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Des pesticides provenant de l’agriculture pénètrent dans les eaux et nuisent aux petits organismes vivants. (Photo : Eawag)

Les petits organismes aquatiques sont plus affectés par l’agriculture que par les eaux usées

4 mars 2019 | Stephanie Schnydrig

Les substances issues de l’agriculture influencent la vie dans les rivières et les ruisseaux. Les eaux usées épurées ont par contre un impact moindre sur la composition des espèces des petits organismes aquatiques. C’est ce que révèle une nouvelle étude menée par une équipe interdisciplinaire de l’Eawag.

Les stations d’épurations communales et l’agriculture font partie des principales sources de pollutions dans les rivières et les ruisseaux et ont un impact négatif sur les biocénoses aquatiques. Par exemple, des résidus de médicaments, des nutriments, des biocides, des bactéries résistantes et des métaux lourds arrivent dans les eaux via les stations d’épuration. De son côté, l’agriculture est surtout responsable des apports de produits phytosanitaires, de sédiments fins et de nutriments. Toutefois l’influence relative de ces deux sources était jusqu’ici mal connue. C’est pourquoi Christian Stamm et son équipe du projet EcoImpact se sont attachés à combler cette lacune de connaissance dans une étude récemment parue dans le magazine spécialisé « Science of the Total Environment ».

Entre 2013 et 2014, lui et son équipe procédèrent tous les deux mois à des prélèvements d’eau en aval et en amont des rejets d’effluents de 23 sites de stations d’épuration afin de déterminer la qualité de l’eau et les substances présentes. Chaque printemps, ils identifièrent les petits organismes vivants présents dans les ruisseaux en amont et en aval.

Les vers aiment les eaux usées

Les résultats montrent que l’impact de l’agriculture surpasse celui des polluants organiques provenant des stations d’épuration. Ainsi la présence d’insectes et autres petits organismes vivants n’était que faiblement modifiée en aval des rejets d’effluents. Les organismes vermiculaires font exception : ils semblent se sentir bien dans les eaux usées épurées mélangées et sont nettement plus souvent présents en aval qu’en amont des stations d’épuration.

Par contre les apports d’origine agricole ont une influence notable sur l’ensemble de la diversité des espèces : « Ce sont justement les espèces sensibles qui se faisaient rares dans les régions d’agriculture intensive », explique Stamm. En font partie par exemple les Éphémères et les Plécoptères. En outre, les chercheurs ont constaté que les pesticides semblent être les principaux coupables ; par contre, des apports accrus de nutriments ne se reflètent guère dans la composition des espèces. « Les résultats mettent en évidence la nécessité de réduire substantiellement la pollution par les pesticides générée par l’agriculture », souligne Christian Stamm.

La notion de pesticide est un terme générique pour les produits phytosanitaires (PPS) et les biocides. Alors que les PPS sont utilisés principalement dans l’agriculture, les biocides servent également à l’usage domestique, par exemple comme désinfectant, raticide ou produit de protection du bois.

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Agriculture versus wastewater pollution as drivers of macroinvertebrate community structure in streams

Water pollution is ubiquitous globally, yet how the effects of pollutants propagate through natural ecosystems remains poorly understood. This is because the interactive effects of multiple stressors are generally hard to predict. Agriculture and municipal wastewater treatment plants (WWTPs) are often major sources of contaminants for streams, but their relative importance and the role of different pollutants (e.g. nutrients or pesticides) are largely unknown. Using a 'real world experiment' with sampling locations up- and downstream of WWTPs, we studied how effluent discharges affected water quality and macroinvertebrate communities in 23 Swiss streams across a broad land-use gradient.
Variation partitioning of community composition revealed that overall water quality explained approximately 30% of community variability, whereby nutrients and pesticides each independently explained 10% and 2%, respectively. Excluding oligochaetes (which were highly abundant downstream of the WWTPs) from the analyses, resulted in a relatively stronger influence (3%) of pesticides on the macroinvertebrate community composition, whereas nutrients had no influence. Generally, the macroinvertebrate community composition downstream of the WWTPs strongly reflected the upstream conditions, likely due to a combination of efficient treatment processes, environmental filtering and organismal dispersal. Wastewater impacts were most prominently by the Saprobic index, whereas the SPEAR index (a trait-based macroinvertebrate metrics reflecting sensitivity to pesticides) revealed a strong impact of arable cropping but only a weak impact of wastewater.
Overall, our results indicate that agriculture can have a stronger impact on headwater stream macroinvertebrate communities than discharges from WWTP. Yet, effects of wastewater-born micropollutants were clearly quantifiable among all other influence factors. Improving our ability to further quantify the impacts of micropollutants requires highly-resolved water quality and taxonomic data with adequate spatial and temporal sampling. These improvements would help to better account for the underlying causal pathways that drive observed biological responses, such as episodic contaminant peaks and dispersal-related processes.
Burdon, F. J.; Munz, N. A.; Reyes, M.; Focks, A.; Joss, A.; Räsänen, K.; Altermatt, F.; Eggen, R. I. L.; Stamm, C. (2019) Agriculture versus wastewater pollution as drivers of macroinvertebrate community structure in streams, Science of the Total Environment, 659, 1256-1265, doi:10.1016/j.scitotenv.2018.12.372, Institutional Repository

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