Évaluation saisonnière de la qualité de l’eau et de la chimie des ions majeurs dans la partie inférieure du lac Kariba, Zambie

Pourquoi ce lac est important pour les populations

Le lac Kariba, vaste plan d’eau artificiel partagé entre la Zambie et le Zimbabwe, fournit électricité, nourriture, emplois et lieux de loisirs à des millions de personnes. Cette étude examine si l’intensification des activités humaines autour du lac, comme la pisciculture commerciale et l’agriculture terrestre, commence à affecter la qualité de ses eaux. Comprendre le degré de propreté de l’eau au fil des saisons aide les communautés et les décideurs à protéger à la fois les moyens de subsistance et la vie lacustre.

Prendre le pouls d’un lac très fréquenté

Les chercheurs se sont concentrés sur la partie zambienne inférieure du lac Kariba, près du barrage, où les eaux d’un vaste bassin versant se rassemblent et s’écoulent. Cette zone reçoit des influences de nombreux usages des terres, notamment la pisciculture en cages pour le tilapia, des champs cultivés, des villages, des structures touristiques et des rives plus naturelles et végétalisées. Sur trois saisons — sèche chaude, sèche fraîche et des pluies — ils ont prélevé 53 échantillons d’eau de surface afin de saisir les variations sur l’année. Dans chaque échantillon, ils ont mesuré des paramètres de base comme l’acidité, la température, les sels dissous et un ensemble d’ions dissous révélateurs de la géologie naturelle et des pollutions d’origine humaine.

Mesurer l’empreinte chimique du lac

À l’aide d’instruments de laboratoire sensibles, l’équipe a quantifié des ions clés négatifs et positifs, y compris le nitrate, le phosphate, le sulfate, le fluorure, le chlorure, le sodium, le potassium, le calcium, le magnésium, le silicium et des traces d’arsenic. Ces substances sont centrales pour la chimie aquatique et, à des niveaux élevés, peuvent indiquer des apports d’engrais, des eaux usées ou des rejets industriels. Ils ont également comparé les valeurs mesurées aux normes de potabilité de l’Organisation mondiale de la santé et aux standards nationaux. Des outils statistiques ont servi à observer comment les nombreuses variables évoluent ensemble, afin d’identifier les sources probables de pollution et les schémas saisonniers difficiles à discerner visuellement.

Ce qui change selon les saisons

Sur trois ans, les conditions de base du lac sont restées assez stables : l’eau était légèrement alcaline, relativement fraîche et pauvre en sels dissous. Néanmoins, quelques variations saisonnières nettes sont apparues. La conductivité électrique et les solides dissous totaux étaient un peu plus élevés pendant la saison sèche chaude, lorsque l’évaporation intense concentre les matières dissoutes. Le nitrate et certains autres nutriments ont augmenté près des fermes piscicoles durant la saison sèche fraîche, probablement à cause d’aliments non consommés et des déjections de poissons, tandis que le sulfate et d’autres ions ont culminé après les pluies lessivant les matériaux des champs et des agglomérations. Malgré tout, les concentrations absolues de la plupart des ions sont restées faibles, et des éléments toxiques tels que l’arsenic sont restés bien en dessous des limites de sécurité.

Points chauds locaux dans un système majoritairement propre

En comparant les sites et en utilisant des analyses de corrélation et de composantes principales, les scientifiques ont observé que les zones proches des cages aquacoles, des établissements hôteliers et des terres agricoles présentaient des signatures chimiques distinctes. Par exemple, certains sites proches d’hôtels et d’une blanchisserie affichaient un léger accroissement de fluorure ou de phosphate, probablement dû aux agents de nettoyage et aux eaux usées. Les zones d’élevage étaient associées à des taux de nitrate plus élevés. Plus éloignée de ces activités, à proximité de la végétation naturelle, la chimie de l’eau était plus atténuée, ce qui suggère que la dilution, le mélange et le grand volume du réservoir contribuent à atténuer de nombreux apports locaux avant qu’ils n’atteignent l’exutoire du barrage.

Ce que cela signifie pour l’avenir

Lorsque les chercheurs ont combiné toutes les mesures en un indice unique de qualité de l’eau, la partie inférieure du lac Kariba s’est classée de façon constante dans la meilleure catégorie, qualifiée d’excellente. Pour l’instant, le lac semble fournir de l’eau propre aux personnes et à la faune malgré la pression croissante des fermes, des cages piscicoles et du tourisme. Toutefois, l’étude montre aussi que des nutriments et d’autres polluants s’accumulent déjà dans certaines baies et le long de certains rivages. Pour préserver la santé du lac dans une région qui se réchauffe et s’intensifie en usage, les auteurs plaident pour une surveillance régulière, une meilleure gestion des déchets et une expansion prudente de l’aquaculture et de l’agriculture.

Citation: Monyai, M., Dlamini, M.L., Richards, H. et al. Seasonal assessment of water quality and major ion chemistry in the lower region of Lake Kariba, Zambia. Sci Rep 16, 15196 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44457-w

Mots-clés: Lac Kariba, qualité de l’eau, aquaculture, variation saisonnière, pollution par les nutriments