L'assainissement des eaux usées humaines est un enjeu international. Alors que les populations croissantes se demandent comment traiter et éliminer correctement les déchets humains, une quantité importante d'eaux usées se retrouve dans les cours d'eau du monde entier. Plus de 2 milliards de personnes dans le monde ne disposent d'aucun système d'assainissement, ce qui signifie que des millions de tonnes de déchets humains pénètrent dans l'environnement sans être traités chaque année. Et dans les pays plus riches comme les États-Unis, la plupart des eaux usées traitées sont rejetées directement dans les rivières et les océans. Les déchets humains introduisent également trop d'azote dans nos cours d'eau, ce qui fait que les bassins versants connaissent des zones mortes qui abritaient la vie marine.
Pour cartographier ce problème, le chercheur de troisième cycle Cascade Tuholske, qui est maintenant affilié à la Columbia Climate School, et ses collègues de l'UC Santa Barbara ont cartographié les façons dont les eaux usées humaines ont introduit de l'azote et des agents pathogènes supplémentaires dans les bassins versants. L'équipe a utilisé des ensembles de données pour préciser si les populations étaient urbaines ou rurales, la quantité de protéines consommée par personne, la quantité d'azote ensuite excrétée, la quantité de déchets aseptisée et comment, explique Tuholkse. Plus une personne mange de viande, plus il y a d'azote dans ses déchets, ce qui signifie que plus d'azote se retrouve dans les cours d'eau à proximité. Cela se produit parce que l'azote provient des acides aminés qui composent les protéines. La décomposition de ces protéines lors de la digestion crée l'azote qui se retrouve dans les eaux usées.
"Nous estimons que 25 bassins versants contribuent à environ 46% des apports mondiaux d'azote provenant des eaux usées dans l'océan", a déclaré Tuholske dans un communiqué. "Près de la moitié de la quantité d'azote provient des eaux usées par rapport au ruissellement agricole dans le monde, ce qui représente une fraction énorme."
Plus de 130 000 bassins versants ayant un point fixe sur le littoral ont été analysés à travers le monde. L'étude modélise également le voyage de l'azote dans l'océan pour avoir une idée approximative de l'endroit où l'azote s'accumule dans les écosystèmes côtiers, ce qui peut nuire à la vie marine. Tuholske dit à Popular Science que la hausse de l'azote dans les pays en «développement» rapide, comme certains pays d'Asie, peut être attribuée à l'augmentation de la consommation de protéines animales à mesure que ces pays s'enrichissent - les Perspectives agricoles de l'OCDE et de la FAO pour la prochaine décennie s'attendent à une augmentation de 0,8 % de la consommation de viande chaque année, contre 0,24 % dans les pays développés.
Les chercheurs ont découvert que les bassins versants les plus inquiétants se trouvent en Corée, en Inde et en Chine, le fleuve Chang Jiang (Yangtze) en Chine contribuant à 11% du total mondial de l'azote des eaux usées humaines. Les points chauds pour les zones où les récifs coralliens et les herbiers marins étaient trop exposés aux eaux usées et à l'azote se trouvent dans divers pays, dont la Chine, Haïti, le Ghana et le Nigeria. Les herbiers marins et les récifs coralliens sont particulièrement touchés par l'augmentation de l'azote, car le ruissellement d'azote peut entraîner une eutrophisation. L'eutrophisation déclenche des «zones mortes», laissant la place à des proliférations d'algues nuisibles, à des zones côtières mortes et à un déclin de la pêche qui peut dévaster les populations humaines et marines, dit Tuholske.
Les herbiers marins et les coraux ont une importance particulière dans une variété d'écosystèmes, d'autant plus qu'ils nourrissent ou abritent des espèces menacées comme certaines espèces de tortues, d'hippocampes et de lamantins. Cela signifie également que dans certaines régions, il n'y a pas assez d'oxygène dans l'eau pour maintenir un environnement sain pour les poissons, ce qui nuit à la pêche.
"L'ensemble de l'écosystème peut basculer dans un état hautement dégradé lorsque les niveaux de nutriments sont trop élevés", a déclaré le co-auteur Ben Halpern, professeur de sciences marines à l'UC Santa Barbara, dans un communiqué. "Les récifs coralliens peuvent être convertis en champs d'algues qui envahissent et tuent les coraux en dessous."
Tuholske espère que la recherche encouragera davantage de recherches sur la façon dont les déchets humains contribuent à l'excès d'azote dans nos bassins versants. Actuellement, la plupart des recherches sur cette question se concentrent souvent sur le ruissellement agricole plutôt que sur les eaux usées.
Ainsi, alors que l'agriculture prend le gâteau pour la majorité des problèmes induits par le ruissellement, il y a beaucoup qui peut être fait pour un avantage à la fois écologique et de santé publique en ce qui concerne notre propre caca. Tuholske suggère que manger moins de produits d'origine animale pourrait aider, mais pense que cela devrait être abordé de manière à répondre aux besoins de différentes populations de personnes.
"La nourriture, c'est la culture, c'est vraiment important et je ne suis jamais du genre à prescrire mes croyances alimentaires à qui que ce soit", dit-il. "[Avec suffisamment de recherche], nous pouvons créer des systèmes alimentaires culturellement appropriés avec une consommation de protéines appropriée."
