Lors de fortes pluies, les ruisseaux, les rivières et les eaux côtières d’Hawaï changent à des niveaux microscopiques. Les bactéries dans ces systèmes aquatiques augmentent et certaines de ces bactéries peuvent être nocives pour la santé humaine. Ils peuvent causer des problèmes comme la gastro-entérite, également connue sous le nom de grippe intestinale, ainsi que des maladies cutanées et respiratoires.
La communauté scientifique sait que les sols sont une source courante de ces bactéries pathogènes ou pathogènes. Ce qui n’est pas aussi bien connu, cependant, c’est quels types de sols sont les principaux fournisseurs de ces intrus microbiens.
Dans une nouvelle étude, Tracy Wiegner, chercheuse à l’Université d’Hawaï, et son équipe ont identifié les sols urbains et agricoles comme les coupables de la bactérie. La recherche a révélé que les niveaux de bactéries pathogènes sont les plus élevés dans les sols urbains et agricoles. Le ruissellement des eaux pluviales de ces sols transporte de nombreuses bactéries dans les plans d’eau.
En revanche, les bactéries pathogènes sont présentes à de faibles niveaux dans les sols des forêts indigènes. Il est donc peu probable que ces sols forestiers soient une source majeure de bactéries présentes dans les eaux intérieures et côtières d’Hawaï.
L’étude a été publiée dans le Journal de la qualité de l’environnement.
L’étude a mesuré les niveaux de trois bactéries différentes dans les sols forestiers urbains, agricoles et indigènes. L’une des bactéries était Staphylococcus aureus. Il provoque des infections à staphylocoques. « A Hawaï, les gens mentionnent souvent qu’ils ont eu des infections à staphylocoques », explique Wiegner. « Cela peut être causé par l’exposition à des bactéries nocives lors d’activités aquatiques proches du rivage comme la natation, le canoë et le surf. »
Une préoccupation particulière pour les chercheurs et la communauté médicale est l’une des versions résistantes aux antibiotiques, S. aureus résistant à la méthicilline (SARM).
Les deux autres bactéries de l’étude étaient Enterococcus et Clostridium perfringens. Les deux bactéries sont appelées bactéries indicatrices fécales. Les niveaux de ces bactéries peuvent être utilisés comme indicateurs de la pollution par les eaux usées dans la plupart des endroits aux États-Unis. Mais à Hawaï, la situation est plus compliquée.
Enterococcus peut prospérer dans les sols tropicaux d’Hawaï. « Cela ne permet pas de savoir si les niveaux élevés d’entérocoques trouvés dans les eaux hawaïennes après les tempêtes proviennent de la pollution des eaux usées, des sols ou des deux », explique Wiegner. En réponse, Hawaï utilise la bactérie Clostridium comme indicateur bactérien secondaire pour détecter la pollution des eaux usées.
L’étude a eu lieu dans le bassin versant de la baie de Hilo sur l’île d’Hawaï, souvent appelée la grande île. Les chercheurs ont prélevé des échantillons de sol dans des zones urbaines, agricoles et forestières indigènes. Ensuite, ils ont déterminé les niveaux des différentes bactéries dans les échantillons.
Les chercheurs ont pu détecter Staphylococcus et Enterococcus dans tous les échantillons de sols. Les concentrations de Staphylococcus et d’Enterococcus étaient les plus élevées dans les sols urbains et agricoles et les plus faibles dans les sols forestiers indigènes. « Cela suggère qu’il existe de petites populations naturelles de bactéries Staphylococcus et Enterococcus dans les sols hawaïens », explique Wiegner. « Mais la présence d’humains et d’autres animaux augmente leurs niveaux. »
Cela signifie que la réduction de l’activité humaine et animale peut réduire les niveaux de bactéries du sol. Cela pourrait être particulièrement utile dans les zones proches des plans d’eau et pourrait réduire la quantité de bactéries pouvant être transportées vers les plans d’eau lors de fortes pluies.
L’étude a également détecté de très faibles niveaux de bactéries Clostridium dans tous les sols testés. Cela rend peu probable que les sols soient la source des niveaux de Clostridium détectés dans les eaux hawaïennes après de fortes pluies. Au lieu de cela, cette bactérie provient de la pollution des eaux usées. « Clostridium peut être un meilleur indicateur de la pollution des eaux usées dans les eaux hawaïennes », déclare Wiegner.
« Il est important que les gestionnaires des bassins versants et de la santé communautaire identifient les sources d’agents pathogènes qui pénètrent dans les plans d’eau », déclare Wiegner. « Des mesures de gestion appropriées peuvent réduire les concentrations de bactéries dans les sols. Elles peuvent également réduire leur transport pendant les tempêtes. »
Les mesures de gestion pourraient inclure la construction infrastructure verte. Des exemples d’infrastructures vertes comprennent la restauration et l’entretien tampons riverains, construire des zones humides pour la rétention des eaux pluviales, et toilettage de plage. La construction d’infrastructures vertes a amélioré la qualité de l’eau dans des endroits comme la région des Grands Lacs aux États-Unis et les eaux côtières de la Nouvelle-Zélande. « Ces mesures peuvent réduire le transport des bactéries des sols vers les plans d’eau à Hawaï », explique Wiegner. « Cela pourrait finalement réduire la transmission bactérienne lors des activités récréatives aquatiques. »
Tyler Gerken et al, Une comparaison du sol Staphylococcus aureus et des concentrations de bactéries indicatrices fécales à travers les utilisations des terres dans un bassin versant hawaïen, Journal de la qualité de l’environnement (2022). DOI : 10.1002/jeq2.20380