiques traitées sont fournies par l'irrigation alimentée par les eaux souterraines, également appelée irrigation souterraine, les passages du sol éliminent le contact direct. Il utilise également de manière optimale les processus du sol qui filtrent, amortir, décomposer et minimiser la propagation des produits chimiques.
Saisons sèches
La recherche récemment publiée sur l'irrigation souterraine s'est concentrée sur les Pays-Bas, qui est un lieu d'étude idéal :un pays très densément peuplé, avec 1,9 million d'hectares de terres cultivées et des stations d'épuration bien réparties à travers le pays. En moyenne annuelle, la demande totale en eau d'irrigation par aspersion aux Pays-Bas est en moyenne de 144 millions de m 3 . Récemment, il y a eu plusieurs années sèches avec des pics jusqu'à 256 millions de m 3 . Narain-Ford :« Dans notre étude, nous avons exploré où, et combien, les effluents des stations d'épuration peuvent être directement réutilisés dans l'irrigation agricole souterraine pendant un scénario de saison moyenne et sèche."
Les stations d'épuration aux Pays-Bas ont un rejet annuel d'effluents de 1,9 milliard de m 3 , ce qui est beaucoup plus élevé que la demande annuelle en eau pour les systèmes d'irrigation de surface. « Par rapport aux techniques d'irrigation hors sol, l'irrigation souterraine nécessite beaucoup d'eau pour élever les eaux souterraines à un niveau souhaité, tandis que moins d'eau d'irrigation est perdue dans l'atmosphère par évaporation de l'eau d'interception, " explique Narain-Ford.
Aperçu schématique des systèmes d'irrigation souterrains. Crédit :Dominique M. Narain-Ford et al. 2020
Les chercheurs ont montré que dans la situation néerlandaise, la réutilisation intentionnelle directe des effluents des stations d'épuration peut satisfaire jusqu'à 25 % de la demande en eau des terres cultivées SSI présente dans une zone tampon de transport de cinq kilomètres à partir des stations d'épuration. Pendant une année sèche, cela peut aller jusqu'à 17%. Cela signifie que respectivement 78 % et 84 % du total des effluents disponibles des stations d'épuration néerlandaises seraient utilisés.
Il convient de noter qu'en fonction de la taille de la zone infiltrée par les effluents de la station d'épuration lors de l'irrigation souterraine, sur une période prolongée, la demande en eau d'irrigation souterraine diminuera en raison des niveaux élevés des eaux souterraines. Narain-Ford :« L'irrigation souterraine a le potentiel de faire d'une pierre deux coups. Nos connaissances contribueront à l'utilisation sûre des eaux usées dans le concept de réutilisation de l'eau dans l'économie circulaire.
