La rivière Tijuana de 120 milles coule de Baja California aux États-Unis et décharge des millions de gallons d'eaux usées – y compris les eaux usées, les déchets industriels et le ruissellement – dans l'océan Pacifique chaque jour, ce qui en fait la source dominante de pollution côtière dans la région.
La pollution des eaux usées est un problème continu depuis des décennies et est si grave que le groupe environnemental à but non lucratif American Rivers a récemment nommé la deuxième rivière la plus menacée de Tijuana River America.
Une nouvelle étude de l'Université de Californie San Diego examine comment les polluants dans les eaux usées se déplacent et sont transmis dans l'atmosphère à travers des aérosols côtiers.
Dans l'étude, les chercheurs ont découvert qu'un mélange de médicaments illicites, de métabolites de médicaments et de produits chimiques des pneus et des produits de soins personnels aérosolize à partir des eaux usées et est détectable à la fois dans l'air et dans l'eau. Les résultats apparaissent dans Avancées scientifiques.
L'auteur principal du journal, Adam Cooper, a prélevé des échantillons de l'air et de l'eau à divers points le long de la côte du comté de San Diego, y compris la frontière américaine-mexicaine, la plage impériale et la Scripps Institution of Oceanography à La Jolla.
Cooper, qui a obtenu son diplôme au printemps dernier avec un doctorat en chimie, était membre du professeur adjoint de chimie et de biochimie Jonathan Slade, et a collecté les échantillons dans le cadre d'une étude sur le terrain avec un éminent professeur de chimie atmosphérique Kimberly Prather's Lab.
Prather, qui tient un rendez-vous conjoint à Scripps Oceanography et au Département de chimie et de la biochimie à UC San Diego, avait étudié les impacts de la pollution atmosphérique de la rivière Tijuana depuis plusieurs années. Cooper a pu rejoindre la campagne d'échantillonnage complète de son équipe sur plusieurs sites de janvier à mars 2020.
Même si les échantillons ont été prélevés en 2020, les résultats sont toujours pertinents car peu a changé dans la façon dont les eaux usées libérées de la rivière sont traitées. En fait, la pollution de la rivière est un problème continu depuis plus de 50 ans.
« La région de la rivière Tijuana est un environnement très dynamique avec des implications pour la santé publique, la politique environnementale et les relations internationales entre les États-Unis et le Mexique », a déclaré Cooper.
« La nôtre est l'une des études les plus complètes à ce jour enquêtant sur le transfert d'eau à l'air de ces polluants. » L'étude a examiné deux aspects de la pollution des eaux usées: la source et la concentration des polluants le long du littoral du comté de San Diego.
Pour déterminer l'origine des polluants, le laboratoire de Slade a utilisé un composé qu'ils savaient provenant des eaux usées: la benzoylecgonine (BZG), un métabolite stable de cocaïne, principalement produit lorsque les gens utilisent de la cocaïne puis l'excrétent dans l'urine.
Ils ont constaté qu'après les précipitations, les niveaux de BZG dans l'eau de l'océan Imperial Beach augmentaient en corrélation avec l'augmentation des flux de la rivière Tijuana, tandis que les niveaux de BZG dans les aérosols ont augmenté en corrélation avec des émissions d'aérosols de pulvérisation maritimes améliorées.
La corrélation de 11 autres polluants avec le BZG dans les aérosols a permis à l'équipe de déterminer lesquelles se comportaient de la même manière dans l'environnement et proviennent probablement de la même source d'eaux usées. Les résultats ont montré une forte corrélation entre le BZG; méthamphétamine; octtinoxate, un filtre UV utilisé dans la crème solaire; et la dibenzylamine, un composé utilisé dans la fabrication des pneus.
La deuxième partie de l'étude a mesuré les concentrations de polluants le long du littoral dans l'eau et l'air. En masculin, ils ont constaté que ces polluants étaient plus élevés dans l'eau de la rivière Tijuana que dans l'océan, et plus dans l'eau et les aérosols de la région de la plage impériale qu'à La Jolla.
Bien que les quantités de certains polluants, comme la cocaïne, soient minuscules, d'autres étaient plus importantes, comme l'octinoxate, qui peuvent se décomposer en composants plus toxiques.
Dans certains cas, les niveaux d'octinoxate étaient comparables aux mesures effectuées directement au-dessus des cuves des usines de traitement des eaux usées, ce qui signifie que dans certaines conditions ambiantes sur la côte, les concentrations de polluants que les gens inhalisent peuvent être comparables à un travailleur dans une usine de traitement des eaux usées.
« Il a été démontré que l'octinoxate peut dégrader l'ADN lorsqu'il est exposé à la lumière », a déclaré Slade. « Et si c'est dans ces minuscules aérosols dans lesquels nous respirons, il peut approfondir nos poumons et passer dans notre circulation sanguine. C'est très préoccupant, surtout compte tenu des niveaux élevés auxquels nous l'avons trouvé dans l'air. »
L'étude montre que plus vous êtes proche de la rivière Tijuana, plus vous êtes susceptible d'être exposé aux polluants qu'elle transporte, même si les quantités sont encore relativement petites – à l'échelle de dizaines de nanogrammes par heure. Cela peut ne pas sembler beaucoup si votre exposition est limitée à quelques heures, mais les résidents vivant près de la frontière inhalaient ces produits chimiques au fil des ans, voire des décennies.
De nombreux résidents se sont plaints de maladies respiratoires, d'insomnie et de maux de tête, et plusieurs plages de San Diego ont été fermées presque en continu au cours des trois dernières années en raison de niveaux élevés de bactéries du ruissellement des eaux usées.
Bien que le document n'aboutit aucune conclusion sur les effets néfastes sur l'environnement ou la santé humaine, Slade et Cooper mettent l'accent sur la nécessité de plus de recherches, de meilleures infrastructures et de collaboration transfrontalière.
« Souvent, la crise des eaux usées est considérée comme un problème d'eau – et c'est – mais nous montrons que c'est aussi dans l'air. À vrai dire, nous ne connaissons pas encore les effets aigus de la santé », a déclaré Slade. « Mais les chiffres que nous signalons peuvent être incorporés dans des modèles pour nous aider à mieux comprendre ce que nous respirons et à combien nous sommes exposés. »
Cooper a été tellement influencé par son travail chez UC San Diego qu'il est maintenant boursier en technologie des sciences et des politiques avec le California Council on Science and Technology, travaillant avec le sénateur de l'État Ben Allen.
« Les solutions à la crise des eaux usées transfrontalières ne sont pas limitées par des défis techniques », a déclaré Cooper. « Ils sont contraints par les défis politiques et les questions politiques. Nous devons motiver les décideurs à faire les bons investissements. »
En plus d'une meilleure infrastructure, une plus grande sensibilisation du public est cruciale pour améliorer la qualité de l'eau et de l'air de la région, y compris la compréhension des effets en aval des produits que nous utilisons, tels que les écrans solaires et les pneus.
« Bien que notre étude se concentre sur la rivière Tijuana, il existe d'autres sources notables d'eaux usées et du ruissellement de la pollution dans le sud de la Californie, y compris les émissaires de traitement des eaux usées, la rivière San Diego et la rivière Los Angeles », a déclaré Slade, qui a également noté une étude supplémentaire. «
Les environnements portuaires côtiers sont extrêmement dynamiques et complexes, mais ces problèmes de pollution ne sont pas relégués uniquement à la région de San Diego-Tijuana. Ils présentent un danger mondial.
On estime que 80% de toutes les eaux usées mondiales ne sont pas traitées. Parmi la partie traitée, de nombreuses plantes éliminent les bactéries, mais pas les polluants chimiques. Ces produits chimiques restent dans l'eau, qui est libérée dans les rivières, les lacs et les océans, voyageant à travers le monde à travers les voies navigables et dans l'atmosphère.
« La poussée mondiale des eaux usées non traitées entrant dans les lacs, les rivières et les océans constitue une menace de santé croissante. L'aérosolisation de cette eau polluée expose des milliards de personnes par transmission aéroportée, atteignant bien au-delà de celles en contact direct et impactant d'innombrables autres qui inhalent de l'air contaminé qui peut voyager pendant de nombreux kilomètres », a déclaré Prather.
« Nous poursuivons nos études dans cette région pour mieux comprendre les impacts à court et à long terme sur la santé de l'inhalation de cette source nouvellement identifiée de pollution aéroportée. »
