Le même phosphore qui fertilise l’agriculture florissante du Midwest est également responsable d’une vaste « zone morte » dans le golfe du Mexique, près du delta du Mississippi. Des efforts sont en cours pour réduire la quantité de phosphore qui pénètre dans le système fluvial du Mississippi, mais des recherches menées par l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign suggèrent que les restes du contaminant sont laissés dans le lit des rivières pendant des années après leur introduction et constituent un problème négligé et persistant. problème.
Le phosphore provenant des eaux usées et des eaux de ruissellement agricoles s’écoule en aval jusqu’au golfe du Mexique, où il fertilise involontairement le plancton. À mesure que le plancton finit par mourir et se décomposer, le processus épuise l’oxygène de l’eau du Golfe – une condition appelée hypoxie – et crée une zone morte pour les créatures marines comme les poissons et les crevettes.
Le groupe de travail fédéral sur l’hypoxie du golfe du Mexique vise à réduire de 25 % les flux de phosphore vers le Golfe d’ici 2025. Cet objectif dépend de chaque État pour parvenir à une réduction de 25 % et suppose que ces réductions conduiront rapidement au résultat souhaité.
L’étude menée par le professeur de génie civil et environnemental Ximing Cai, l’ancien étudiant diplômé de l’Illinois Kevin Wallington et la professeure Margaret Kalcic de l’Université du Wisconsin-Madison s’interroge sur la façon dont les restes de phosphore qui sont entrés dans le système du fleuve Mississippi dans le passé mais restent enfouis dans les sédiments des voies navigables – appelés héritage phosphore – pourrait retarder les réductions de phosphore dans le golfe du Mexique, longtemps après que les États du Midwest auront atteint leurs objectifs de réduction des rejets.
Les résultats sont publié dans la revue Science de l’environnement total.
« Notre modèle de bassin versant simule la façon dont le phosphore se déplace dans les rivières. Mais ce qui rend notre étude différente, c’est qu’elle prend également en compte la façon dont le phosphore peut interagir avec les lits des rivières à grande échelle spatiale », a déclaré Cai. « Nous capturons les processus qui provoquent l’arrêt répété du phosphore dans certaines rivières et recommencent à se déplacer en aval à un moment donné dans le futur. Ce processus pourrait entraîner de longues périodes avant que le vieux phosphore puisse être évacué du système fluvial, en particulier pour les grandes rivières. «
À l’aide de leur modèle, les chercheurs ont étudié un avenir hypothétique dans lequel une usine de traitement des eaux usées le long de la rivière Sangamon à Decatur, dans l’Illinois, cesserait de rejeter du phosphore dans la rivière.
« Nous avons choisi Decatur parce qu’il est situé dans un bassin versant agro-industriel très typique du Midwest, ce qui en fait une étude de cas idéale pour notre modèle », a déclaré Wallington. « De plus, le site étudie activement des plans pour l’élimination à grande échelle du phosphore de ses flux de déchets. »
Les chercheurs ont découvert qu’il faudrait jusqu’à neuf ans pour que la rivière Sangamon revienne aux niveaux de phosphore d’avant la contamination, ou de référence.
« Notre modèle indique qu’il faut beaucoup plus de temps pour récupérer dans les endroits situés plus en aval du point d’assainissement », a déclaré Wallington. « Il ne faudrait que deux à trois ans pour récupérer à un endroit situé à 5 kilomètres en aval de l’usine de traitement de Decatur, mais il faudrait neuf ans pour récupérer à un point situé à 70 kilomètres en aval. Le golfe du Mexique se trouve à 2 640 kilomètres en aval, donc les réductions les efforts de remédiation pourraient être très en retard. »
Cependant, les chercheurs reconnaissent que leurs résultats, qui ne s’étendent que sur 70 kilomètres en aval, ne peuvent pas être directement extrapolés jusqu’au golfe du Mexique et que des recherches supplémentaires sont nécessaires à l’échelle de l’ensemble du bassin du fleuve Mississippi.
« L’un des principaux objectifs de cette étude est d’informer le public et les régulateurs que même lorsque des États comme l’Illinois atteignent leurs objectifs de dépollution du phosphore, il pourrait s’écouler des années, voire des décennies, avant que les mêmes résultats ne soient observés dans le Golfe », a déclaré Cai.
Plus d’information:
Kevin Wallington et al, Évaluation de la longévité des héritages de phosphore dans les cours d’eau : une cascade de récupération en aval après l’assainissement d’une source ponctuelle, Science de l’environnement total (2023). DOI : 10.1016/j.scitotenv.2023.168711