L'assainissement des eaux usées humaines représente un défi mondial majeur. Alors que les populations croissantes cherchent des solutions pour traiter et éliminer correctement les déchets humains, une grande quantité d'eaux usées se déverse encore dans les cours d'eau à travers le monde. Plus de 2 milliards de personnes n'ont accès à aucun système d'assainissement, entraînant des millions de tonnes de déchets humains non traités dans l'environnement chaque année. Même dans les pays riches comme les États-Unis, la plupart des eaux usées traitées sont rejetées directement dans les rivières et les océans. Ces rejets introduisent un excès d'azote, favorisant les zones mortes dans les bassins versants et menaçant la vie marine.
Pour mieux cartographier ce problème, Cascade Tuholske, chercheur affilié à la Columbia Climate School, et ses collègues de l'UC Santa Barbara ont analysé l'apport d'azote et d'agents pathogènes des eaux usées humaines dans les bassins versants mondiaux. L'équipe a exploité des données sur la densité urbaine ou rurale des populations, la consommation protéique par personne, l'azote excrété, les méthodes d'assainissement et leur efficacité, explique Tuholske. Plus la consommation de viande est élevée, plus l'azote est présent dans les déchets, finissant dans les cours d'eau proches. Cela s'explique par les acides aminés des protéines, dont la décomposition digestive libère de l'azote dans les eaux usées.
"Nous estimons que 25 bassins versants contribuent à environ 46 % des apports mondiaux d'azote des eaux usées dans les océans", déclare Tuholske dans un communiqué. "Près de la moitié de l'azote provient des eaux usées, comparé au ruissellement agricole – une part considérable."
Plus de 130 000 bassins versants côtiers ont été étudiés mondialement. L'étude modélise aussi le trajet de l'azote en mer pour identifier les zones d'accumulation affectant les écosystèmes côtiers et la vie marine. Tuholske note à Popular Science que l'essor de l'azote dans les pays en développement rapide, comme en Asie, s'explique par l'augmentation de la consommation de protéines animales avec l'enrichissement. Les perspectives de l'OCDE et de la FAO prévoient +0,8 % de consommation de viande par an dans ces pays, contre +0,24 % dans les nations développées.
Les bassins les plus critiques se situent en Corée, Inde et Chine, le Yangtze (Chang Jiang) contribuant à 11 % du total mondial d'azote des eaux usées humaines. Les zones à risque pour récifs coralliens et herbiers marins incluent la Chine, Haïti, le Ghana et le Nigeria. Ces écosystèmes subissent l'eutrophisation due à l'excès d'azote, provoquant proliférations algales, zones mortes côtières et déclin de la pêche, impactant humains et espèces marines, précise Tuholske.
Les herbiers et coraux soutiennent des espèces menacées comme tortues, hippocampes et lamantins, et fournissent un oxygène vital pour la pêche. "Quand les nutriments excèdent les seuils, l'écosystème bascule vers un état dégradé", avertit le co-auteur Ben Halpern, professeur de sciences marines à l'UC Santa Barbara. "Les récifs coralliens se transforment en champs d'algues envahissant et tuant les coraux."
Tuholske espère que cette recherche stimulera des études sur les déchets humains, souvent éclipsés par le ruissellement agricole. Bien que l'agriculture soit visée pour la pollution azotée, des actions sur nos eaux usées offriraient des gains écologiques et sanitaires. Réduire les protéines animales pourrait aider, mais adapté culturellement. "La nourriture est culturelle ; je ne dicte pas d'habitudes. Avec recherche, créons des systèmes alimentaires appropriés", conclut-il.
