Evaluation of Anthropogenic influence on surface water quality and its ecological risk in the Ahafo Ano Southwest District

Imaginez l'eau de la Terre comme un gigantesque système d'autoroutes invisibles. Tout comme les voitures sur une route, l'eau circule à travers les rivières et les ruisseaux, transportant tout, des minuscules nutriments aux déchets lourds. Parfois, cette autoroute est encombrée par des débris naturels, comme des feuilles ou de la terre emportées par la pluie. Mais souvent, les embouteillages sont causés par nous — les humains. Nous rejetons des engrais, des déchets miniers et des eaux usées dans l'eau, transformant un ruisseau limpide en une soupe toxique. C'est le monde de la science de la qualité de l'eau. C'est le travail de détective qui consiste à mesurer ce qui flotte dans nos rivières pour voir si c'est sûr pour les poissons, les plantes et les humains. Les scientifiques utilisent des outils comme l'Indice de Qualité de l'Eau (IQE), qui agit comme une note de bulletin scolaire pour une rivière, et l'analyse hydrochimique, qui est essentiellement une empreinte digitale chimique pour comprendre d'où vient l'eau et ce qu'elle a ramassé en chemin. Pourquoi est-ce important ? Parce que si l'eau est trop sale, les poissons meurent, les plantes tombent malades et les personnes qui boivent l'eau de la rivière tombent malades aussi. C'est la différence entre un verre d'eau rafraîchissant et une potion dangereuse.

Maintenant, zoomons sur un tronçon spécifique de cette autoroute au Ghana, un endroit appelé le district d'Ahafo Ano Southwest. Cette zone est une intersection mouvementée où deux activités humaines majeures entrent en collision : l'agriculture et l'exploitation minière de l'or. Les chercheurs, une équipe de détectives environnementaux, ont décidé d'étudier le bassin versant de Mankran, un réseau de ruisseaux qui alimente les rivières de la région. Ils voulaient savoir : « L'eau est-elle empoisonnée par les engrais des agriculteurs et les produits chimiques des mineurs, et est-elle sûre pour la faune locale ? »

Pour résoudre ce mystère, l'équipe a joué à un jeu de « attraper le coupable » sur deux saisons. Ils ont collecté des échantillons d'eau à trois endroits différents : Baniekrom (où l'agriculture règne), Kunsu (où l'orpaillage illégal est le grand patron) et Mmobrem (un mélange d'agriculture et d'exploitation forestière). Ils ont testé l'eau pour tout, des métaux lourds comme le plomb et le cuivre aux nutriments comme le nitrate et le phosphate. C'est comme vérifier un smoothie pour voir s'il y a trop de sucre ou des goûts métalliques étranges.

Voici ce qu'ils ont trouvé, et c'est un peu les montagnes russes. La qualité de l'eau n'était pas la même partout ni à chaque période de l'année ; elle était un caméléon, changeant selon les saisons.

La saison des pluies : Le grand lessivage
Lorsque les fortes pluies sont arrivées (la saison des pluies), l'eau de Baniekrom et de Kunsu a eu un sérieux cas de « bof ». La pluie a agi comme un tuyau d'arrosage géant, lessivant tout ce qui se trouvait sur la terre pour l'amener dans les rivières. À Baniekrom, les champs agricoles ont révélé leurs secrets : les engrais et les déchets animaux se sont précipités dans l'eau, provoquant un pic de nutriments. À Kunsu, les sites miniers ont déversé leurs bagages toxiques. L'eau est devenue une soupe de Matières en Suspension Totales (MST) — essentiellement de la boue et de la terre flottantes — atteignant des niveaux aussi élevés que 1680,0 mg/L. C'est beaucoup de boue ! L'Indice de Qualité de l'Eau (IQE), qui donne habituellement un score où un chiffre bas est préférable, a grimpé en flèche pour atteindre près de 300 dans certains mois pour Baniekrom. C'est une note de passage ratée. La pluie n'a pas aidé à nettoyer l'eau ici ; elle a plutôt aggravé la pollution en la propageant.

La saison sèche : Le jeu de la concentration
Mais ensuite, la pluie s'est arrêtée et la saison sèche est arrivée. L'histoire a basculé. À Mmobrem, l'eau est devenue plus propre pendant la saison des pluies car la quantité massive de pluie a dilué la pollution, comme si l'on ajoutait un gallon d'eau à une tasse de sel. Mais pendant la saison sèche, l'eau de Baniekrom et de Kunsu est devenue moins boueuse (les MST sont tombées à une moyenne de 946,89 mg/L), mais les produits chimiques sont restés sur place. Sans toute cette pluie pour les évacuer, les polluants sont devenés plus concentrés.

La chasse aux métaux lourds
Les détectives ont également trouvé des invités effrayants dans l'eau. Ils ont trouvé des niveaux de Plomb (Pb) atteignant 0,46 mg/L, ce qui est bien au-dessus de la limite sûre de 0,01 mg/L. Imaginez une limite de sécurité d'une goutte de poison dans une baignoire, mais ils ont trouvé 46 gouttes ! Ils ont aussi trouvé du Fer (Fe) à 11,951 mg/L (la limite est de 0,3 mg/L) et du Nickel (Ni) à 0,11 mg/L (la limite est de 0,07 mg/L). Ces métaux sont comme des couteaux invisibles ; ils ne tuent pas toujours les poissons immédiatement, mais ils les affaiblissent et peuvent rendre l'eau dangereuse pour la consommation humaine ou le bain.

L'empreinte digitale chimique
Pour comprendre d'où venait toute cette saleté, les scientifiques ont utilisé une carte spéciale appelée diagramme de Piper. C'est comme un GPS pour la chimie de l'eau. Ils ont découvert que la majeure partie de l'eau appartenait à un type appelé Ca–Cl (Calcium-Chlorure). Cela signifie que l'eau avait traversé des roches (un processus naturel) mais qu'elle avait aussi récupéré du chlorure supplémentaire, probablement provenant du ruissellement agricole et des eaux usées. C'est comme si l'eau avait commencé comme une source claire, puis que quelqu'un y avait ajouté un seau d'eau salée et sale provenant de la ferme et de la mine.

Le risque pour les petits gars
Enfin, l'équipe s'est demandé : « Qui est en danger ? » Ils ont examiné le risque pour trois types de créatures aquatiques : les algues (petites plantes), les daphnies (petits animaux) et les poissons. Les résultats ont été surprenants. Les métaux lourds comme le plomb et le cuivre étaient dangereux, mais la grande inquiétude concernait en fait les nutriments (comme le calcium, le magnésium et le potassium) pour les algues. Le risque pour les algues était élevé car l'excès de nutriments fait pousser les algues de manière incontrôlée, ce qui peut étouffer les autres formes de vie. Les daphnies et les poissons étaient un peu plus en sécurité, mais l'écosystème était nettement sous tension.

Le verdict
Alors, quel est le fond de l'histoire ? L'eau dans cette partie du Ghana est attaquée de deux côtés : la saison des pluies apporte un flux de ruissellement agricole et minier qui étouffe les rivières avec de la boue et des nutriments, tandis que la saison sèche concentre les métaux lourds et les produits chimiques car il y a moins d'eau pour les diluer. L'étude suggère que l'eau n'est pas seulement « un peu sale » ; elle est significativement dégradée par les activités humaines. Les chercheurs concluent que nous ne pouvons pas simplement ignorer cela. Nous avons besoin de meilleures pratiques agricoles, de règles plus strictes pour les mineurs, et peut-être de « zones tampons ripariennes » (comme planter des arbres le long des berges des rivières) pour capturer la saleté avant qu'elle n'atteigne l'eau. La rivière essaie de nous dire quelque chose, et elle dit : « Hé, je suis pleine ! » C'est un appel à l'action pour nettoyer l'autoroute avant que l'embouteillage ne devienne un désastre.