Occurrence and Water–Sediment Distribution of Suspected Microplastics in Tropical Karst Aquifers: Water–Sediment Evidence from Java Island, Indonesia
Cette étude révèle une contamination généralisée par des microplastiques suspectés dans les eaux souterraines et les sédiments des aquifères karstiques tropicaux à travers l'île de Java, en Indonésie, soulignant des modèles de distribution distincts entre les échantillons d'eau et de sédiments et mettant l'accent sur la nécessité d'une surveillance intégrée et d'une gestion des déchets dans les zones de recharge.
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Pendant des décennies, la sagesse dominante a soutenu que les eaux souterraines étaient un sanctuaire caché, protégé du monde de la surface par des couches de sol, de végétation et de roche. À mesure que la pluie s'infiltrait à travers la terre, on supposait que ces barrières naturelles retiendraient et bloqueraient les polluants, laissant l'eau en dessous pure et sûre. Cette croyance était particulièrement forte concernant les microplastiques — de minuscules fragments de plastique, souvent plus petits qu'un ongle, qui se sont accumulés dans notre environnement à partir de bouteilles, de sacs et de vêtements synthétiques dégradés. Bien que les scientifiques aient depuis longtemps documenté ces particules dans les océans et les rivières, on pensait que les nappes phréatiques profondes, qui alimentent en eau potable près de la moitié de la population mondiale, étaient largement immunisées. L'hypothèse était que la croûte terrestre agissait comme un filtre, piégeant ces particules persistantes avant qu'elles ne puissent atteindre la nappe phréatique.
Cependant, un type spécifique de paysage remet en question cette hypothèse : le terrain karstique. Ce sont des régions où le substrat rocheux, généralement du calcaire, a été dissous par l'eau au fil des millénaires pour créer un réseau complexe de tunnels souterrains, de grottes et de gouffres. Dans ces systèmes, l'eau ne s'écoule pas lentement à travers le sol ; elle dévale par des canaux ouverts et des fractures, se déplaçant avec la vitesse d'une rivière de surface. Cette géologie unique signifie que tout ce qui tombe dans un gouffre ou est emporté dans l'entrée d'une grotte peut voyager rapidement et directement dans les eaux souterraines, contournant la filtration naturelle qui protège les autres aquifères. La question restait de savoir si ce transport rapide transportait également l'inondation invisible de microplastiques, une préoccupation qui n'avait pas été minutieusement étudiée dans les régions tropicales humides de l'Asie du Sud-Est.
Une équipe de chercheurs s'est donné pour mission de répondre à cette question en examinant les eaux souterraines et les lits de rivières de sept régions karstiques distinctes de l'île de Java, en Indonésie. Ils se sont concentrés sur des zones où les communautés locales dépendent des sources et des rivières souterraines pour leurs besoins quotidiens en eau, allant des vastes paysages coniques de Gunungsewu aux collines plissées de la région de Kendeng. Les scientifiques ont collecté de l'eau dans vingt-cinq points de sortie différents, y compris des rivières souterraines actives et des sources émergentes, ainsi que les sédiments meubles trouvés le long des berges et des fonds de ces voies navigables. Leur objectif n'était pas seulement de voir si ces minuscules particules étaient présentes, mais de comprendre comment elles se déplaçaient, quelle était leur apparence et où elles avaient tendance à se déposer.
Les résultats étaient clairs et étendus : des microplastiques suspectés ont été trouvés dans chaque échantillon d'eau et chaque échantillon de sédiment collecté. Dans l'eau, les chercheurs ont dénombré entre vingt-six et soixante-dix-huit particules pour chaque centilitre de liquide. Le site le plus contaminé était une source dans la région de Sukolilo, tandis que le moins contaminé était une rivière souterraine à Jonggrangan. En examinant les sédiments, les chiffres étaient encore plus élevés, avec des comptes allant de quarante et un à deux cent onze particules pour seulement cinq grammes de boue séchée. Cette distribution suggère que l'eau souterraine n'est pas une réserve protégée mais un système dynamique où la pollution de surface voyage rapidement et s'accumule dans les lits de rivières.
La forme des particules racontait une histoire sur la façon dont elles circulaient. Dans l'eau courante, les fibres longues et fines étaient le type le plus courant, constituant la majorité de ce qui a été trouvé. Ces fibres proviennent probablement de vêtements synthétiques, de la lessive et de textiles ménagers, ce qui les rend assez légères pour rester en suspension dans le courant et voyager sur de longues distances. En revanche, les échantillons de sédiments contenaient une proportion beaucoup plus élevée de fragments tranchants et de films minces. Cette différence indique que si les fibres suivent le courant, les morceaux de plastique plus lourds ou plus plats ont tendance à couler et à se retrouver piégés dans les zones calmes et à faible débit des rivières souterraines. Le sédiment agit comme une banque de stockage temporaire, retenant ces particules jusqu'à ce qu'une pluie forte ou une inondation puisse les remuer et les renvoyer à nouveau dans le flux.
Les chercheurs ont également examiné comment l'activité humaine influençait ces découvertes. Ils ont trouvé des microplastiques dans des zones dominées par les établissements résidentiels, l'agriculture, l'exploitation minière et le tourisme, suggérant qu'aucune utilisation des terres n'est exempte de cette contamination. Dans les zones résidentielles, les fibres proviennent probablement du lavage des vêtements et des déchets ménagers, tandis que les zones agricoles présentaient des signes de films plastiques et de fragments provenant d'emballages et de matériaux agricoles. Curieusement, l'étude a révélé que même dans les zones karstiques qui n'étaient pas entièrement développées avec de grandes rivières souterraines, les microplastiques étaient toujours présents. Cela suggère que la vulnérabilité de l'eau ne dépend pas seulement de la taille des tunnels souterrains, mais aussi de la facilité avec laquelle les eaux de surface peuvent pénétrer le système par des fissures, des gouffres et des couches de sol minces.
L'un des aspects les plus significatifs de ce travail était la comparaison entre ce qui était visible à l'œil nu et ce qui était confirmé par analyse chimique. Les chercheurs ont utilisé une technique de balayage lumineux spécialisée pour vérifier la composition d'un petit échantillon des particules trouvées. Ils ont découvert qu'environ soixante-dix pour cent des particules qu'ils avaient visuellement identifiées comme du plastique étaient effectivement des polymères synthétiques, tels que le polyéthylène et le polypropylène. Cependant, près de trente pour cent étaient en réalité des fibres artificielles dérivées de matières végétales, comme la rayonne ou la pulpe de papier. Cette découverte souligne un défi crucial : sans test chimique, il est facile de surestimer la quantité de plastique synthétique dans l'eau, car des fibres d'aspect naturel peuvent ressembler beaucoup à des fibres plastiques sous un microscope.
L'étude conclut que la protection autrefois supposée pour les eaux souterraines dans ces paysages tropicaux est bien plus limitée que ce que l'on pensait auparavant. Les voies rapides des systèmes karstiques permettent aux polluants de surface de contourner les filtres naturels, acheminant les microplastiques directement vers les sources et les rivières dont les communautés dépendent. La présence de ces particules à la fois dans l'eau et dans les sédiments suggère un cycle continu de transport et de dépôt, où les lits de rivières servent à la fois de registre de la pollution passée et de source potentielle de contamination future. Bien que l'étude ne prétende pas avoir résolu le problème ou déterminé les risques exacts pour la santé, elle établit une base de référence vitale. Elle montre que, dans les régions karstiques tropicales, la protection des ressources en eau nécessite de regarder au-delà de la source elle-même et de gérer les déchets et l'utilisation des terres sur l'ensemble du paysage, des collines où tombe la pluie jusqu'aux grottes où coule l'eau.
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