Chimie de l'eutrophisation

La chimie de l'eutrophisation étudie comment l'enrichissement en nutriments, principalement le phosphore et l'azote, entraîne une production primaire excessive et l'épuisement de l'oxygène qui dégrade les écosystèmes aquatiques.

Definition

La chimie de l'enrichissement en nutriments dans les systèmes aquatiques et les changements qui en résultent en termes de productivité, d'oxygène et de conditions redox.

Scope

Ce sujet couvre les apports de nutriments et les concepts de nutriments limitants sous-jacents à l'eutrophisation, le couplage chimique de la production primaire à l'oxygène dissous et au redox, le chargement interne du phosphore à partir des sédiments, et les conditions qui favorisent les proliférations algales nuisibles et l'hypoxie.

Core questions

• Quel nutriment limite la production dans un plan d'eau donné ?
• Comment une production excessive conduit-elle à l'épuisement de l'oxygène et à l'hypoxie ?
• Pourquoi le phosphore peut-il être libéré en interne des sédiments ?
• Comment les charges d'azote et de phosphore interagissent-elles dans les eaux douces et côtières ?

Key theories

Contrôle de l'eutrophisation par les nutriments limitants

La productivité aquatique est généralement contrôlée par le nutriment essentiel le moins disponible, souvent le phosphore dans les eaux douces et l'azote dans de nombreux systèmes côtiers, de sorte que la réduction du nutriment limitant peut inverser l'eutrophisation.

Mechanisms

Les apports de nutriments stimulent la croissance des algues et des plantes ; lorsque cette biomasse se décompose, la respiration microbienne consomme l'oxygène dissous, produisant de l'hypoxie et des conditions réductrices. Dans des conditions réductrices, le phosphore lié au fer est libéré des sédiments, fournissant une charge interne qui peut maintenir l'eutrophisation même après la diminution des apports externes.

Clinical relevance

L'eutrophisation provoque des zones mortes, des mortalités de poissons et des proliférations de cyanobactéries toxiques ; sa chimie guide les stratégies de réduction des nutriments et les objectifs de qualité de l'eau pour les lacs, les rivières et les mers côtières.

History

Des expériences menées sur des lacs entiers dans les années 1970 ont démontré que le phosphore était le nutriment limitant clé dans de nombreuses eaux douces, remodelant ainsi la gestion, tandis que des travaux ultérieurs ont souligné le rôle de l'azote dans l'eutrophisation côtière.

Debates

Faut-il privilégier le contrôle de l'azote ou du phosphore ?

Le phosphore est le facteur limitant classique des eaux douces, mais l'azote limite souvent les systèmes côtiers et les deux peuvent être co-limitants, ce qui suscite un débat sur la gestion à nutriment unique ou à double nutriment.

Key figures

• David W. Schindler

Seminal works

• vanLoon2017
• galloway2008

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui cause les zones mortes signalées dans les eaux côtières ?

Le ruissellement des nutriments alimente les proliférations algales dont la décomposition épuise l'oxygène, créant des zones hypoxiques où la plupart des animaux aquatiques ne peuvent pas survivre.