Des chercheurs de l'Université de Nagoya au Japon ont rapporté que les nitrates accumulés dans le sol bordant les cours d'eau jouent un rôle important dans l'augmentation des niveaux de nitrates dans l'eau des cours d'eau lorsqu'il pleut. Leurs découvertes, publiées dans la revue Biogeosciences , peut contribuer à réduire la pollution par l'azote et à améliorer la qualité de l'eau dans les masses d'eau en aval, telles que les lacs et les eaux littorales.

Le nitrate est un nutriment essentiel pour les plantes et le phytoplancton, mais des niveaux excessifs de nitrate dans les cours d'eau peuvent nuire à la qualité de l'eau, provoquer l'eutrophisation (le surenrichissement de l'eau en nutriments) et poser des risques pour la santé des animaux et des humains. Bien que l'on sache que les niveaux de nitrates dans les cours d'eau augmentent lorsqu'il pleut, la raison n'est pas claire.

Il existe deux théories principales sur la façon dont le nitrate des cours d'eau augmente lorsqu'il pleut. Selon la première théorie, le nitrate dans l'atmosphère se dissout dans l'eau de pluie et tombe directement dans les cours d'eau. Alors que la deuxième théorie est que, lorsqu'il pleut, le nitrate du sol dans la zone qui borde le cours d'eau, appelée zone riveraine, se déverse dans l'eau du cours d'eau.

Pour étudier plus avant la source du nitrate, une équipe de recherche de l'Université de Nagoya dirigée par le professeur Urumu Tsunogai de la Graduate School of Environmental Studies, en collaboration avec l'Asia Center for Air Pollution Research, a mené une étude pour analyser les changements dans les compositions isotopiques de l'azote et l'oxygène dans le nitrate et l'augmentation des concentrations de nitrate dans un cours d'eau lors d'orages.

Des études antérieures ont rapporté que les concentrations de nitrates augmentent considérablement pendant les tempêtes dans les cours d'eau de la partie supérieure de la rivière Kajikawa à Niigata, au nord-ouest du Japon. Les chercheurs ont prélevé des échantillons d'eau dans le bassin versant de Kajikawa, comprenant les cours d'eau de la partie supérieure de la rivière. Ils ont utilisé un échantillonneur d'eau automatique pour prélever des échantillons de l'eau du ruisseau de captage à des intervalles d'une heure pendant 24 heures au cours de trois tempêtes.

Mesurant les concentrations et les compositions isotopiques de nitrate dans l'eau du cours d'eau, le groupe a ensuite comparé les résultats avec les concentrations et les compositions isotopiques de nitrate du sol dans la zone riveraine du cours d'eau. As a result, they found that most of the nitrate came from the soil in the zone rather than rainwater.

"We concluded that the flushing of soil nitrate in the riparian zone into the stream due to the rising of both stream water and groundwater level was primarily responsible for the increase in stream nitrate during the storm event," said Dr. Weitian Ding of Nagoya University, the corresponding author of the study.

The research group also analyzed the impact of atmospheric nitrate on increasing stream nitrate during the storms. Regardless of an increase in precipitation, atmospheric nitrate in stream water remained constant, suggesting that the atmospheric sources of nitrate had a minimal effect.

The researchers also found that the soil nitrate in the riparian zone was produced by soil-dwelling microorganisms. "Microbe-derived nitrate is thought to be accumulated in soil in the riparian zone only in summer and autumn in Japan," explained Professor Tsunogai. "From this perspective, we can predict that the increase of stream nitrate due to rain occurs only in these seasons." Understanding the seasonality of nitrate increases could be an important finding to help ensure safe fresh water. + Explorer plus loin

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