Causes, effets et solutions à la prolifération des algues dans les écosystèmes aquatiques

Une efflorescence algale est l’augmentation rapide de la population d’algues dans les écosystèmes aquatiques, tant dans les eaux douces que dans les eaux marines, où elle est connue sous le nom d’efflorescence aquatique ou d’efflorescence marine, respectivement. Elles se développent là où il y a une abondance de deux nutriments, le phosphore et l’azote, généralement causés par le ruissellement de nutriments (déchets animaux, engrais, eaux usées) provenant de la terre.

Les efflorescences algales sont connues pour être principalement composées de bio-toxines et se caractérisent par une décoloration distincte de l’eau due à un grand nombre de cellules d’algues pigmentées. Les couleurs vont du vert au rouge, en passant par le brun et le jaune. Les principaux types de proliférations d’algues sont les cyanobactéries (algues bleu-vert) et les marées rouges (proliférations d’algues rouges).

La prolifération d’algues et la jacinthe d’eau sont quelques-unes des formes les plus courantes d’eutrophisation, qui appauvrit l’approvisionnement en oxygène, entraînant la mort de la vie animale. Cet article vise à mieux comprendre les causes, les effets et les solutions possibles d’une efflorescence algale.

Causes de la prolifération des algues dans les écosystèmes aquatiques

1. Ruissellement des nutriments

Une prolifération d’algues est principalement causée par la présence de grandes quantités d’azote et de phosphore dans l’eau. Ces nutriments sont lessivés par les terres et les exploitations agricoles qui sont fortement imprégnées d’engrais azotés et phosphatés.

La pluie agit comme un agent en entraînant ces nutriments lessivables du sol vers des masses d’eau telles que les rivières et les ruisseaux, qui finissent par se retrouver dans de grands réservoirs comme les lacs et les océans.

Ces nutriments sont également déposés dans les cours d’eau par les systèmes de drainage. En raison d’un mauvais traitement des eaux usées, les eaux usées brutes non traitées se retrouvent dans les masses d’eau, et comme elles sont riches en composés azotés tels que les nitrates et l’ammoniac, elles provoquent une prolifération d’algues.

La pollution de l’eau, en particulier le rejet de déchets industriels mal ou non traités dans les cours d’eau, entraîne le déversement de déchets toxiques bruts dans les systèmes aquatiques. Comme ils contiennent des nutriments et des composés tels que l’azote, le plomb et le phosphore, le résultat est une croissance dense des algues.

2. Températures élevées

Le monde entier est confronté à la destruction de la couche d’ozone causée par le réchauffement climatique. C’est l’une des principales raisons pour lesquelles la prolifération des algues se développe à un rythme rapide. Une température favorable est nécessaire pour que certaines bactéries puissent survivre dans et hors de l’eau.

Les températures excessivement élevées observées en raison du réchauffement climatique ont entraîné une décomposition rapide des nutriments tels que les nitrates et l’ammoniac, qui sont des formes plus faciles à utiliser et à développer en quantité pour les bactéries.

3. Présence de matière organique morte

En général, de nombreux types de bactéries sont présents dans l’atmosphère, ainsi que dans l’eau. Elles sont toutes à la recherche d’un milieu approprié pour se développer et se nourrir.

Par conséquent, comme les autres bactéries, la bactérie des algues est facilitée par la présence d’organismes morts dans l’eau. Avec les nutriments présents dans l’eau, la matière organique morte finit par propager la croissance des algues dans l’eau, ce qui entraîne une prolifération d’algues.

4. Eau à faible courant

Les efflorescences algales ont besoin de grandes masses d’eau, presque immobiles, pour se développer. La plupart des algues bleu-vert préfèrent des conditions d’eau stables avec de faibles débits, de longs temps de rétention, des vents légers et des turbulences minimales ; d’autres préfèrent des conditions de mélange et des environnements turbides. Leur propagation est moins perturbée dans de telles eaux, ce qui explique leur croissance limitée dans les rivières et les ruisseaux à débit rapide.

5. Lumière

Lorsque les populations d’algues bleues sont exposées à de longues périodes de forte intensité lumineuse (photo-inhibition), elles diminuent, mais leur croissance est optimale lorsqu’elles sont exposées de façon intermittente à de fortes intensités lumineuses. Ces conditions prévalent sous la surface de l’eau, où l’environnement lumineux est fluctuant.

Les algues bleues ont des taux de croissance plus élevés que tout autre groupe d’algues, même dans des conditions de faible luminosité ou dans des eaux turbides. Cette capacité à s’adapter à des conditions de lumière variables donne aux cyanobactéries un avantage concurrentiel sur les autres espèces d’algues.

6. Turbidité

La présence de particules en suspension et de matières organiques (flocs) dans la colonne d’eau provoque la turbidité. Une turbidité élevée se produit lorsque beaucoup d’eau s’écoule dans le système (débit élevé après un événement pluvieux). Une faible turbidité se produit lorsqu’il n’y a qu’une petite quantité de matières en suspension dans la colonne d’eau.

L’eau qui se déplace lentement ou qui est stagnante peut causer une faible turbidité qui permet aux particules en suspension de se déposer hors de la colonne d’eau. Lorsque la turbidité est faible, davantage de lumière peut pénétrer dans la colonne d’eau, ce qui crée des conditions optimales pour la croissance des algues. En retour, les algues en croissance créent un environnement turbide.

Effets de la prolifération des algues sur les écosystèmes aquatiques

1. Mise en danger de la santé et de la vie humaines

Les efflorescences algales produisent des toxines qui rendent l’eau impropre à la consommation humaine. Leur présence importante dans l’eau et leurs séquences de propagation conduisent à une contamination rapide de l’eau, ce qui constitue un danger pour la santé humaine. Une forte irritation, des démangeaisons et même des maladies de la peau sont constatées lorsque l’eau contaminée entre en contact avec la peau humaine.

2. Mort de la vie aquatique

Pour que tout organisme vivant puisse survivre, il a besoin d’oxygène pour respirer. Les poissons et autres organismes aquatiques dépendent de l’oxygène dissous dans l’eau. De même, pour que la bactérie algue survive, elle a besoin d’oxygène pour survivre.

Cependant, dans la vie végétale, un mode de propagation élevé et une croissance dense en un temps très court augmentent la concurrence pour l’oxygène, ce qui entraîne un déséquilibre de l’écosystème aquatique et la suffocation des animaux aquatiques comme les poissons. Plus les animaux aquatiques meurent, plus il y a de nourriture pour les algues, ce qui entraîne une propagation plus rapide et, à long terme, une détérioration de la vie aquatique.

3. Les zones mortes de l’océan

La pollution par les nutriments peut créer des zones mortes dans l’eau avec peu ou pas d’oxygène, où la vie aquatique ne peut pas survivre. Également connues sous le nom d’hypoxie, ces zones sont causées par la prolifération d’algues qui consomment de l’oxygène en mourant et en se décomposant. Cela peut entraîner la mort massive de la vie aquatique.

En conséquence, la zone entourant la prolifération d’algues sera une zone morte avec une vie animale et végétale morte. L’odeur nauséabonde qui en résulte peut affecter le reste de la vie aquatique et l’éloigner de la zone.

Plus de 166 zones mortes ont été recensées dans le pays, touchant des masses d’eau comme la baie de Chesapeake et le golfe du Mexique. La zone morte du golfe du Mexique est la plus grande des États-Unis, avec une superficie de 5 840 miles carrés. Elle se produit chaque été en raison de la pollution par les nutriments provenant du bassin du fleuve Mississippi, une zone qui draine 31 États en amont.

4. Contrainte sur les économies

La présence d’efflorescences algales rend le transport sur les voies navigables difficile, ce qui conduit à des moyens de transport plus coûteux comme l’avion. Les pays qui ont pris conscience trop tard de la prolifération des algues doivent chercher d’autres voies de transport pour faire du commerce, ce qui entraîne des pertes économiques.

De plus, comme la prolifération des algues entraîne la mort de la vie aquatique, les pêcheurs qui dépendent de la pêche comme activité génératrice de revenus peuvent subir des pertes importantes. En outre, le concept et le processus de traitement de la prolifération d’algues sont coûteux et nécessitent souvent des millions d’euros de la part des contribuables.

5. Contrainte pour les industries

Les efflorescences algales affectent gravement les industries de la pêche et des crustacés, tuant les poissons et contaminant les crustacés. On estime que les pertes annuelles de ces industries dues à la pollution par les nutriments se chiffrent en dizaines de millions de dollars.

En outre, certaines industries, par exemple les entreprises de transformation alimentaire, n’ont besoin que d’eau propre provenant de plans d’eau pour assurer leur production. Cela signifie que la présence de proliférations d’algues entraînera des coûts supplémentaires de traitement de l’eau pour obtenir une eau propre, ce qui se traduira par une augmentation des frais généraux.

6. Pertes dans l’industrie du tourisme

La prolifération d’algues sur les surfaces d’eau naturelles utilisées à des fins récréatives entraîne des pertes considérables pour l’industrie du tourisme, car les odeurs nauséabondes et les zones mortes qui en résultent font qu’il n’y a plus de poissons à observer, plus de moyens de naviguer sur l’eau et plus d’activités de natation ou de navigation.

7. Facture élevée des services d’eau pour les consommateurs domestiques

Que les efflorescences algales soient contaminées ou non, les gens ont toujours besoin d’eau pour leur consommation. La municipalité devra investir dans des procédés de traitement de l’eau qui éliminent les toxines causées par les proliférations d’algues.

Dans certains cas, la croissance extensive des proliférations d’algues peut entraîner une pénurie d’eau potable si la ville ou la communauté dépend de la source contaminée comme unique source de distribution d’eau de consommation.

Tous ces facteurs augmentent les coûts de traitement et la demande d’eau, ce qui finit par faire grimper en flèche les factures d’eau des consommateurs domestiques.

8. Les algues affectent la chaîne alimentaire

Parfois, les efflorescences algales nuisibles créent des toxines qui sont néfastes pour les poissons et les autres animaux. Après avoir été consommées par les petits poissons et les crustacés, ces toxines remontent la chaîne alimentaire et peuvent avoir un impact sur des animaux plus grands comme les otaries, les tortues, les dauphins, les oiseaux et les lamantins. Même si les proliférations d’algues ne sont pas toxiques, elles peuvent avoir un impact négatif sur la vie aquatique en bloquant la lumière du soleil et en obstruant les branchies des poissons.

9. La pollution par l’ozone

Les composés azotés en suspension dans l’air, comme les oxydes d’azote, contribuent à la formation d’autres polluants atmosphériques tels que l’ozone troposphérique, un composant du smog qui peut réduire la visibilité.

Le vent et les conditions météorologiques peuvent transporter l’ozone sur de nombreux kilomètres, des zones urbaines aux zones rurales. La pollution par l’ozone peut endommager les arbres et nuire à l’apparence de la végétation et des zones panoramiques.

10. Réduction de la valeur des propriétés

La propreté de l’eau augmente jusqu’à 25 % la valeur d’une maison située à proximité, alors que la valeur des propriétés situées au bord de l’eau peut diminuer en raison de la vue et de l’odeur désagréables des efflorescences algales.

11. Pluies acides

La pollution par les nutriments dans l’air provoque des pluies acides, qui endommagent les lacs, les cours d’eau, les estuaires, les forêts et les prairies dans tout le pays.

Quelques solutions intéressantes pour lutter contre la prolifération des algues

1. Traitement adéquat des eaux usées

Afin de limiter la présence d’azote et de phosphore dans l’eau, il est nécessaire de traiter les eaux usées en utilisant la procédure de traitement des déchets recommandée – le processus en cinq étapes qui garantit un traitement optimal.

La désinfection et le traitement tertiaire visant à éliminer les composants tels que l’azote et le phosphore par des processus tels que la nitrification et le traitement éventuel des boues sont obligatoires pour éviter d’alimenter les principales sources d’eau telles que les rivières, les lacs, les océans et les cours d’eau avec des nutriments excessifs. Les processus de traitement de l’eau de qualité permettent également de garantir que les gens consomment une eau saine et, surtout, de protéger la vie aquatique.

2. Réduction de la pollution et du gaspillage de l’eau au niveau personnel

Pour atteindre les objectifs globaux de conservation de l’environnement, à savoir une pollution minimale, il faut commencer par des initiatives individuelles en réduisant le gaspillage, en recyclant et en réutilisant pour sauver l’environnement.

Si tout le monde s’y met à la maison, au travail ou à l’école, cela peut contribuer à réduire la charge globale de nutriments dans les masses d’eau et même faciliter le processus de traitement de l’eau. En fin de compte, cela peut aider à minimiser la croissance dense des algues dans l’eau.

3. Application optimale des engrais

Les agriculteurs doivent utiliser des engrais pour augmenter le rendement des cultures en leur fournissant des nutriments déficients. Cependant, cela peut être fait de manière optimale en utilisant des options telles que l’épandage en surface ou la pulvérisation, en fonction des nutriments à administrer. Il est conseillé aux agriculteurs de consulter des experts agricoles pour connaître le mode et la quantité d’engrais à utiliser.

L’utilisation des pratiques les plus souhaitables et l’application des bonnes quantités d’engrais peuvent garantir à la fois une croissance optimale des cultures et une toxicité ou une concentration équilibrée des nutriments dans le sol.

En cas de pluie, cela signifie que seules de petites quantités de produits chimiques sont rejetées dans les cours d’eau, ce qui réduit l’incidence de la prolifération des algues.

Même pour l’entretien de la pelouse et du jardin, n’appliquez des engrais que lorsque cela est nécessaire et à la quantité recommandée. N’appliquez pas d’engrais avant un jour de vent ou de pluie ou dans une zone proche des cours d’eau. De même, stockez les engrais non utilisés et éliminez les récipients vides de manière appropriée.

4. Utilisation du peroxyde d’hydrogène

Ce composé a été utilisé comme un traitement efficace contre la prolifération des algues. Il convient aux petits plans d’eau tels que les grands étangs ou les petits lacs pour faciliter le suivi de l’impact du composé et de la vie aquatique.

5. Traitement des efflorescences par ultrasons

Cette technologie utilise des ondes sonores ultrasoniques dans les plans d’eau pour rechercher les efflorescences d’algues et contrôler leur croissance si elles sont découvertes – réduisant la croissance des algues jusqu’à 90 %. Tout cela a été testé et éprouvé et, par conséquent, la vie aquatique ne subit aucun dommage, car ce traitement est 100 % écologique et présente l’avantage supplémentaire d’être peu coûteux.

Ce traitement surveille les grandes masses d’eau et peut déterminer, en fonction des conditions dominantes, si la menace de prolifération d’algues est présente ou non.

Ces ondes sont envoyées sur la couche supérieure des masses d’eau pour contrer leur flottabilité, les faire couler et désactiver la photosynthèse. Les algues finissent par mourir en raison de l’absence de lumière.

6. Utilisation de produits de nettoyage non toxiques à la maison

Choisissez des détergents, des savons et des nettoyants ménagers non toxiques et sans phosphate à la maison et pour laver votre voiture. Utilisez la quantité de détergent ou de savon avec parcimonie ; plus n’est pas mieux.

Sélectionnez la taille de charge appropriée pour votre lave-linge. Ne faites fonctionner votre lave-linge ou votre lave-vaisselle que lorsque vous avez une charge complète. Utilisez une station de lavage commerciale qui doit éliminer les eaux usées de manière appropriée, et beaucoup d’entre elles filtrent et recyclent leur eau. Essayez de minimiser le ruissellement en réduisant la consommation d’eau et utilisez un évier ou des toilettes, ou l’herbe pour vider l’eau de lavage à l’extérieur.