Integrated Assessment of Water Quality and Heavy Metal Contamination in Water and Aquatic Biota of the Otomona River, Indonesia

Les rivières sont les artères du paysage, transportant l'eau, les nutriments et la vie des hautes terres vers la mer. Pourtant, à mesure que l'activité humaine s'étend, ces voies navigables deviennent souvent les vecteurs de menaces invisibles. Parmi les plus persistantes figurent les métaux lourds — des éléments denses et naturellement présents, comme le plomb, le cuivre et le mercure, qui ne se décomposent pas et ne disparaissent pas. Contrairement aux déchets organiques, qui se décomposent avec le temps, ces métaux peuvent stagner dans l'eau, s'accumuler dans le lit de la rivière et se concentrer dans le corps des poissons et d'autres créatures. Cette accumulation pose un double risque : elle peut perturber l'équilibre délicat de l'écosystème aquatique et, si les poissons sont consommés, potentiellement affecter la santé des populations qui dépendent d'eux pour leur alimentation. Comprendre comment ces métaux circulent dans un système fluvial, où ils se déposent et comment ils finissent dans les tissus vivants est essentiel pour protéger à la fois l'environnement et la santé publique.

Dans la région tropicale de la Papouasie centrale, en Indonésie, la rivière Otomona s'écoule des bassins versants d'altitude, influencée par les activités minières, avant de se jeter dans la mer d'Arafura. Cette rivière soutient les pêcheries locales et la biodiversité, mais jusqu'à récemment, il y avait peu de données scientifiques complètes sur la qualité de son eau ou sur l'étendue de la contamination par les métaux lourds au sein de son écosystème. Pour combler cette lacune, une équipe de chercheurs de l'Université de Hasanuddin a mené une évaluation intégrée de la rivière, combinant l'échantillonnage direct de l'eau, l'analyse des tissus de poissons et la modélisation informatique pour tracer le mouvement des polluants. Leur objectif était de déterminer si la rivière restait sûre pour ses usages désignés, tels que l'irrigation et l'aquaculture, et de comprendre comment les métaux lourds étaient répartis des sources de la rivière jusqu'à son estuaire.

Les chercheurs ont commencé par prélever des échantillons d'eau dans neuf sites distincts le long de la rivière, s'étendant des cours supérieurs jusqu'à l'estuaire. À chaque site, ils ont mesuré un ensemble de propriétés physiques et chimiques, notamment la température, la clarté, l'acidité, ainsi que les niveaux d'oxygène et de nutriments. Ils ont également testé la présence de cinq métaux lourds spécifiques : le mercure, le cadmium, le cuivre, le plomb et le chrome. Pour obtenir une image plus claire de la santé globale de l'eau, ils ont calculé un indice de pollution et un indice de qualité de l'eau, qui synthétisent ces diverses mesures en scores uniques indiquant si l'eau est propre, légèrement polluée ou fortement polluée. Les résultats étaient globalement rassurants. La température de l'eau, l'acidité et les niveaux d'oxygène se situaient dans les plages acceptables fixées par les réglementations indonésiennes pour la qualité de l'eau de classe II. Les valeurs de l'indice de pollution sur tous les sites variaient de 0,63 à 0,96, indiquant que la rivière respectait les normes de sécurité et n'était pas fortement polluée. Le score global de l'indice de qualité de l'eau de 70 classait la rivière dans la catégorie « bonne », suggérant que, pour l'essentiel, l'eau était adaptée à ses usages prévus.

Cependant, un examen plus approfondi des métaux spécifiques révélait une histoire plus nuancée. Si le mercure, le cadmium, le plomb et le chrome restaient à des niveaux bas et sûrs tout au long de la rivière, le cuivre racontait une autre histoire. Dans les sections en aval, spécifiquement aux deux sites les plus proches de l'embouchure de la rivière, la concentration de cuivre dissous dépassait la limite de sécurité de 0,02 milligramme par litre. Ce pic n'était pas observé dans les cours supérieurs, ce qui suggère que le cuivre provenait soit de sources locales proches de l'embouchure, soit qu'il s'y accumulait à mesure que le courant ralentissait. Pour comprendre comment ces métaux circulaient dans le système, l'équipe a utilisé une simulation informatique sophistiquée appelée MIKE 21. Ce modèle a visualisé le flux de la rivière et a prédit où les métaux voyageraient. La simulation a confirmé les observations de terrain, montrant que les concentrations de cuivre, de plomb, de cadmium et de mercure avaient tendance à augmenter à mesure que l'eau se déplaçait des zones amont vers la partie inférieure de la rivière et l'estuaire. Le modèle a suggéré que les courants plus lents et le mélange des marées dans les sections inférieures permettaient à ces métaux de se déposer et de se concentrer, créant des zones d'accumulation plus élevées près de l'embouchure de la rivière.

L'étude ne s'est pas arrêtée à l'eau elle-même. Reconnaissant que les poissons agissent comme des filtres vivants qui absorbent les contaminants au fil du temps, les chercheurs ont également analysé les tissus de dix poissons pêchés dans la rivière. Ils ont découvert que même si l'eau respectait souvent les normes de sécurité, les poissons avaient accumulé des métaux dans leur corps. Les niveaux de mercure et de cadmium dans les poissons étaient conformes aux limites fixées pour la sécurité alimentaire en Indonésie. Cependant, le plomb était préoccupant ; alors que l'eau ne contenait que des traces, plusieurs échantillons de poissons présentaient des taux de plomb dépassant la limite autorisée pour la consommation humaine. Les niveaux de cuivre dans les poissons variaient également considérablement, certains spécimens présentant des concentrations plus élevées. Ce décalage entre la qualité de l'eau et les tissus des poissons met en lumière une réalité critique : une rivière peut paraître propre sur la base d'un seul échantillon d'eau, tout en présentant un risque parce que les métaux ont été absorbés et concentrés par la faune locale. Les poissons ont essentiellement intégré l'exposition sur une période plus longue, révélant un fardeau caché qu'un simple instantané de l'eau pourrait occulter.

Les conclusions dressent le portrait d'une rivière actuellement en bonne santé mais faisant face à des pressions localisées. La qualité globale de l'eau est robuste, soutenant la classification « bonne », pourtant l'accumulation de cuivre dans les parties inférieures et la présence de plomb dans les tissus des poissons signalent que le système n'est pas entièrement exempt de contamination. Les chercheurs ont noté que l'augmentation des concentrations de métaux vers l'estuaire est probablement pilotée par une combinaison de facteurs, incluant le transport de sédiments en amont, le ralentissement du débit de l'eau et d'éventuelles entrées locales près de l'embouchure de la rivière. Bien que les données actuelles ne pointent pas vers un événement de pollution catastrophique, elles suggèrent que la partie inférieure de la rivière et l'estuaire agissent comme un bassin où les contaminants s'accumulent. L'étude conclut que, bien que la rivière Otomona soit sûre pour ses usages actuels, les tendances observées justifient une vigilance continue. Le suivi futur devrait s'étendre pour inclure différentes saisons ainsi qu'un examen plus approfondi des sédiments du lit de la rivière et des régimes alimentaires spécifiques des poissons afin de comprendre pleinement les risques écologiques à long terme. Pour l'instant, la rivière demeure un écosystème vital et fonctionnel, mais sa capacité à le rester dépend d'une gestion prudente des sources qui l'alimentent.