L'eau et la pollution : les conséquences et comment améliorer la situation

Réparties sur de grandes surfaces, ces pollutions sont importantes mais difficiles à quantifier. Des actions spécifiques sont à engager pour réduire leurs impacts.

Chacun d'entre nous est en partie responsable de la pollution de l'eau, quand il l'utilise directement et quand il consomme des produits agricoles et industriels.

Les familles utilisent l'eau pour la boisson et la cuisine et la polluent par les toilettes (W-C), la salle de bain, la lessive et le lavage. Pour ces usages domestiques, l'eau est associée à des savons, des poudres à laver qui ajoutent encore à la pollution.


Les agriculteurs utilisent l'eau pour abreuver leur bétail et pour irriguer les terres. Les déjections animales (purin, lisier) sont polluantes pour les rivières. Les engrais mal utilisés polluent les eaux souterraines.

Les industriels utilisent l'eau pour refroidir et nettoyer les machines et pour les fabrications. Les rejets industriels pollués classiques (fromagerie, brasserie) ou toxiques (chimie) doivent être épurés avant rejet.

La pollution de l'eau est gênante, car elle perturbe l'équilibre naturel et parce qu'elle rend difficile certains usages : baignade, eau potable, pêche, eau pour l'industrie.

Activités agricoles

Elevages

Pollution de l'eau dans les elevages
Purins et lisiers contiennent des matières azotées, sous forme organique ou minérale.

Sous l'effet d'actions microbiennes :

  • l'azote organique se transforme lentement en azote minéral,
  • l'azote minéral évolue de la forme ammoniacale NH4, vers la forme nitrique NO3.

La forme NO3 (nitrates), est assimilable par les plantes.
En période pluvieuse les nitrates ruissellent vers les cours d'eau ou s'infiltrent dans les nappes.
Le remède consiste à récupérer les déjections animales en fosse étanche et à les épandre en respectant certaines règles :

  • distances par rapport aux habitations,
  • hors périodes pluvieuses,
  • en satisfaisant les besoins des plantes, sans excès,
  • en évitant les terrains en pente ou en bordure de cours d'eau...

Grandes cultures

Pollution de l'eau dans l'agriculture de culture Apports d'éléments nutritifs (azote, phosphore…) sous forme d'engrais.
Sols nus l'hiver laissant passer les nitrates produits par la minéralisation naturelle des sols.Traitements contre les mauvaises herbes, les insectes ravageurs et les maladies, par pulvérisation de produits phytosanitaires ou désherbants


On limite les excès de nitrates et leur entraînement par les pluies :

  • en épandant les engrais au moment précis des besoins de la plante, en respectant les doses
  • conseillées et en tenant compte des autres apports (issus des élevages),
    • en utilisant certaines techniques culturales (ex : couvert végétal en hiver) destinées à piéger les nitrates pendant la période d'arrêt de la végétation et de forte pluviométrie :
      avant l'hiver les végétaux utilisent pour leur croissance les nitrates présents dans le sol,
    • en fin d'hiver, après enfouissement, la décomposition des plantes libère l'azote qui sera disponible pour la prochaine culture.

Les pesticides sont toxiques à des doses très faibles.
Entraînés par percolation avec les eaux d'infiltration ou par ruissellement du fait de l'érosion, ils représentent un risque important de contamination des nappes souterraines et des cours d'eau.
Leur récupération étant impossible, le seul remède reste l'utilisation de produits choisis parmi les moins dangereux et apportés au bon moment en quantités limitées.

La recherche agronomique, qui développe des variétés plus résistantes aux maladies, doit également aider à réduire certains traitements.

Comment mesure t-on la pollution dans l'eau ?

Deux analyses essentielles permettent de prévoir la consommation d'oxygène provoquée par un effluent:

  • la DCO (demande chimique en oxygène) est une oxydation à chaud par un oxydant puissant. Elle indique la quantité totale d'oxygène qui sera consommée par l'échantillon dans les conditions opératoires de l'analyse.
  • la DBO5 (demande biochimique en oxygène en 5 jours) indique l'oxygène qui sera consommé par la fraction biodégradable. L'échantillon dilué et ensemencé est placé en incubation à 20 degrés pendant 5 jours. L'oxygène est mesuré le 1er et le 5e jour, la différence fournit la DBO5.

On mesure également :

  • les MES (matières en suspension), recueillies par filtration ou centrifugation ; elles sont pesées et indiquent la quantité de matières non dissoutes,
  • les MVS (matières volatiles en suspension), représentent la partie organique (donc biodégradable) des matières en suspension.

Outre les indications sur les nuisances probables, les résultats de ces quatre analyses sont utilisés pour le calcul de la capacité d'un ouvrage d'épuration et pour le suivi de son fonctionnement. La mesure d'autres paramètres comme le pH et la conductivité aide à la caractérisation d'un effluent et donc à son traitement. Les toxiques rejetés par l'industrie sont multiples. Ils sont connus et bien localisés. Les analyses sont spécifiques à chaque substance recherchée.

Bien que diffus, les produits toxiques utilisés en agriculture font l'objet d'un suivi analytique rigoureux dans les nappes souterraines. La mesure globale de la toxicité est obtenue en mettant des daphnies (ou puces d'eau) en présence de l'échantillon. On fait varier la concentration jusqu'à provoquer l'immobilisation des daphnies. Des analyses bactériologiques sont effectuées de façon systématique sur l'eau distribuée à la consommation et de façon régulière en été dans les zones de baignade.

Les rejets d'eaux usées sont surveillés de façon ponctuelle afin d'éviter la dispersion d'eaux contaminées par des germes pathogènes et leur propagation vers l'eau destinée à la consommation.

Comment la pollution de l'eau est-elle collectée

Le réseau d'égouts urbains, état des lieux

orsqu'elles sont rejetées par des habitations agglomérées, les eaux usées sont prises en charge par un assainissement collectif, équipement indispensable à la salubrité publique en zone urbaine.
Il comprend un dispositif de collecte et d'évacuation des eaux résiduaires, le réseau d'égouts, qui aboutit au dispositif de traitement, la station d'épuration. Aux eaux usées domestiques s'ajoutent les eaux collectives rejetées par les hôpitaux, commerces, écoles...


Des industries peuvent également être raccordées au réseau d'égouts si la capacité d'épuration le permet et si la nature des eaux rejetées est compatible avec le traitement.

On rencontre deux grands types de réseaux d'égouts :

  • le réseau unitaire reçoit, en mélange, les eaux usées et les eaux pluviales. C'est celui qui équipe la plupart des centre villes,
  • le réseau séparatif, plus récent, est composé de deux collecteurs séparés.

collecte pollution eau1collecte pollution eau2

L'eau s'écoule, dans les réseaux, selon la pente imposée au collecteur à la construction. Lorsqu'il devient trop profond, un pompage remonte l'effluent qui reprend son écoulement gravitaire pour l'adapter à la topographie locale. Pour franchir un obstacle important ou une grande distance sans collecte, le réseau est équipé de postes de pompage refoulant dans une conduite dite “en charge”, c'est-à-dire pleine et sous pression.

collecte pollution eau3collecte pollution eau4

Des “chambres de dessablage” sont installées sur les plus gros émissaires pour piéger le sable et la terre et éviter le colmatage des conduites.

Les eaux pluviales

Le rôle des eaux pluviales est également important dans les transferts de pollution.Les eaux de ruissellement peuvent être polluées par lessivage des sols, des surfaces imperméabilisées... Les eaux pluviales peuvent contenir de ce fait des métaux lourds et des toxiques : plomb, zinc, hydrocarbures...En milieu rural, elles provoquent en outre le lessivage des terres agricoles, entraînant engrais et pesticides vers les cours d'eau ou les nappes. Les décharges de déchets domestiques ou industriels, lorsqu'elles ne sont pas aménagées, sont également lessivées par les eaux de pluie.

Dans le cas des réseaux unitaires, la conséquence des fortes pluies est considérable. Le diamètre des canalisations est calculé sur la base du débit maximal à évacuer, c'est-à-dire du débit pluvial jusqu'à ce qu'il existe une possibilité d'évacuation en rivière, par l'intermédaire d'un déversoir d'orage. Le premier flot d'orage est la pollution concentrée véhiculée par les réseaux unitaires au début des épisodes pluvieux et qui est susceptible d'être rejetée au milieu naturel par les déversoirs d'orage.Elle correspond à un mélange d'eaux usées et d'eaux pluviales, à forte concentration en pollution, en raison de la remise en suspension des dépôts des collecteurs sous l'effet de l'augmentation de débit provoquée par la pluie (effet de chasse). Le déversement de ce flot provoque sur la rivière un choc brutal de consommation d'oxygène. Pour limiter les rejets polluants aux cours d'eau, des bassins de pollution permettant de récolter le premier flot d'orage sont mis en place au fur et à mesure de la réhabilitation ou de la construction de réseaux unitaires.

La pollution ainsi stockée est généralement "réinjectée" dans le réseau après l'épisode pluvieux. Dans le cas d'agglomérations importantes, cette notion n'est plus évidente et il est souvent intéressant de capter la pollution pluviale pour la traiter en station.

Les conséquences de la pollution

La pollution porte atteinte à la capacité d'auto-épuration de l'eau. La pollution biodégradable (matière organique) provoque une surconsommation d'oxygène pour son élimination, son excès pouvant diminuer l'auto-épuration. Celle-ci peut également être ralentie, voire paralysée par la présence de substances toxiques, et est inopérante contre les pollutions non biodégradables.

L'eutrophisation (du grec "EU" : bien et "TROPHOS" : nourri) désigne un enrichissement des eaux en substances nutritives (azote, phosphore) provenant des rejets et des engrais utilisés en trop grande quantité L'apport massif de ces éléments provoque la croissance anarchique d'algues et de plantes aquatiques qui consomment l'oxygène indispensable à la survie des autres espèces. Certaines substances toxiques déversées dans un cours d'eau peuvent pénétrer dans les chaînes alimentaires. C'est le phénomène de la bio-amplification. Une faible partie de ces substances est évacuée par excrétion, mais le reste s'accumule dans certains organes (foie, muscles, graisse...) des poissons herbivores. Ceux-ci sont mangés par les poissons et les oiseaux carnivores, qui sont contaminés à leur tour, concentrant encore davantage les substances toxiques. Les espèces qui se trouvent à l'extrémité supérieure de la chaîne alimentaire, y compris l'homme, sont ainsi exposées à des teneurs en substances toxiques beaucoup plus élevées que celles qui se trouvent au départ dans l'eau.

pollution chaine alimentaire

Exemple du déversement de substances toxiques (insecticides) dans un cours d'eau. Après leur absorption par le plancton, ces substances sont concentrées tout au long de la chaîne alimentaire jusqu'à atteindre des teneurs mille fois plus élevées.

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