Le climat augmente le risque de concentrations élevées de toxines dans les lacs du nord des États-Unis

Des proliférations d’algues nocives surviennent lorsque les plans d’eau sont surchargés d’azote et de phosphore provenant de l’agriculture et d’autres activités humaines. Cet excès de nutriments peut permettre aux populations d’algues bleu-vert de croître à un rythme incontrôlable.

Certaines espèces d’algues bleu-vert produisent une toxine appelée microcystine, qui peut présenter un grave danger pour la santé des personnes et de l’environnement, ainsi que des risques économiques pour la pêche et le tourisme. La microcystine affecte la fonction hépatique et peut entraîner la mort chez les animaux sauvages et domestiques, y compris les humains dans de rares cas. Il est également classé comme cancérigène potentiel en cas d’exposition chronique.

“En 2014, une prolifération d’algues dans le lac Érié a entraîné des niveaux élevés de microcystines dans les prises d’eau, et les résidents de l’Ohio et de l’Ontario ont reçu pour instruction de ne pas boire l’eau du robinet en raison du risque d’exposition”, a averti Merder.

Merder, Michalak et leurs collègues – Gang Zhao de Carnegie, Ted Harris de l’Université du Kansas, ainsi que Dimitrios Stasinopoulos et Robert Rigby de l’Université de Greenwich – ont analysé des échantillons prélevés dans 2 804 lacs américains entre 2007 et 2017. Ils ont évalué l’impact de la température de l’eau sur la présence et la concentration de microcystines dans le cadre d’un effort visant à mieux comprendre les risques pour la qualité de l’eau posés par le changement climatique.

Le laboratoire de Michalak joue un rôle de premier plan dans la compréhension de l’intersection du changement climatique et de la dégradation de la qualité de l’eau depuis plus d’une décennie. Des travaux antérieurs ont montré que les lacs du monde entier connaissent déjà des proliférations d’algues plus graves et que la pollution par les nutriments est exacerbée par les changements dans les régimes de précipitations.

“Les lacs sont des sentinelles du changement climatique”, a déclaré Michalak. “Ils détiennent la grande majorité, 87 pour cent, de l’eau douce liquide à la surface de la Terre, et le réchauffement et les changements de précipitations associés au changement climatique constituent certaines des plus grandes menaces pour la qualité de l’eau dans le monde et pour la santé des écosystèmes aquatiques.”

Les températures de surface des lacs se sont déjà réchauffées de 0,34 degrés Celsius (0,61 degrés Fahrenheit) par décennie et Merder et Michalak ont ​​entrepris de déterminer ce que cela, ainsi que le réchauffement futur, signifierait en termes de risque de concentrations élevées de toxines.

“L’abondance des algues bleu-vert devrait augmenter en raison du changement climatique, à mesure qu’elles supplantent les autres espèces”, a expliqué Merder. “Mais des études de terrain antérieures sont parvenues à diverses conclusions sur ce que cela signifie pour les concentrations de microcystines.”

Pour éclairer les stratégies de gestion des terres et de l’eau, il était important de lier quantitativement les niveaux de toxines à la température de l’eau, ce que Merder et Michalak ont ​​pu réaliser grâce à leur analyse approfondie d’échantillons d’eau de lac, révélant que des températures de l’eau comprises entre 20 et 25 degrés Celsius (68 à 77 degrés Fahrenheit) étaient les plus dangereux en termes de concentrations élevées de microcystines. Ils ont également constaté que l’impact de la température est amplifié lorsque les concentrations de nutriments sont élevées.

En intégrant les informations des modèles climatiques, ils ont pu démontrer que les zones les plus sensibles aux concentrations élevées de toxines continueront de se déplacer vers le nord. Dans certaines régions, le risque relatif de dépassement des directives relatives à la qualité de l’eau augmentera jusqu’à 50 pour cent au cours des prochaines décennies. En outre, ils ont montré que les risques liés aux toxines diminueront dans un petit nombre de régions plus au sud, à mesure que la température de l’eau commencera à dépasser celle associée au risque le plus élevé.

“Ces résultats devraient aider à démontrer le risque sérieux pour l’eau potable, la pêche, les loisirs et d’autres besoins sociétaux dans de nombreuses régions des États-Unis et l’urgence d’élaborer des stratégies de gestion pour s’y préparer”, a conclu Michalak. “Lorsque nous réfléchissons à la durabilité de l’eau dans le contexte du changement global, nous devons nous concentrer sur les qualité de l’eau autant que nous nous concentrons sur la montant de l’eau.”