3.4.1 - Notions : toxicité et écotoxicité
Les pollutions agissent en allant au-delà des limites de tolérance des espèces, mais elles peuvent aussi introduire des substances qui perturbent à faible dose les mécanismes biologiques : des poisons ou toxiques.
La toxicité aiguë est celle qui se manifeste imédiatement, pour une dose relativement importante. Dans l'eau, elle est généralement évaluée par des tests sur des organismes vivants, invertébrés et poissons. La toxicité dépend autant de la durée d'exposition que de la dose, contrairement à l'adage médical selon lequel "la dose fait le poison". Pour les organismes aquatiques, elle est généralement exprimée :
- par la DL50 (durée létale), durée au bout de laquelle 50 % des sujets expérimentés meurent, pour une concentration donnée ;
- par la CL 50 (concentration létale), concentration pour laquelle 50 % de sujets expérimentés meurent au bout d'un temps donné d'expérience, généralement un à 4 jours.
Les courbes de survie de poissons soumis à des toxiques comme les sels métalliques montre l'action du couple concentration-durée et permettent de comparer les toxiques.
La toxicité chronique est celle qui dépend d'une exposition longue à faible dose. Elle généralement moins connue, voire ignorée, en particulier parce qu'elle est difficile à établir ou à caractériser. Elle peut être différente, comme par exemple pour l'arsenic chez l'homme, pour lequel les faibles doses ont un effet cancérogène à la longue.
La toxicité d'un élément chimique est souvent dépendante d'autres conditions physico-chimiques du milieu, comme la température, le pH, la salinité, la dureté. Elle peut aussi dépendre d'autres substances qui sont dites antagonistes si elles limitent l'effet toxique, ou au contraire synergiques lorsqu'elles le renforcent. Les synergies entre polluants sont sans doute importantes mais elles demeurent rarement connues.
La toxicité induite, ou "par bioaccumulation" ou dite encore "par biomagnification",
"bioamplification", est due à l'accroissement des concentrations d'un toxique le long de la chaîne alimentaire. Elle a ses effets maximaux chez les organismes qui sont en haut de la chaîne alimentaire (prédateurs de rang élevé) et/ou une vie longue - en particulier chez l'homme. Tous les polluants chimiques ne sont pas bioaccumulés. Il s'agit principalement de ceux qui sont absorbés sélectivement, des produits liposolubles, peu excrétés ou mal métabolisés. Par ailleurs certains toxiques naturels peuvent être concentrés par des animaux, des mollusques par exemple, ou bioamplifiés le long de la chaîne alimentaire - notamment dans le cas de la "ciguaterra", due à la consommation de poissons
conntaminés par des toxines planctoniques.
La notion d'écotoxicité a une double acceptation :
1 - l'effet des toxiques répandus dans l'environnement vis à vis de l'espèce humaine, écotoxicité humaine ou relations
santé-environnement ;
2 - l'effet des toxiques sur un ou plusieurs espèces du milieu, ou sur l'écosystème dans son ensemble, écotoxicité environnementale.
S'agissant de l'écotoxicité humaine, les normes pour l'eau potable servent de référence pour limiter le risque à long terme vis à vis de la santé humaine. Dans ses
recommandations, l'OMS cherche à limiter le risque de surmortalité à 1/100 000 et pour une durée consommation de 70 ans, cela par substance individualisée. Ces
recommandations servent souvent de base aux normes nationales ou européennes.
Cependant certaines d'entre elles restent très difficiles à établir et peuvent être l'objet de vifs débats. Elles sont loin de concerner tous les produits trouvés dans l'eau potable. Elles ne tiennent habituellement pas compte des synergies ou des antagonismes, et il est difficile de tenir compte de la variabilité des expositions des individus - exposition alimentaire, professionnelle, différences interindividuelles y compris d'origine génétique, différences de pratiques sociales, etc. De nombreuses substances peuvent être a toxicité chronique peut
Très souvent la toxicité vis à vis des écosystèmes aquatiques, écotoxicité pour
l'environnement, est à mettre en parallèle avec celle observée dans d'autres écosystèmes.
Car les substances sont émises dans divers milieux ou passent de l'un à l'autre. Elles peuvent aussi concerner des espèces qui changent de milieux. Par ailleurs, les toxiques ont des effets sur les individus, mais également sur les populations et sur leurs relations.
L'impact des molécules doit donc souvent être appréhendé très globalement, bien au-delà du premier effet toxique dans le milieu récepteur.
3.4.2 - Cas de pollutions chimiques
Il existe toutes sortes de pollutions d'origine chimique, aiguës (et souvent accidentelles) ou chroniques.
Dans l'eau, les pollutions métalliques peuvent notamment être globalement évaluées par la contamination des mousses.
A titre d'exemple de pollution chimique de grande ampleur, on peut citer les pluies acides. Il s'agit d'une pollution de l'eau atmosphérique par acidification due
principalement aux émanations soufrées dans l'atmosphère issues essentiellement de la combustion de charbon et de lignite à teneur élevée en soufre et sans rétention du dioxyde de soufre. Leur impact peut avoir lieu très loin des lieux d'émission par suite des courants atmosphériques, notamment en direction de l'Arctique. A la suite des efforts de réduction à la source, l'acidification des cours d'eau et des plans d'eau des régions nordiques qui en résultait ont considérablement diminué aussi bien en Europe qu'en Amérique. A cette occasion, et aussi pour des pollutions urbaines (oxydes d'azote etc.) ont été mis au point notamment des indices biologiques pour évaluer la gravité de la situation, basés sur les lichens qui poussent sur les arbres.
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Les micropollutions, c'est-à-dire par des substances agissant à très faibles doses, sont encore plus diverses.
Il peut s'agit de métaux " lourds " ou de métalloïdes comme le mercure, le plomb, le cadmium, l'arsenic, etc.
Le plomb ne représente pas généralement d'incidences écologiques majeures, mais il s'agit d'un problème de santé publique multi-séculaire (important en particulier à l'époque romaine) qui n'appartient pas encore complètement au passé dans nos régions (malgré son abandon dans l'essence) du fait des contaminations infantiles principalement dues aux habitats vétustes et en raison des canalisations en plomb.
La pollution par le mercure a permis de découvrir, comme avec le DDT et autres organochlorés, les chaînes de bioaccumulation par l'accident de Minamata. Il s'agit d'une pollution encore importante dans tous les milieux, aux origines pas toujours bien cernées.
La contamination en Guyane par les chercheurs d'or entraîne actuellement une atteinte de l'environnement et un grave problème de santé publique pour les populations locales - problèmes qui ne sont pas résolus.
>>> Pour les pesticides, voir " pollutions agricoles "
La contamination générale de l'environnement par les PCB, leur bio-accumulation et leurs propriétés toxiques n'ont été découvertes que par hasard, en recherchant des insecticides organochlorés. Omniprésents dans l'environnement, leurs utilisations ont été restreintes puis pratiquement interdites au moins dans les pays de l'OCDE. Ils devraient l'être désormais dans tous les pays à plus ou moins brève échéance puisqu'ils font partie, comme divers organochlorés notamment, des Polluants organiques persistants, les POP, dont l'utilisation sera bannie. Cependant, la découverte d'une contamination de
l'environnement et des êtres humains par la PBDE, substances analogues où le chlore laisse la place au brome, suscite à nouveau une nouvelle série d'interrogations et d'actions.
Les dioxines ont été reconnues comme des polluants majeurs à la suite d'un accident industriel à Sévéso. Ils ont été largement dispersés pendant la guerre du Viet-Nam, certaines sociétés américaines ayant été récemment condamné pour avoir fourni des herbicides défoliants contaminés au-delà des normes. Leurs effets et surtout leur mécanisme d'action ne sont pas pleinement identifiés, mais leur toxicité survient à des
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doses " invraisemblablement " faibles. Produits lors de toute combustion, ils ne sont donc pas complètement nouveaux pour l'environnement. Actuellement, ils sont générés en quantité notables lors de l'incinération des déchets (quelques centainesde grammes en France par exemple). C'est pourquoi les incinérateurs sont équipés de systèmes pour réduire considérablement leur production et leur émission dans l'atmosphère.
En Europe, la directive cadre sur l'eau a présenté une liste d'une trentaine de substances comme prioritaires. Pour les plus dangereuses, les émissions, les rejets et les pertes devront être supprimés d'ici 20 ans dans l'Union européenne. D'autres sont en cours d'examen. Enfin certaines devront simplement faire l'objet de mesures et d'étiquetage approprié.
Cependant les molécule susceptibles de nuire à l'eau et à l'environnement en général, ou à la santé publique, sont excessivement nombreuses. Malgré la réalisation et la publication de nombreux tests de toxicité, les évaluations demeurent largement insuffisantes. Pour ce qui concerne l'Union européenne, un système d'enregistrement, d'évaluation et de réglementation est en discussion : le système REACH. A la charge de l'industrie chimique, sous l'autorité d'une Agence européenne des produits chimiques, il devrait concerner 30 000 substances en commençant par les plus importantes dès 2008. Il s'agit d'un "énorme" chantier...
4 - PROTECTION DE LA NATURE
La protection de la nature dans les milieux aquatiques et humides reste difficile compte tenu de l'importante utilisation de la ressource en eau et de l'exploitation directe de certaines espèces. Elle commence par la protection des espèces menacées, en particulier celles qui sont emblématiques. Mais la protection de la biodiversité nécessite aussi celle des écosystèmes eux-mêmes, ce qui n'est pas aisément compatible avec l'irrigation depuis l'eau des fleuves, la santé publique dans les zones humides, la lutte contre les inondations, etc.