MICROPOLLUANTS
La pollution des rivières à l’heure des micropolluants
Comment gérer les substances toxiques à de faibles concentrations

Micropolluants, substances cancérigènes, composants neurotoxiques et perturbateurs endocriniens ont progressivement investi les magazines de santé. Un rapport de 2013 de l’Organisation mondiale de la santé et du Programme des Nations unies pour l’environnement  – State of the Science of Endocrine Disrupting Chemicals, 2012 , February 2013 – a estimé que les perturbateurs endocriniens (à eux seuls) représentent "une menace mondiale pour la santé humaine et l’environnement".  Ils pourraient en tout cas être en grande partie responsables de l’augmentation de nombreux troubles et pathologies (infertilité, cancers hormono-dépendants, diabète, etc.) observés à travers le monde durant ces dernières décennies. Mais de quoi parle-t-on ? Quel risque représentent-ils pour les milieux aquatiques ? Comment anticiper et agir contre les pollutions ?

Baptiste CASTEROTchargé de mission Pollution toxique– AESN

illustration Blanche-Neige, Walt Disney (1937)H2o – août 2014

Le Dictionnaire encyclopédique des Sciences de l’eau (François Ramade, Édiscience) définit le micropolluant comme "un polluant présent à faible concentration dans l’environnement", en précisant : "la plupart des micropolluants appartiennent au groupe des polluants xénobiotiques caractérisés par des effets toxicologiques importants même s’ils sont à des concentrations très faibles."

Nous retiendrons que : 1. le micropolluant est un polluant toxique, susceptible de provoquer des perturbations, des altérations des fonctions d’un organisme vivant, entraînant des effets nocifs dont le plus grave est la mort ; 2. le micropolluant est présent dans l’environnement à des concentrations de l’ordre du microgramme par litre ; 3. le micropolluant est plutôt d’origine synthétique mais peut être également naturel dans le cas des métaux (mercure, cadmium) ou des métalloïdes (arsenic). Revenons immédiatement sur ces trois caractéristiques.

Le micropolluant est un polluant toxique

On distingue deux types essentiels de toxicité : la toxicité aiguë lorsque le polluant cause la mort ou des désordres physiologiques importants immédiatement ou peu de temps après l'exposition ; la toxicité chronique lorsque le polluant cause des effets irréversibles à long terme par une absorption continue de petites doses de polluants, ou des effets cumulatifs.

On distingue par ailleurs les effets toxiques à seuil de dose, quand les dommages sur un organisme apparaissent au-delà d'une certaine dose, des effets toxiques sans seuil de dose, qui désignent des effets de micropolluants pouvant agir quelle que soit la dose, quand par exemple une seule molécule suffit à provoquer un effet adverse dans une cellule, potentiellement néfaste pour l'organisme, par exemple suite à une mutation de l'ADN. Cette catégorie regroupe les produits CMR (cancérigènes, mutagènes, reprotoxiques).

Le degré de toxicité d’un polluant de l’environnement pour un organisme vivant dépend : de la toxicité intrinsèque de la substance ; de la stabilité de la substance dans l’environnement (persistance, rémanence, dégradation abiotique…) ; de l’exposition (biodisponibilité, dégradation…) et des voies de pénétration ;  de la quantité et de la durée d’exposition ;  de son devenir dans l’organisme (métabolisation, bioaccumulation…).

Le micropolluant est présent dans l’environnement à des concentrations de l’ordre du microgramme par litre

1 μg, c’est un millième de milligramme. Ce qui fait qu’un 1 μg/L, c’est l’équivalent de quelques grammes de sucre cristallisé dans une piscine olympique.

Un micropolluant est plutôt d’origine synthétique mais peut être également naturel dans le cas des métaux (mercure, cadmium) ou des métalloïdes (arsenic)

Les micropolluants sont souvent classés par familles chimiques : les métaux (cadmium, plomb par exemple) et les métalloïdes (arsenic) d’une part ; les organiques d’autre part (comme les dérivés du benzène, les polychlorobiphényles ou PCB, les phtalates, les bisphénols, les organochlorés…) ; et, entre les deux, les organo-métalliques.

Mais ils peuvent être également classés par usages : les plastifiants, les détergents, les pesticides, les biocides, les produits pharmaceutiques…

Enfin, pour une définition complète, nous préciserons qu’un micropolluant n’est pas un micro-organisme. Sont ainsi exclus de la définition les virus, les bactéries, les cyanobactéries, etc., ainsi également que les polluants dits "classiques" : les matières en suspension, l’azote, les nitrates, le phosphore…

Le parcours d’un micropolluant

Le micropolluant, une fois fabriqué ou généré fatalement, puis relargué, va passer de l’environnement aux espèces vivantes – et à l'homme, par différents canaux environnementaux : l'air, le sol, l'eau. L’eau n’est pas le premier vecteur de contamination pour la santé humaine, même si cela est variable selon les micropolluants considérés. En revanche, elle est un bon révélateur des micropolluants que l’on peut retrouver dans d’autres compartiments environnementaux (les sols ou l’air).

Comment les micropolluants arrivent-ils dans l’eau et les milieux aquatiques ? Le schéma simplifié des sources d’émission, des voies de transfert dans notre environnement, et des rejets vers les milieux aquatiques pourrait être le suivant.

Des exemples pris sur le bassin Seine-Normandie donnent une idée des principaux rejets constatés ainsi que les améliorations enregistrées.

S’agissant des rejets industriels, des efforts importants ont porté sur la gestion des effluents industriels notamment sur les métaux lourds et les solvants halogénés. Ainsi les efforts entrepris dans le traitement de surfaces et dans la métallurgie (réglementation, traitement des effluents, rejet zéro…) ont permis d’enregistré une forte diminution des teneurs en cadmium depuis les années 1980. En revanche, les rejets de solvants chlorés et dérivés de benzène représentent désormais une part importante des rejets industriels ; les apports en nickel et nonylphénols sont également significatifs.

En milieu urbain, les habitants contribuent quotidiennement de façon non négligeable au rejet de micropolluants par leur consommation de produits d’entretien (l’eau de javel, les détergents, les peintures), de cosmétiques ou de médicaments. S’y ajoutent évidemment les rejets de diverses activités économiques artisanales ou industrielles, les transferts des matériaux urbains (les fameuses toitures en zinc de Paris), l’entretien des espaces verts, etc. Sur les plus grosses stations d'épuration du bassin, 14 des 20 substances les plus rejetées sont des métaux ; pour les stations plus petites, le zinc, le cuivre, le chlortoluron, le diuron et l’oxadiazon sont les plus retrouvées.

Les actions à la source de maîtrise de déversement des micropolluants dans les systèmes d’assainissement permettent de réduire les rejets vers les rivières. Depuis plusieurs années, les rejets de micropolluants dans les réseaux d’assainissement ont ainsi été réduits par diverses actions : la campagne Pressings sans perchloréthylène, la récupération des amalgames dentaires pour le mercure, la gestion des déchets pour les garages (HAPs)…

Le volume des rejets est significativement augmenté par temps de pluie. C’était le cas il y a quelques années avec les rejets de plomb, imputables au carburant des véhicules automobiles. Les programmes de recherche sur le bassin engagés au sein de l’observatoire OPUR (observatoire des polluants urbains en Île-de-France) ont permis depuis deux décennies d’approfondir notre connaissance des apports par temps de pluie. Ses principales thématiques actuelles sont la maîtrise à la source de la contamination des eaux pluviales urbaines, l’utilisation des ressources alternatives à l’eau potable en ville, le développement de nouvelles méthodes pour le suivi et la caractérisation des contaminants, la modélisation intégrée des flux polluants.

Par ailleurs, les programmes de recherche PIREN-Seine et GIP Seine-Aval contribuent à apporter un éclairage sur les stocks de pollution constitués dans l’environnement depuis des décennies et potentiellement "remobilisables" dans les rivières. La datation d’une carotte de sédiments à l’aval du bassin de la Seine témoigne des activités humaines passées : le pic de pollution en HAP (1960) correspond à l’utilisation du charbon en France (confirmation sur d’autres sites en France). De même, des traces de mercure qui provenaient du bouclage des plumes d’aigrette à destination des chapeaux par les vapeurs de mercure peuvent être révélées dans des carottes de sédiments dans les dépôts de crues de la Seine. Des stocks de pollution dans l’environnement ont été constitués par les activités et pratiques passées (sédiments, produits de dragage des ports et chenaux de navigation, sites pollués…). Les molécules hydrophobes sont généralement les plus concernées (PCB, HAP, étains cations, métaux). Il reste assez difficile d’estimer la part de pollution dite "remobilisable" qui pourra engendrer un impact sur les écosystèmes aquatiques. Cela reste une voie d’amélioration de connaissances importante. Des stocks de ce type dans l’environnement ainsi que les apports des rivières et fleuves du continent constituent des sources de pollution importantes de micropolluants pour les milieux marins.