Localisé ou diffus : aperçu de la source et de la dynamique géochimique du mercure dissous dans les eaux souterraines des plaines moyennes du Gange

Pourquoi le mercure caché dans les eaux souterraines compte

Pour des millions de personnes dans le nord de l’Inde, l’eau puisée à la main et des forages tubulaires constitue la principale source d’eau potable. Cette étude montre que, dans la ville industrielle de Kanpur, le long du cours moyen du Gange, cette eau contient discrètement du mercure dissous et d’autres métaux. Parce que le mercure est toxique même à très faibles concentrations et peut se transformer en formes plus nocives dans la nature, comprendre son origine et son comportement souterrain est essentiel pour protéger les communautés, en particulier les enfants.

Le mercure dans une plaine fluviale active

Les chercheurs ont échantillonné 39 puits d’eau souterraine et 11 sites sur le Gange dans et autour de Kanpur. Le mercure a été détecté dans tous les échantillons d’eaux souterraines, et environ un puits sur cinq dépassait la norme indienne pour l’eau potable de 1 microgramme par litre, alors que les échantillons du fleuve restaient en dessous de ce seuil. Contrairement à une pollution évidente provenant d’un tuyau d’usine unique, le schéma observé était parcellaire et diffus. Les eaux souterraines présentaient également une conductivité électrique et des solides dissous plus élevés que le fleuve, signes que l’eau passe plus de temps sous terre, s’évapore et interagit avec les minéraux avant d’être pompée en surface. Ensemble, ces indices suggèrent que l’aquifère fonctionne moins comme un tuyau à écoulement rapide et davantage comme un piège lent capable de stocker et de concentrer des contaminants apportés depuis la surface.

Fumée, pluie et agriculture comme acteurs clés

Kanpur se situe dans une zone bordée par des centrales au charbon, des fours à briques et d’autres industries qui émettent du mercure et du soufre dans l’air. Des études régionales antérieures et les nouvelles données indiquent qu’une grande partie du mercure atteint d’abord la région via l’atmosphère : les cheminées envoient de fines particules dans le ciel, les vents les dispersent et les pluies de la mousson lessivent ces particules sur les champs, les sols et les surfaces d’eau. L’équipe a identifié un type d’eau souterraine courant riche en calcium, magnésium et sulfate, signature d’apports chargés en soufre issus de telles émissions. L’irrigation intensive façonne encore la chimie : l’eau appliquée aux champs dissout sels et oligo-éléments dans le sol, puis retourne vers le bas. Quand ce retour s’évapore, il laisse des matières dissoutes plus concentrées, y compris le mercure, et contribue à les pousser plus profondément dans l’aquifère.

La chimie souterraine qui retient le mercure

Au-delà des mesures de concentrations totales, les auteurs ont examiné comment l’environnement chimique souterrain contrôle la forme et le déplacement du mercure. En combinant mesures de terrain de l’acidité et de l’état rédox avec des diagrammes théoriques, ils montrent que de nombreux échantillons se situent dans une zone où les espèces réduites et dissoutes du mercure sont stables. Dans ces conditions légèrement alcalines et à faible teneur en oxygène, le mercure a tendance à rester dissous plutôt qu’à se fixer sous forme de minéraux solides. En parallèle, le fer et le chrome forment majoritairement des phases solides moins mobiles, tandis que l’arsenic s’accroche souvent aux oxydes de fer. Cela aide à expliquer pourquoi le fer et l’arsenic se comportent différemment du mercure, et pourquoi le mercure peut rester répandu dans les eaux souterraines même lorsque d’autres métaux sont lessivés ou immobilisés.

Un mélange de roche naturelle et d’empreintes humaines

L’équipe a utilisé des outils statistiques pour démêler les influences superposées. Un groupe d’éléments, dont le sodium, le calcium, le magnésium, le sulfate, le fluorure, l’uranium et le bore, indiquait l’altération des roches et la dissolution des sels, amplifiées par la recharge et l’évaporation. Un autre ensemble, dominé par des métaux comme le chrome, le plomb et le fer, reflétait l’impact des tanneries, des ateliers métallurgiques et d’autres industries, surtout sur les eaux de surface. Le mercure présentait peu de liens directs avec ces rejets industriels, renforçant l’idée qu’il arrive principalement via un apport atmosphérique diffus puis se concentre en profondeur. Les co‑polluants tels que l’arsenic, l’uranium et le chrome constituent une préoccupation supplémentaire, car ils peuvent interagir avec les minéraux et entre eux, influençant leur mobilité et l’exposition des populations.

Risques pour la santé et ce qu’ils signifient pour les populations

Pour estimer comment cette chimie peut affecter les habitants, les auteurs ont calculé plusieurs indices de pollution et de santé en se fondant sur des normes nationales et internationales. La plupart des métaux dans les eaux souterraines restaient dans les limites lorsqu’on les considérait individuellement, mais l’arsenic dans l’eau du fleuve et le mercure dans certains puits ressortaient. Les risques non cancérigènes, exprimés par des quotients de danger, étaient les plus élevés pour l’arsenic dans l’eau du fleuve, et le risque global était systématiquement plus élevé pour les enfants que pour les adultes en raison de leur poids corporel plus faible et d’un apport par kilo supérieur. Les estimations du risque cancérigène, portées principalement par l’arsenic et le chrome, se situaient proches ou au‑dessus des seuils généralement acceptés, notamment pour les personnes exposées à l’eau du fleuve. Bien que le mercure ne soit pas le principal contributeur dans ces indicateurs, sa persistance, sa capacité à se transformer en formes plus toxiques et sa tendance à coexister avec d’autres métaux en font une préoccupation sérieuse à long terme.

Ce que l’étude conclut pour la vie quotidienne

En termes simples, l’étude montre que la contamination par le mercure dans les eaux souterraines de Kanpur n’est pas un accident rare mais un apport régulier et étendu venant des cheminées, de l’agriculture et de la pollution atmosphérique régionale que l’aquifère concentre ensuite. Le fleuve a tendance à transporter et à évacuer de nombreux métaux en aval, tandis que les eaux souterraines stockent discrètement le mercure dissous et d’autres contaminants là où les gens le prélèvent au quotidien. Les auteurs soutiennent que la gestion de ce risque exigera plus que la surveillance d’un seul métal : les autorités devraient mesurer régulièrement le mercure dans les eaux souterraines, suivre plusieurs métaux simultanément et se concentrer sur la réduction des émissions ainsi que sur l’amélioration des pratiques de gestion des eaux usées et d’irrigation. Pour les familles dépendant des puits à travers les plaines moyennes du Gange, ces résultats soulignent la nécessité de tests réguliers et d’une meilleure supervision pour préserver la sécurité de l’eau potable à long terme.

Citation: Kumar, M., Saxena, A., Tripathi, S. et al. Localized or diffusive: insights into the source and geochemical dynamics of dissolved mercury contamination in groundwater of the mid-Gangetic Plains. npj Clean Water 9, 40 (2026). https://doi.org/10.1038/s41545-026-00566-7

Mots-clés: mercure dans les eaux souterraines, pollution du bassin du Gange, qualité de l’eau à Kanpur, contamination par les métaux lourds, risque pour la santé des aquifères