Cachée dans les sédiments et autour de la précieuse nappe phréatique sous nos pieds se trouve une toxine dangereuse :l'uranium. Les scientifiques le savent depuis longtemps et l'ont testé. Mais maintenant, les chercheurs de Stanford ont identifié le déclencheur qui fait que l'uranium naturel se déloge des sédiments et s'infiltre dans les eaux souterraines, indiquant une solution pour gérer la toxine avant qu'elle ne devienne un problème.

Dans un nouveau modèle régional qui combine les informations de l'aquifère avec les propriétés du sol pour prédire la qualité des eaux souterraines, les chercheurs ont identifié les facteurs associés à la contamination à l'uranium. La recherche, Publié dans Sciences et technologies de l'environnement 8 décembre indique que les concentrations de calcium et l'alcalinité du sol sont des facteurs déterminants clés de la contamination des eaux souterraines par l'uranium dans la vallée centrale de la Californie. Les résultats seront particulièrement importants alors que les gestionnaires de l'eau planifient un avenir avec plus de personnes et moins d'eau disponible à partir du manteau neigeux dans un monde en réchauffement.

L'uranium est parmi les trois plus nocifs, contaminants naturels des eaux souterraines dans la vallée centrale, avec l'arsenic et le chrome. Le radioactif, élément métallique devient dangereux lorsqu'il est consommé en grande quantité, causant des dommages aux reins et un risque accru de cancer. Il est répandu dans la vallée de San Joaquin de la vallée centrale, et se produit également naturellement dans les environnements semi-arides et arides du monde entier.

Les chercheurs se sont concentrés sur des endroits dans les aquifères de la vallée centrale où il a été observé que les concentrations d'uranium dans les eaux souterraines dépassaient la norme pour l'eau potable de 30 microgrammes d'uranium par litre.

"Chaque aquifère contient un ou plusieurs de ces contaminants naturels. La question est de savoir s'ils restent bénins dans les sédiments ou causent vraiment des problèmes en pénétrant dans les eaux souterraines, " a déclaré le co-auteur Scott Fendorf, le professeur de la famille Huffington en science du système terrestre à l'École de la Terre, Sciences de l'énergie et de l'environnement (Stanford Earth). "Les gestionnaires de l'eau peuvent utiliser nos découvertes pour prévoir des solutions avant que les problèmes ne se manifestent."

L'étude se concentre sur les impacts chimiques de la recharge des nappes phréatiques, qui est le processus des précipitations s'infiltrant dans les sols et descendant dans les aquifères sous-jacents. Alors que l'eau de pluie s'infiltre vers le bas, sa chimie change au fur et à mesure qu'il interagit avec l'environnement au sol. Le pompage de l'eau influe également sur la dynamique de l'aquifère, ce qui peut changer la chimie du système et la façon dont des éléments tels que l'uranium sont répartis entre les solides (sédiments) et l'eau. Si l'eau capte plus de calcium au cours de ses déplacements et devient également plus alcaline, il peut attirer l'uranium et contaminer les aquifères, les chercheurs ont trouvé.

"Nos travaux montrent que ce ne sont pas seulement les propriétés de l'aquifère qui impactent l'uranium, mais des facteurs tels que la teneur en argile et le pH du sol qui ont servi d'importants prédicteurs des concentrations d'uranium dans les eaux souterraines, " a déclaré l'auteur principal de l'étude Alandra Lopez, un doctorat étudiant en sciences du système Terre. "Cela souligne l'importance d'inclure des données sur les propriétés du sol lors de la génération de cartes de vulnérabilité des aquifères pour un contaminant naturel comme l'uranium."

La bonne nouvelle :les chercheurs estiment que les facteurs introduisant ce processus de détachement de l'uranium des sédiments vers les eaux souterraines se produisent principalement dans les six premiers pieds du sol, suggérer une solution facile pourrait impliquer de contourner cette zone.

"Si vous allez gérer la recharge de l'aquifère, qui sera de plus en plus nécessaire avec le changement climatique, faites attention à ce que l'eau s'infiltre dans le sol où le calcium et l'alcalinité sont souvent les plus élevés. Ces scénarios de gestion sont actuellement envisagés, " dit Fendorf, qui est également chercheur principal au Stanford Woods Institute for the Environment.

L'équipe affirme que leur méthodologie offre aux gestionnaires de l'eau un moyen facile de prédire les influences majeures sur les concentrations d'uranium dans les eaux souterraines à grande échelle.

"Nous essayons de dire à tout le monde que vous devez y penser à l'avance, parce que c'est à ce moment-là que vous pouvez contourner le problème, " a déclaré Fendorf. "C'est une sorte de prédiction prospective par rapport à une réaction rétrospective - une fois que vous mesurez l'uranium dans l'eau, votre problème est déjà à portée de main et c'est beaucoup plus cher à résoudre."