2.1.3- Dépôts atmosphériques

- Activités industrielles

Selon les travaux de plusieurs auteurs (Culbard et al., 1988; Nriagu et Pacyna, 1988; Molnar et al., 1995 ; Schuhmacher et al., 1997 ; Hashisho et El-Fadel, 2004), les principales activités industrielles responsables de l’augmentation des teneurs en PHE de l’atmosphère sont : les industries métallurgiques, les incinérateurs, les industries du

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ciment, l’extraction et la combustion des combustibles fossiles. Pour certains éléments toxiques tels que Pb, Cd, Cu, Cr, Co et Zn, depuis quelques années les émissions anthropogéniques prédominent largement sur celles d’origine naturelle, avec des facteurs d’interférence atmosphérique (rapport entre les émissions anthropiques et les apports naturels) assez importants (tableau 19).

Tableau 19 : Émissions naturelles et anthropogéniques de quelques éléments traces dans l’atmosphère et leur facteur d’interférence atmosphérique (Bliefert et Perraud, 2001). Éléments Émissions naturelles (en 10²t/a) Émissions anthropogéniques (en 10²t/a) Facteurs d’interférence Atmosphérique Cr 584 940 1,61 Cu 193 2630 13,63 Zn 358 8400 23,46 Pb 58,7 20300 345,87 Cd 2,9 55 18, 97

La quantité et la nature des polluants émis dans l’atmosphère varient d’une industrie à une autre :

- Les processus métallurgiques industriels, par exemple (les éléments comme Cd, Cu, Ni et Zn) qui sont responsables des plus grandes émissions. Parmi eux, l’industrie sidérurgique est un grand émetteur d’élément tel que Zn. Dans certains pays industrialisés, tel qu’en Belgique (la Wallonie), elle participe à hauteur de près de 93% des émissions en zinc dans la région.

Ces polluants sont issus des poussières liées à la fusion de l’alliage, au décochage et à la finition des pièces coulées, ainsi qu’à la fabrication des moules et au recyclage des

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sables de fonderie. A cela, il faut ajouter les poussières métalliques produites lors de la vidange du réacteur de fusion.

- L’industrie chimique, comparativement à l’industrie métallurgique, émet peu

d’éléments traces dans l’atmosphère. Les principaux éléments émis sont le cadmium lors de la fabrication d’engrais, le mercure par l’industrie des alcalis chlorés et le zinc produit par l’industrie des pneus d’automobiles (Degrez, 2003).

- Les cimenteries qui sont considérées comme des émetteurs importants de poussières. La mise en œuvre de grandes quantités de matières premières et de combustibles qui sont extraits, transportés, broyés, moulus, séchés, constitue des sources potentielles d’émission de poussières. Les poussières émises contiennent des métaux comme le plomb, le cadmium, le chrome, le cobalt, etc…, dont la concentration dépend de leur teneur dans les matières premières et dans les combustibles (Sprung et Rechenberg, 1994). Il convient de distinguer les poussières fines émises à la cheminée du four qui se dispersent dans l’air comme des gaz et les poussières plus grossières qui retombent rapidement aux environs de l’exploitation.

- Les incinérateurs, qui ont pour vocation première la combustion de déchets solides

domestiques ou non. Cependant, au-delà de cette fonction, ces activités peuvent engendrer la production de gaz, de chaleur et surtout de résidus solides (Viala et Botta, 2005). Une estimation issue des travaux de Brunner et al. (2003), indique que les cendres volantes et les résidus d’épuration des fumées des incinérateurs contiendraient (en % des intrants) 40% de Zn, 85 à 88% de Cd, 95% de mercure et 30% de plomb. En Hongrie, les travaux de Molnar et al. (1995) ont permis de montrer que les incinérateurs font partie des plus grands émetteurs de Zn et de Cd dans le système industriel.

III.3- Utilité des éléments traces dans les milieux agricoles

Certains éléments traces (les oligoéléments) font partie des substances nutritives dont les plantes et les animaux ont besoin pour leur développement. Ces oligoéléments présentent des utilités différentes selon qu’on s’adresse au règne animal ou au règne végétal (Juste, 1994). Pour le règne animal les éléments comme Cu, Co, Fe, Mn, Ni, Zn, As, Cr, Se et V sont essentiels au bon déroulement de leur processus biologique, alors

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qu’au niveau végétal seuls sont indispensables B, Cu, Co, Fe, Mn, Mo, Ni et Zn. Le zinc et le cuivre, par exemple sont souvent ajoutés à la ration alimentaire des animaux, surtout des porcs (Baize, 1997). Le zinc semble être un élément très facilement assimilable par de nombreuses espèces végétales. Un apport de 410 g.ha-1.an-1 de zinc pour une culture entraîne un rendement de 18T MS/ha (Juste et al., 1995).

Selon Bliefert et Perraud (2001), le comportement de ces oligoéléments, au sein de l’organisme humain est souvent délicat. En effet leur action sur la croissance, la production de la biomasse, et l’activité biologique est positive, seulement s’il se trouve à une concentration ni trop élevée ni trop faible, donc « optimale », et ceci à l’endroit approprié au sein de l’organisme.

(i) Si un organisme contient une concentration d’un oligoélément en dessous de la valeur nécessaire, une fonction, telle que le processus métabolique, peut être inhibée. De plus, des symptômes peuvent apparaître par manque d’éléments essentiels.

(ii) Si un élément se trouve en concentration trop élevée, selon l’organisme considéré, il peut avoir un effet toxique.

Un équilibre doit donc être trouvé entre excès et défaut de ces éléments dans l’organisme humain. Dans l’organisme, certains de ces éléments sont des biocatalyseurs du métabolisme et se rencontrent généralement au niveau des protéines. Le chrome est un oligoélément essentiel qui intervient dans l’organisme comme facteur de tolérance du glucose. Le cobalt possède certains composés minéraux qui jouent le rôle de catalyseur. Il fait également partie des constituants de la vitamine B ou Cyanocobalamine. Le cuivre et le nickel sont deux oligoéléments indispensables au bon fonctionnement de divers systèmes enzymatiques. Le zinc entre dans la composition de nombreuses métallo-enzymes. Au niveau sanguin, le zinc se retrouve à 85% environ dans les globules rouges ; sa liaison aux protéines plasmatiques se fait majoritairement avec la sérum-albumine. Il se distribue surtout dans le foie, le rein, les muscles, les os, la prostate et la rétine (Bliefert et Perraud, 2001).

Outre cette fonction biologique, certains éléments sont également utilisés dans des composés pour le traitement chimiques des plantes contre certains agresseurs. Le cuivre,

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sous forme de sulfate (bouillie bordelaise), est utilisé en agriculture pour le traitement des fongiques des vignes et vergers (Coppenet, 1974 ; Coppenet et al., 1993). Le plomb est également utilisé dans certains pesticides tels que les arséniates pour le traitement des vergers, vignes et horticulture (Baize, 1997). On pourrait enfin ajouter le cas des éléments traces qui entrent dans la fabrication des engins agricoles.

III. 4 - Propriétés des éléments traces sélectionnés