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Les différents types de contaminants

Les contaminants généralement mis en cause dans les problématiques de pollutions diffuses regroupent des substances essentiellement employées pour leur intérêt agronomique mais qui peuvent se révéler néfastes lorsqu’elles rejoignent le milieu naturel en trop grande quantité. Si l'agriculture en fait un usage important, il est essentiel de rappeler que ces substances sont aussi employées par les particuliers, l’industrie, les services de transport ou les collectivités (désherbage de la voirie, entretien des jardins et espaces verts, détergents des lessives, systèmes d’assainissement défectueux...).

En secteur agricole, la connaissance des contaminants à l’origine d’une pollution des milieux aquatique, de leurs propriétés et de leurs voies de transfert privilégiées, est indispensable pour déterminer quels types de dispositif tampon mobiliser, leur localisation et leur dimensionnement.

Les produits phytosanitaires (ou pesticides) :

Les produits phytosanitaires regroupent un ensemble de substances à usage essentiellement agricole (insecticides, herbicides, fongicides), principalement destinées à lutter contre les organismes jugés nuisibles pour les cultures (bio-agresseurs, plantes adventices). Ils peuvent présenter une forte toxicité pour la vie animale, notamment en raison du phénomène de bioaccumulation au travers de la chaîne alimentaire. La grande diversité de ces produits et la complexité des mécanismes de rétention ou de dégradation dans le milieu (aptitude à l’adsorption sur les composés du sol, durée de vie, diversité et toxicité des sous-produits de dégradation) en font une source de pollution particulièrement ardue à maîtriser. En effet, cette multiplicité de comportements est à l’origine d’une grande diversité de voies de transfert vers les milieux aquatiques récepteurs : via les eaux de ruissellement (sous forme dissoute ou particulaire) et de drainage, les écoulements hypodermiques à faible profondeur dans le sol, l’infiltration profonde vers les nappes ou encore par voie aérienne et redéposition lors de la pulvérisation (dérive de pulvérisation). Il est alors indispensable de bien caractériser le mode de circulation majoritaire à l’échelle des parcelles émettrices pour déterminer ensuite le type et l’emplacement de zones tampons adaptés.

Schéma de synthèse des différents modes de transferts de produits phytosanitaires vers les milieux aquatiques

Les Nitrates (azote) :

Les nitrates (NO3-) sont une des formes minérales de l’azote ; la plus facilement disponible pour les végétaux. Ils font partie d’un cycle complexe faisant intervenir des réactions chimiques et biologiques dans les différents compartiments du sol, de la biosphère, de l’hydrosphère ou encore de l’atmosphère. Très solubles et peu retenu par les composés du sol, les nitrates sont facilement emportés par l’eau et constituent l’une des premières causes de pollution des eaux souterraines (lessivage sous-racinaire) et superficielles (ruissellement pouvant entrainer l’azote sous forme organique ou d’ions ammonium adsorbés). Ils sont notamment à l’origine du phénomène d’eutrophisation (ils favorisent en particulier les phénomènes de marées vertes que l’on rencontre sur certaines côtes) et, à forte dose, peuvent se révéler toxiques pour la vie animale.

L'essentiel de la pollution par les nitrates a pour origine l’épandage d’engrais azotés et de lisiers (effluents d’élevage) pouvant induire un déséquilibre entre les apports et ce qui est réellement consommé par les plantes. Hormis l’absorption racinaire, qui n’aboutit qu’à un stockage temporaire de l’azote (celui-ci étant restitué au milieu à la mort du végétal), le processus de dénitrification constitue la seule voie de dégradation des nitrates. Un dispositif tampon destiné à la maîtrise des pertes en nitrate doit donc être en mesure de favoriser ce processus en maintenant au moins temporairement des conditions anoxiques. On signalera toutefois qu’en contrepartie ce mécanisme, lorsqu’il est incomplet (conditions d’anoxie partielles), est susceptible de générer des rejets de protoxyde d’azote (N2O), forme volatile qui contribue fortement à l’effet de serre. Ainsi, une gestion raisonnée des apports azotés à la parcelle doit avant tout être privilégiée pour éviter les effets néfastes résultants d’un excès de nitrates dans le milieu.

Le cycle de l’azote (d’après Nicolardot B., Mary B., Houot S., Sethecous S., 1996.
La dynamique de l’azote dans les sols cultivés, la maitrise de l’azote dans les agrosystèmes. INRA Ed., p 87-103)

Les phosphates (phosphore) :

De même que pour les nitrates, la pollution par les phosphates est l’une des principales causes d’eutrophisation des milieux aquatiques de surface, marins ou continentaux. Ils ne présentent en revanche pas de toxicité particulière pour le vivant et, en vertu de leur forte aptitude à l’adsorption sur les composés du sol, ils affectent peu les eaux souterraines. Les sources de rejets dans l’environnement sont multiples : liées aux apports d’engrais ou l’épandage de lisiers mais aussi aux rejets d’effluents de stations d’épuration et de réseaux d’assainissement, parfois défectueux, qui collectent des eaux chargées en détergents d’origine domestique ou industrielle. Les phosphates étant très majoritairement transférés vers les eaux de surface sous forme particulaire, les moyens de lutte contre ce type de contamination sont analogues à ceux permettant de maîtriser l’érosion et les flux de matières en suspension (MES) qui constituent également un vecteur pour d’autres catégories de polluants (métaux lourds, bactériologie ou certains pesticides).

Les matières en suspension :

Les matières en suspension (MES) sont des particules solides (insolubles), organiques et/ou minérales, généralement fines, transportées par l’eau et à l’origine de sa turbidité. Quoique n’étant pas à proprement parler un contaminant introduit par l’homme dans le milieu, les MES contribuent elles-aussi à la dégradation des écosystèmes aquatiques : par réduction de la pénétration de la lumière, détérioration des branchies des poissons, colmatage des habitats de la faune benthique et des frayères ou encore envasement des plans d’eau. Elles participent aussi à la modification de la composition chimique du milieu aquatique en diminuant la teneur en oxygène dissous et en véhiculant des éléments potentiellement polluants (contaminants adsorbés, bactéries). Des normes de potabilité sont d’ailleurs établies à ce sujet pour éviter tout risque sur le plan sanitaire (limite de 2 NFU). Les MES sont donc à la fois un facteur intrinsèque de dégradation de la qualité de l’eau et un vecteur de contaminant.

En milieu agricole, les MES proviennent de la désagrégation et l’entrainement des particules de sols liée à l’érosion hydrique survenant dans les parcelles. La maîtrise des flux de MES passe donc avant tout par la maîtrise des ruissellements érosifs et l’abattement de la charge solide transportée par l’eau avant son accès aux milieux aquatiques récepteurs. Les zones tampons constituent des dispositifs particulièrement appropriés dans ce cas, notamment lorsque les mesures agronomiques à la parcelle ne sont pas suffisantes.

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