Évaluation de la contamination par les métaux lourds des eaux souterraines de l’aquifère côtier du district d’Alappuzha (Kerala, Inde) en utilisant le cadre OSPRC

Pourquoi cette histoire d’eau côtière est importante

Pour de nombreuses familles du district d’Alappuzha au Kerala, l’eau puisée dans un puits de cour constitue la principale source d’eau potable et d’eau de cuisson. Cette étude pose une question simple mais essentielle : cette eau souterraine est-elle sûre lorsqu’elle est exposée au tourisme, à l’agriculture, aux déchets et aux pressions croissantes du changement climatique ? En suivant de très faibles concentrations de métaux tels que l’arsenic, le fer et l’aluminium dans des puits peu profonds, les chercheur·e·s montrent où les problèmes apparaissent, pourquoi ils surviennent et comment un cadre structuré de gestion des risques peut aider à protéger la santé publique dans cet environnement côtier fragile.

Un paysage côtier sous pression

Alappuzha, souvent surnommée la « Venise de l’Est », se situe entre la mer d’Arabie et le lac Vembanad, un vaste système de backwaters et une zone humide Ramsar. Malgré l’abondance de rivières et de canaux, de nombreux habitants dépendent d’eaux souterraines peu profondes situées à un à quatre mètres sous la surface. Ces aquifères sont facilement influencés par l’eau salée provenant de la mer, par la pollution des industries du coco et de la brique, et par le ruissellement des rizières intensément cultivées. La croissance rapide du tourisme, de l’urbanisation et de l’agriculture a augmenté les risques que des substances nocives, y compris des métaux lourds, s’infiltrent dans le sol et atteignent les puits domestiques.

Comment l’équipe a vérifié les puits

Pour estimer l’ampleur du phénomène, les chercheur·e·s ont collecté 50 échantillons d’eau souterraine provenant de puits ouverts et forés répartis dans le district au cours de deux saisons : pré-mousson (juin 2021) et post-mousson (janvier 2022). Ils ont analysé chaque échantillon pour 12 métaux traces, notamment l’arsenic (As), le plomb (Pb), le cadmium (Cd), le chrome (Cr), le nickel (Ni), le cuivre (Cu), le fer (Fe), l’aluminium (Al), le manganèse (Mn), le baryum (Ba), le strontium (Sr) et le cobalt (Co), et ont comparé les résultats aux recommandations de l’Organisation mondiale de la Santé (OMS) pour l’eau potable. À l’aide de systèmes d’information géographique (SIG), ils ont dressé des cartes montrant où chaque métal était en concentration plus élevée ou plus faible, et ont appliqué plusieurs indices de pollution pour résumer la gravité de la contamination par zone.

Ce qui a été trouvé dans l’eau

La bonne nouvelle est que la plupart des métaux traces sont restés dans les limites recommandées. Toutefois, trois métaux se distinguent comme préoccupants : l’arsenic, l’aluminium et le fer. L’arsenic dépassait les limites de l’OMS dans environ 8–10 % des échantillons, notamment près des rizières côtières et des zones d’agriculture intensive, probablement lié à certains pesticides et à des modifications chimiques naturelles des sédiments. L’aluminium était trop élevé dans environ 8 % des échantillons, en particulier le long des bandes côtières et dans les zones urbanisées recevant des effluents industriels et domestiques. Le fer, majoritairement d’origine géologique, dépassait la valeur guide dans 4–8 % des puits, plus fréquemment après la mousson lorsque les fortes pluies favorisent la lessivage des roches latéritiques riches en fer. Lorsque les chercheur·e·s ont combiné tous les métaux dans un indice de pollution par métaux lourds, à peu près un tiers des puits pour les deux saisons se situaient dans une catégorie « moyenne à élevée », mettant en évidence des points chauds autour d’Ambalapuzha, de la ville d’Alappuzha et des villages voisins.

Suivre le parcours des contaminants

Pour aller au‑delà de la simple mesure, l’équipe a utilisé le cadre Origine–Source–Voie–Récepteur–Conséquence (OSPRC). « Origine » distingue si les métaux proviennent de la géologie naturelle ou d’activités humaines. « Source » identifie des contributeurs particuliers, comme les engrais, les eaux usées ou les effluents industriels. « Voie » décrit comment les métaux se déplacent — par le ruissellement agricole, les sites d’enfouissement qui fuient ou l’écoulement des eaux souterraines dans des aquifères sablonneux peu profonds. Les « récepteurs » sont les personnes, les plantes et les écosystèmes qui reçoivent finalement la contamination, tandis que les « conséquences » rendent compte des impacts sanitaires et sociaux, depuis des affections cutanées liées à l’arsenic jusqu’à d’éventuels effets neurologiques d’une exposition prolongée à l’aluminium. Appliqué à Alappuzha, ce cadre montre comment les pluies de mousson, les inondations de backwaters et des nappes phréatiques peu profondes concourent à mobiliser les métaux vers les puits utilisés par les ménages, en particulier dans les zones basses côtières et touristiques.

Mesures pour des puits plus sûrs

Pour un lecteur non spécialiste, le message central est que la plupart des puits d’Alappuzha restent utilisables, mais qu’une minorité préoccupante contient désormais de l’arsenic, de l’aluminium ou du fer à des niveaux qu’il ne faut pas ignorer. L’étude propose des réponses pratiques : méthodes de traitement ciblées (comme des filtres à base de fer pour l’arsenic ou des procédés simples de coagulation–filtration pour le fer et l’aluminium), protection des zones de recharge contre les produits agricoles et les eaux usées, contrôles plus stricts des déchets des villes et des industries voisines, et suivi à long terme tenant compte des variations saisonnières et climatiques. En combinant des mesures précises avec le cadre de risque OSPRC, ce travail offre un modèle que les autorités locales, les services de santé et les communautés peuvent utiliser pour identifier tôt les zones à risque et concevoir des solutions abordables et durables afin de garantir la sécurité de l’eau des puits dans cette région côtière vulnérable.

Citation: Sekar, S., Nath, A.V., Kamaraj, J. et al. Evaluation of heavy metal contamination in coastal aquifer groundwater of Alappuzha district (Kerala, India) using OSPRC framework. Sci Rep 16, 6838 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37477-z

Mots-clés: contamination des eaux souterraines, métaux lourds, aquifère côtier, Kerala Inde, arsenic dans l’eau potable