Rétablir la santé des écosystèmes d’eau douce par une nouvelle approche de surveillance

La santé des écosystèmes d’eau douce, comme les lacs et les rivières, est essentielle à notre existence; or, la qualité de l’eau douce se détériore en raison de facteurs d’origine humaine, tels que la pollution et les changements dans l’utilisation des terres. Pour orienter les efforts visant à rétablir la santé des systèmes d’eau douce, il est impératif de mieux comprendre l’état de ces systèmes, en particulier dans le contexte des changements climatiques.

Dans leur article (en anglais seulement) paru récemment dans la revue Science, Andrew Tanentzap, professeur à la Trent University et titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les changements climatiques et les écosystèmes nordiques, et son coauteur Jérémy Fonvielle, de la University of Cambridge, présentent une approche plus exhaustive à adopter pour étudier la santé des milieux d’eau douce. Cette nouvelle approche est axée sur le suivi du devenir des divers composés dissous dans l’eau douce. 

La recherche indique que de nombreux aspects de la santé des écosystèmes d’eau douce dépendent de la composition de la matière organique dissoute (MOD) présente dans l’eau. La MOD, qui est constituée de milliers de composés carbonés individuels, provient surtout des restes de plantes et d’animaux qui se trouvent aux abords des plans d’eau douce, mais elle est également issue des organismes présents dans l’eau, comme les poissons et les algues. 

Les anciennes méthodes de mesure de la MOD permettaient uniquement de déterminer l’état de santé du plan d’eau douce (p. ex., s’il est pollué ou non). Il était donc impossible d’établir exactement l’origine et le devenir des composés individuels. Ces composés ont tous des caractéristiques différentes, qu’il s’agisse de la façon dont ils réagissent aux traitements d’épuration, dont ils absorbent les polluants ou dont ils entraînent la libération, par les microorganismes, de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone. Pour améliorer la santé des systèmes d’eau douce, il est important de bien connaitre les différents composés, et notamment leur origine — par exemple, localiser précisément les sources des émissions polluantes d’azote et de phosphore.

M. Tanentzap utilise le spectromètre de masse à résonance cyclotronique des ions et à transformée de Fourier (FT-ICR-MS) de la Trent University pour suivre l’état de santé des écosystèmes d’eau douce. Cette technologie unique en son genre procure de nouvelles informations sur la qualité de l’eau, permettant aux chercheuses et chercheurs d’identifier et d’étudier les dizaines de milliers de composés individuels présents dans l’eau. 

« En mesurant la diversité des composés chimiques qu’on trouve dans l’eau, nous pouvons également suivre les répercussions des changements climatiques, notamment sur les propriétés qui nous intéressent, comme la qualité de l’eau », affirme M. Tanentzap. 

« Au centre de la qualité de l’eau de l’université Trent, nous avons la chance d’avoir un spectromètre de masse à résonance cyclotronique des ions et à transformée de Fourier. L’appareil que nous avons à Trent n’est que le troisième du genre dans tout le Canada; c’est un instrument puissant qui nous offre la résolution nécessaire pour suivre chacun des composés présents dans l’eau. » 

L’utilisation du FT-ICR-MS peut aider, par exemple, à distinguer les sources de polluants (travaux agricoles, eaux usées, etc.) par l’« empreinte » unique qui caractérise chacun des différents types de MOD. 

« Grâce aux techniques à haute résolution dont nous disposons maintenant, nous pouvons identifier précisément les sources de polluants qui dégradent la qualité de l’eau et ainsi apporter les changements nécessaires pour améliorer et préserver la qualité des ressources d’eau douce », explique M. Tanentzap. 

Le présent article a été adapté, traduit et publié avec la permission de la Trent University.

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