Distribution et saisonnalité des éléments potentiellement toxiques (EPT) dans les eaux du fleuve Negro à Manaus, Amazonas, Brésil

Pourquoi ce fleuve sombre est important

Le fleuve Negro en Amazonie peut sembler isolé sur une carte, mais il participe à la formation des précipitations, du climat et de la vie sur une grande partie du Brésil. Il longe aussi la ville en forte croissance de Manaus, où les eaux usées, l’industrie et le ruissellement des rues et des champs peuvent acheminer un mélange de métaux et de nutriments dans ses eaux sombres. Cette étude pose une question simple mais essentielle : comment les variations annuelles du niveau d’eau du fleuve modifient-elles la quantité et le type de ces substances dans l’eau, et qu’est-ce que cela signifie pour les populations et la faune qui en dépendent ?

Une année dans la vie d’un grand fleuve

Les chercheurs se sont intéressés à ce qu’ils appellent des éléments potentiellement toxiques, notamment l’aluminium, le cuivre, le zinc, le manganèse et le phosphore, ainsi qu’à d’autres minéraux courants tels que le calcium, le sodium et le potassium. Ils ont prélevé des échantillons d’eau dans 60 sites le long du fleuve Negro à trois moments différents : en période de basse eau en janvier 2023, lors de la transition de la basse vers la haute eau en septembre 2023, et pendant une période de hautes eaux en mars 2024. Tous les échantillons ont été traités selon des méthodes standard d’analyse de l’eau, et l’équipe a comparé ses résultats aux normes brésiliennes de qualité de l’eau qui fixent des limites sûres pour la consommation et l’usage environnemental.

Ce qu’ils ont trouvé dans les eaux sombres

Parmi toutes les substances mesurées, deux ont particulièrement retenu l’attention : l’aluminium et le phosphore. Leurs valeurs moyennes dépassaient les limites fixées par la réglementation nationale lors des trois campagnes d’échantillonnage. Les concentrations d’aluminium étaient particulièrement élevées durant la période de basse eau, puis ont diminué à mesure que le niveau du fleuve montait et diluait les eaux. Le phosphore a aussi culminé pendant la période plus sèche pour baisser durant les mois plus humides. Un excès de phosphore inquiète car il peut favoriser le développement d’algues et rendre les eaux plus susceptibles à l’eutrophisation, processus où des nutriments en surplus déclenchent des proliférations nuisibles pour les poissons et autres organismes. Toutefois, les auteurs notent que le Negro est un fleuve naturellement acide de type « eau noire », riche en acides humiques et en matière organique, conditions qui maintiennent l’aluminium en solution et influencent le comportement du phosphore : des valeurs élevées ne traduisent donc pas nécessairement une pollution anthropique directe.

Lire les empreintes chimiques

L’équipe a utilisé des outils statistiques pour chercher des motifs cachés dans la longue liste d’éléments. Une analyse de corrélation a montré que certains éléments évoluent de concert, comme l’aluminium avec le phosphore, et le calcium avec le magnésium et le sodium. Ces liens suggèrent des sources communes et des voies d’apport similaires au fleuve, depuis les roches altérées et les sols forestiers jusqu’au sel marin et aux poussières transportées par les vents sahariens. Une seconde méthode, appelée analyse en composantes principales, a regroupé les échantillons par saison : les eaux de janvier transportaient davantage de sodium, magnésium, calcium, aluminium, phosphore, titane et béryllium ; les conditions plus sèches de septembre favorisaient le potassium, le rubidium et le baryum ; mars présentait un mélange plus équilibré, avec le lithium et le fer un peu plus présents. Ensemble, ces motifs suggèrent que la pulsation des crues est un moteur puissant de la chimie du fleuve, mais que d’autres influences, notamment l’usage des terres par l’homme, laissent aussi leur empreinte.

Ville, cultures et forêts au bord de l’eau

Bien que des travaux récents aient évalué la qualité globale de l’eau du Negro comme généralement bonne, cette étude montre comment les activités urbaines et rurales peuvent interagir avec les variations saisonnières pour déterminer quels éléments apparaissent dans l’eau et à quel moment. Le ruissellement des rues, les eaux usées non traitées et les engrais provenant des champs voisins peuvent se mêler aux minéraux et à la matière organique mobilisés naturellement, surtout lorsque les fortes pluies lessivent le paysage. Le fait que les concentrations les plus élevées d’aluminium et de phosphore coïncident avec certains stades du cycle des crues renvoie à une combinaison de conditions de fond naturelles et de pressions humaines, plutôt qu’à une source unique et évidente.

Ce que cela signifie pour l’avenir du fleuve

Les auteurs concluent que la contamination par ces éléments dans le fleuve Negro est multifactorielle. Les inondations et les assèchements saisonniers préparent le terrain, mais la croissance urbaine, l’industrie et l’agriculture autour de Manaus modulent fortement le tableau final. Si la plupart des éléments sont restés dans des fourchettes typiques des fleuves amazoniens, la persistance d’aluminium et de phosphore élevés mérite une attention particulière, d’autant plus que le fleuve est utilisé comme source d’eau. L’étude constitue l’un des premiers efforts à grande échelle pour suivre ces substances dans le Negro, et les auteurs soutiennent que les travaux futurs devraient inclure les sédiments et les organismes aquatiques, et s’étendre spatialement et temporellement. Un tel suivi peut guider les politiques publiques pour protéger ce fleuve clé, aidant à concilier les besoins d’une grande ville et la santé de l’un des systèmes d’eau douce les plus importants de la planète.

Citation: dos Banhos, E.F., Arcos, A.N., Oliveira, R.L.e. et al. Distribution and seasonality of potentially toxic elements (PTEs) in the waters of the Negro river in Manaus, Amazonas, Brazil. Sci Rep 16, 14836 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42500-4

Mots-clés: fleuve Negro, qualité de l’eau, éléments toxiques, saisonnalité amazonienne, ruissellement urbain