Diagnostic pollution des sols : les principaux polluants

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Sommaire

Dès lors que l’on s’intéresse aux substances pouvant être caractérisées comme polluantes, un constat, quelque peu alarmant, peut être fait : il existe un très grand nombre de composés organiques.
L’étude et la recherche de ces polluants font ainsi l’objet de directives et normalisations permettant de définir différentes familles de composés organiques, elles-mêmes classées selon leurs propriétés physico-chimiques ou leurs fonctions.

Les principaux types de polluants :

Les polluants composés inorganique

Cette première famille est principalement composée par les métaux lourds, également appelés « éléments traces ». Tous ces composés se retrouvent à l’état naturel dans l’environnement. Leur dangerosité s’exprime dans une inhalation ou ingestion directe des poussières.

Les métaux lourds

Définition :
Un métal lourd possède, entre autres caractéristiques, celle de présenter une densité supérieure à 5 g/cm3. Les métaux lourds que l’on retrouve le plus souvent dans le sol sont : le cadmium, le manganèse, le cobalt, le chrome, le cuivre, le plomb, le mercure, le nickel et le zinc. Métalloïde lourd, l’arsenic peut également être associé à cette catégorie.
Les plus toxiques pour l’homme sont, notamment, le cadmium, le mercure, le chrome et le plomb.
Notons ainsi que le cadmium (Cd) provoque des maladies osseuses et rénales, le mercure (Hg) s’attaque au système nerveux, le plomb (Pb) provoque anémie et lésions nerveuses ; le chrome (Cr), quant à lui, est toxique pour le tube gastro-intestinal.
Les végétaux ne sont pas en reste : le nickel, le cuivre, le zinc, le chrome sont très toxiques pour les végétaux, et présentent de ce fait un danger de contamination de la chaîne alimentaire, avec accumulation le long de celle-ci, avec des effets irrémédiables sur l’homme et les animaux.

Origine :
Ces métaux lourds sont présents de façon naturelle dans le sol et sont majoritairement le résultat d’une altération de la roche mère du sous-sol. Toutefois, les différentes activités humaines contribuent également à augmenter leur quantité ; il s’agit :
– du stockage de déchets industriels et urbains (décharges publiques, mines et fonderies de métaux non ferreux) ;
– de diverses pratiques agricoles, notamment celles afférentes à la fertilisation des sols (compost urbain, épandage de boues et de lisier), les déjections animales, etc. ;
– des pollutions résultant des retombées atmosphériques (usines d’incinération et industries métallurgiques, utilisation de combustibles fossiles et d’essence au plomb, etc.).
Si la main de l’homme est à l’origine de nombreuses pollutions, nous noterons, toutefois, que
celles-ci peuvent être l’oeuvre de la nature elle-même et, plus précisément, d’anomalies géologiques touchant certaines zones de notre territoire. Ainsi :
– la région Poitou est riche en plomb ;
– la Guyane est chargée en mercure ;
– les eaux souterraines du Puy-de-Dôme, de la Moselle, des Hautes-Pyrénées et des Vosges sont fortement contaminées par l’arsenic ;
– le nord du Morvan et de la Bourgogne présente un fort taux de cadmium.

En ce qui concerne plus précisément les pratiques agricoles, l’utilisation des produits traditionnels, tels que la bouillie bordelaise, est à l’origine de la pollution de plusieurs milliers d’hectares de vignobles et vergers notamment. Ainsi, certains sols peuvent contenir jusqu’à six fois plus de cuivre par hectare que la limite autorisée.
De plus, des pratiques industrielles anciennes comme l’industrie métallurgique et minière ainsi que la fabrication du chlore ont produit pendant longtemps de nombreux déchets et rejets de substances toxiques.
Les sols peuvent également être indirectement contaminés par des retombées atmosphériques telles que gaz d’échappement, poussières issues des industries métallurgiques et des déchetteries.
Enfin, la politique de gestion des déchets qui a eu cours pendant de trop longues années, consistant en un enfouissement ou entassement sommaire sur des sols non protégés et soumis aux ruissellements des eaux de pluie, voire au mieux à une incinération, n’a fait que contribuer d’autant à la pollution des sols et eaux souterraines. On retrouve ainsi en tête du palmarès des déchets les plus polluants les piles et batteries, fortement chargées en plomb.

Autres composés inorganiques

S’ajoutant à la grande catégorie des métaux lourds, d’autres composés inorganiques peuvent être recensés, à savoir :
– les cyanures, dont la toxicité varie en fonction de leur composition chimique, se retrouvent dans la composition des traitements des minerais d’or et d’argent notamment ;
– les nitrates et nitrites, provenant en grande partie des engrais ;
– les fluorures, provenant de l’industrie métallurgique et chimique ;
– les sels de sodium, dus à une mauvaise pénétration des eaux issues de l’irrigation, ou à un mauvais drainage du sol entraînant une remontée dans la nappe phréatique des sels présents dans les couches profondes.

Les polluants composés organiques

Ces composés sont issus de pratiques récentes liées à l’ère industrielle. Toutefois, ces produits représentent la majeure partie des polluants. Ce deuxième groupe peut se décomposer en quatre sous-ensembles que sont :
– les hydrocarbures ou huiles minérales ;
– les produits organiques industriels ;
– les pesticides ;
– les substances militaires.

Les hydrocarbures ou huiles minérales

Définition
Les hydrocarbures, ou huiles végétales selon AFNOR X 31410, comprennent différents produits pétroliers tels que le pétrole brut et raffiné, le kérosène, les essences, le fuel, les huiles à moteurs et lubrifiants.
Donnée importante, nous noterons que ces produits sont très mal « digérés » par les sols, qui en assurent très difficilement la dégradation biologique.

Sous cette appellation, on retrouve :
– les alcanes (hydrocarbures aliphatiques) ;
– les cyclanes (hydrocarbures aliphatiques cycliques) ;
– les hydrocarbures aromatiques monocycliques ;
– les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).

Origine
Ce sont les polluants les plus fréquemment retrouvés dans le sol. Ils représentent ainsi plus du quart des pollutions recensées sur les sites industriels (source BRGM). Ces pollutions ont généralement pour origine les activités pétrochimiques, du transport de leurs produits à leur stockage et à leur distribution (stations-service).

Les produits organiques industriels

Ces produits ont la caractéristique d’être très volatils et très toxiques à très faible dose : ainsi quelques microgrammes dans un seul litre d’eau et celle-ci est fortement polluée.
On retrouve sous cette appellation :
– les solvants halogénés tels que le trichloréthylène ;
– les composés phénoliques ;
– les HAP tels que le benzo(a)pyrène, produit très cancérigène, le naphtalène ou le pyrène ;
– les polychlorobiphényles (PCB) ;
– les polychloroterphényles (PCT) ;
– les dioxines…

Origine
Si certains HAP ont une origine naturelle (sols des forêts de sapins ou de hêtres autour de lacs, zones constituant des champs pétrolifères), la grande majorité de ces composés sont issus de la combustion de matières organiques (moteurs, chauffage, etc.). Ainsi, ils sont très présents dans les sols supportant des usines à gaz, des sites de cokéfaction ou carbochimiques.
Enfin, une deuxième source de contamination peut être issue de produits pétroliers, notamment lors de leur raffinage et de leur transport.
Les PCB et PCT, tels que le pyralène, l’aroclor, le clophen ou le phénoclor, ont longtemps été utilisés comme composants de transformateurs et condensateurs, plastifiants, lubrifiants, peintures et vernis. Concernant plus particulièrement les PCB, leur fabrication est interdite depuis 1986.
Les dioxines apparaissent, quant à elles, lors de la combustion à haute température telle qu’elle est usitée dans les usines d’incinération de déchets ou de production cimentière et papetière, ainsi que dans les centrales thermiques et les chauffages urbains.

Les pesticides

Définition
Ces substances hautement toxiques sont utilisées dans la lutte contre les nuisibles de l’homme.
Ainsi, on trouve trois grands types de pesticides, variant en fonction de leur cible :
– les fongicides, pour lutter contre les champignons ;- les insecticides, contre les insectes ;
– les herbicides, contre les mauvaises herbes.
De cette grande famille très hétérogène, on peut distinguer cinq sous-familles chimiques :
– les organochlorés (hydrocarbures chlorés, comme le très connu DDT, synthétisé dès 1940 et très utilisé dans la lutte contre les insectes, jusqu’à ce que l’on découvre qu’il s’accumulait dans les organismes ; son utilisation est aujourd’hui interdite dans certains États, notamment en France, mais reste en vigueur dans de nombreux pays tropicaux) ;
– les organophosphorés se dégradent assez rapidement dans l’environnement, mais ont, malgré tout, des effets neurotoxiques graves sur les vertébrés ;
– les pyréthroides, insecticides de synthèse très toxiques pour les organismes aquatiques ;
– les carbamates, utilisés comme insecticides et fongicides, très toxiques ;
– les phytosanitaires, qui représentent, à eux seuls, plus de la moitié du tonnage annuel des pesticides utilisés en France (source CNRS).
L’emploi des pesticides est à l’origine, à ce jour, d’une pollution diffuse. En effet, lors de leur application, ou même par évaporation ou par envol, une grande partie d’entre eux est disséminée dans l’atmosphère et retombe sur les sols et dans les plans d’eau lors des épisodes pluvieux.
Les phénomènes de ruissellement et d’infiltration de ces substances participent ainsi à la pollution des cours d’eau, eaux souterraines et zones littorales.

Origine
Si les agriculteurs sont des grands utilisateurs de pesticides, la contamination par ces composés est généralement due à la négligence de l’homme : mauvaises conditions de stockage, rejet de résidus et excédents par manque de précautions ou accidentellement, comme ce fut le cas en 1986 lors du rejet de 1 250 tonnes de pesticides dans le Rhin.

Les substances chimiques à usage militaire et les explosifs

Définition
Élaborées à partir de molécules complexes, certaines substances sont extrêmement toxiques et présentent la caractéristique de pouvoir exploser.

Origine
Ces composés se retrouvent dans le sol des anciens sites militaires utilisant des explosifs, tels que mines et carrières de l’industrie de l’armement, lieux de production des poudres et explosifs.

La pollution radioactive

À la marge de ces pollutions et très difficile à appréhender, la pollution radioactive a deux origines, l’une humaine, l’autre naturelle. La première est liée à l’utilisation du nucléaire, domaine des grands organismes publics ; la deuxième est liée à un phénomène naturel, le radon, présent dans le sol. Ce composé est un élément radioactif descendant de l’uranium que l’on retrouve notamment en grande quantité dans les sols granitiques et volcaniques, ce qui explique sa forte concentration dans le Massif central français.

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