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Les nitrates qui s'accumulent dans le sol près des rivières jouent un rôle important dans l'augmentation des concentrations de nitrates dans l'eau des rivières lors des précipitations, rapportent des chercheurs de l'Université de Nagoya au Japon. Leurs résultats, publiés dans la revue Biogeoscience, pourraient contribuer à réduire la pollution azotée et à améliorer la qualité de l'eau dans les plans d'eau en aval, tels que les lacs et les eaux côtières.
Les nitrates sont un nutriment important pour les plantes et le phytoplancton, mais des concentrations élevées de nitrates dans les rivières peuvent dégrader la qualité de l'eau, entraîner une eutrophisation (surenrichissement de l'eau en nutriments) et présenter un risque pour la santé animale et humaine. Bien que l'on sache que les concentrations de nitrates dans les cours d'eau augmentent avec la pluie, on ignore pourquoi.
Il existe deux théories principales expliquant l'augmentation des nitrates sous l'effet de la pluie. Selon la première, les nitrates atmosphériques se dissolvent dans l'eau de pluie et pénètrent directement dans les cours d'eau. Selon la seconde, lorsqu'il pleut, les nitrates présents dans le sol de la zone riveraine, appelée zone riveraine, pénètrent dans l'eau.
Afin d'approfondir l'étude de l'origine des nitrates, une équipe de recherche dirigée par le professeur Urumu Tsunogai de l'École supérieure d'études environnementales, en collaboration avec le Centre asiatique de recherche sur la pollution atmosphérique, a mené une étude visant à analyser les changements dans la composition des isotopes d'azote et d'oxygène dans les nitrates et lors de fortes pluies. Augmentation des concentrations de nitrates dans les rivières.
Des études antérieures ont signalé des augmentations significatives des concentrations de nitrates lors d'orages dans une rivière en amont de la rivière Kaji, dans la préfecture de Niigata, au nord-ouest du Japon. Les chercheurs ont prélevé des échantillons d'eau du bassin versant de la Kajigawa, notamment dans les ruisseaux en amont de la rivière. Lors de trois orages, ils ont utilisé des échantillonneurs automatiques pour échantillonner les ruisseaux du bassin versant toutes les heures pendant 24 heures.
L'équipe a mesuré la concentration et la composition isotopique des nitrates dans l'eau du ruisseau, puis a comparé ces résultats à ceux du sol de la zone côtière. Elle a ainsi constaté que la majeure partie des nitrates provenait du sol et non des eaux de pluie.
« Nous avons conclu que le lessivage des nitrates des sols côtiers dans les cours d'eau en raison de la montée du niveau des cours d'eau et des eaux souterraines était la principale cause de l'augmentation des nitrates dans les cours d'eau pendant les tempêtes », a déclaré le Dr Weitian Ding de l'Université de Nagoya, auteur de l'étude.
L'équipe de recherche a également analysé l'effet des nitrates atmosphériques sur l'augmentation du flux de nitrates lors des orages. La teneur en nitrates atmosphériques de l'eau fluviale est restée inchangée malgré l'augmentation des précipitations, ce qui indique une légère influence des sources de nitrates atmosphériques.
Les chercheurs ont également découvert que les nitrates des sols côtiers sont produits par les microbes du sol. « On pense que les nitrates d'origine microbienne ne s'accumulent dans les sols côtiers au Japon qu'en été et en automne », explique le professeur Tsunogai. « De ce point de vue, nous pouvons prédire que l'augmentation des nitrates dans le fleuve due aux précipitations ne se produira qu'à ces saisons. »
Référence : Dean W, Tsunogai W, Nakagawa F, et al. Le suivi de la source des nitrates dans les cours d'eau forestiers a révélé des concentrations élevées lors des tempêtes. Biogeoscience. 2022 ; 19(13) : 3247-3261. doi : 10.5194/bg-19-3247-2022
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