Pollution de l'eau

Mercredi, Mars 09 2011 14: 25

Pollution de l'eau

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Depuis au moins deux millénaires, la qualité de l'eau naturelle s'est progressivement détériorée et a atteint des niveaux de contamination où les utilisations de l'eau sont sévèrement limitées ou l'eau peut être nocive pour l'homme. Cette détérioration est liée au développement socio-économique au sein d'un bassin fluvial, mais le transport atmosphérique à longue distance des contaminants a maintenant changé cette image : même les régions éloignées peuvent être indirectement polluées (Meybeck et Helmer 1989).

Les rapports médiévaux et les plaintes concernant l'évacuation inadéquate des excréments, les cours d'eau nauséabonds et puants dans les villes surpeuplées et d'autres problèmes similaires ont été les premières manifestations de la pollution de l'eau urbaine. La première fois qu'un lien causal clair entre la mauvaise qualité de l'eau et les effets sur la santé humaine a été établi, c'était en 1854, lorsque John Snow a retracé l'épidémie de choléra à Londres à une source d'eau potable particulière.

Depuis le milieu du XXe siècle, et parallèlement au début de la croissance industrielle accélérée, divers types de problèmes de pollution de l'eau se sont succédé rapidement. La figure 1 illustre les types de problèmes tels qu'ils sont apparus dans les eaux douces européennes.

Figure 1. Types de problèmes de pollution de l'eau

En résumant la situation européenne, on peut affirmer que : (1) les défis du passé (agents pathogènes, bilan d'oxygène, eutrophisation, métaux lourds) ont été reconnus, étudiés et les contrôles nécessaires identifiés et plus ou moins mis en œuvre et (2) la les défis d'aujourd'hui sont d'une autre nature : d'une part, les sources de pollution « traditionnelles » ponctuelles et non ponctuelles (nitrates) et les problèmes de contamination ubiquitaire de l'environnement (matières organiques de synthèse), et, d'autre part, les problèmes de « troisième génération » interférant avec les cycles globaux (acidification, changement climatique).

Dans le passé, la pollution de l'eau dans les pays en développement résultait principalement du rejet d'eaux usées non traitées. Aujourd'hui, il est plus complexe en raison de la production de déchets dangereux par les industries et de l'utilisation croissante des pesticides dans l'agriculture. En fait, la pollution de l'eau aujourd'hui dans certains pays en développement, du moins dans les nouveaux pays industrialisés, est pire que dans les pays industrialisés (Arceivala 1989). Malheureusement, les pays en développement, dans l'ensemble, accusent un retard considérable dans la maîtrise de leurs principales sources de pollution. En conséquence, la qualité de leur environnement se détériore progressivement (WHO/UNEP 1991).

Types et sources de pollution

Il existe un grand nombre d'agents, d'éléments et de composés microbiens susceptibles de polluer l'eau. Ils peuvent être classés en : organismes microbiologiques, composés organiques biodégradables, matières en suspension, nitrates, sels, métaux lourds, nutriments et micropolluants organiques.

Organismes microbiologiques

Les organismes microbiologiques sont fréquents dans les masses d'eau douce polluées notamment par les rejets d'eaux usées domestiques non traitées. Ces agents microbiens comprennent des bactéries pathogènes, des virus, des helminthes, des protozoaires et plusieurs organismes multicellulaires plus complexes qui peuvent causer des maladies gastro-intestinales. D'autres organismes sont de nature plus opportuniste, infectant les individus sensibles par contact corporel avec de l'eau contaminée ou par inhalation de gouttelettes d'eau de mauvaise qualité dans des aérosols d'origines diverses.

Composés organiques biodégradables

Les substances organiques d'origine naturelle (détritus terrestres allochtones ou débris autochtones de plantes aquatiques) ou de sources anthropiques (déchets domestiques, agricoles et certains déchets industriels) sont décomposées par des microbes aérobies au fur et à mesure que la rivière poursuit son cours. La conséquence est une baisse du niveau d'oxygène en aval du rejet des eaux usées, altérant la qualité de l'eau et la survie du biote aquatique, en particulier des poissons de haute qualité.

Affaire particulière

La matière particulaire est un vecteur majeur de polluants organiques et inorganiques. La plupart des métaux lourds toxiques, des polluants organiques, des agents pathogènes et des nutriments, comme le phosphore, se trouvent dans les matières en suspension. Une quantité appréciable de la matière organique biodégradable responsable de la consommation d'oxygène dissous des rivières se retrouve également dans les particules en suspension. Les matières particulaires proviennent de l'urbanisation et de la construction de routes, de la déforestation, des opérations minières, des opérations de dragage dans les rivières, de sources naturelles liées à l'érosion continentale ou d'événements catastrophiques naturels. Les particules plus grossières se déposent sur les lits des rivières, dans les réservoirs, dans la plaine inondable et dans les zones humides et les lacs.

Nitrates

La concentration de nitrates dans les eaux de surface non polluées varie de moins de 0.1 à un milligramme par litre (exprimé en azote), de sorte que des niveaux de nitrate supérieurs à 1 mg/l indiquent des influences anthropiques telles que le rejet de déchets municipaux et le ruissellement urbain et agricole. . Les précipitations atmosphériques sont également une source importante de nitrate et d'ammoniac pour les bassins fluviaux, en particulier dans les zones qui ne sont pas affectées par des sources directes de pollution, par exemple certaines régions tropicales. Des concentrations élevées de nitrate dans l'eau potable peuvent entraîner une toxicité aiguë chez les nourrissons nourris au biberon au cours de leurs premiers mois de vie, ou chez les personnes âgées, un phénomène appelé méthémoglobinémie.

Sels

La salinisation de l'eau peut être causée par des conditions naturelles, telles que l'interaction géochimique des eaux avec des sols salés ou par des activités anthropiques, y compris l'agriculture irriguée, l'intrusion d'eau de mer due au pompage excessif des eaux souterraines dans les îles et les zones côtières, l'élimination des déchets industriels et des saumures des champs pétrolifères. , le déglaçage des autoroutes, les lixiviats des sites d'enfouissement et les fuites d'égouts.

Bien qu'elle entrave les utilisations bénéfiques, en particulier pour l'irrigation des cultures sensibles ou pour la boisson, la salinité en elle-même peut ne pas être directement nocive pour la santé, même à des niveaux assez élevés, mais les effets indirects peuvent être dramatiques. La perte de terres agricoles fertiles et la réduction des rendements des cultures causées par l'engorgement et la salinisation des sols des zones irriguées détruisent les moyens de subsistance de communautés entières et causent des difficultés sous la forme de pénuries alimentaires.

métaux lourds

Les métaux lourds tels que le plomb, le cadmium et le mercure sont des micropolluants et présentent un intérêt particulier car ils ont une importance pour la santé et l'environnement en raison de leur persistance, de leur toxicité élevée et de leurs caractéristiques de bioaccumulation.

Il existe essentiellement cinq sources de métaux lourds qui contribuent à la pollution de l'eau : l'altération géologique, qui fournit le niveau de fond ; traitement industriel des minerais et métaux; l'utilisation de métaux et de composés métalliques, tels que les sels de chrome dans les tanneries, les composés de cuivre dans l'agriculture et le plomb tétraéthyle comme agent antidétonant dans l'essence ; lessivage des métaux lourds des déchets domestiques et des décharges de déchets solides ; et les métaux lourds dans les excrétions humaines et animales, en particulier le zinc. Les métaux rejetés dans l'air par les automobiles, la combustion de carburant et les émissions de procédés industriels peuvent se déposer sur le sol et finalement s'écouler dans les eaux de surface.

Nutriments

Eutrophisation est défini comme l'enrichissement des eaux en nutriments végétaux, principalement en phosphore et en azote, entraînant une croissance accrue des plantes (algues et macrophytes) qui se traduit par des proliférations d'algues visibles, des tapis flottants d'algues ou de macrophytes, des algues benthiques et des agglomérations submergées de macrophytes. En se décomposant, ce matériel végétal entraîne l'épuisement des réserves d'oxygène des masses d'eau, ce qui, à son tour, provoque une série de problèmes secondaires tels que la mortalité des poissons et la libération de gaz corrosifs et d'autres substances indésirables, telles que le gaz carbonique, le méthane, le sulfure d'hydrogène, les substances organoleptiques (provoquant le goût et l'odeur), les toxines, etc.

La source de composés de phosphore et d'azote est principalement les eaux usées domestiques non traitées, mais d'autres sources telles que le drainage des terres agricoles fertilisées artificiellement, le ruissellement de surface de l'élevage intensif et certaines eaux usées industrielles peuvent également augmenter considérablement le niveau trophique des lacs et des réservoirs, en particulier dans les pays tropicaux en développement.

Les principaux problèmes associés à l'eutrophisation des lacs, des réservoirs et des retenues sont : l'appauvrissement en oxygène de la couche inférieure des lacs et des réservoirs ; altération de la qualité de l'eau, entraînant des difficultés de traitement, notamment pour l'élimination des substances responsables du goût et de l'odeur ; déficience récréative, risques accrus pour la santé des baigneurs et inesthétiques; dégradation de la pêche due à la mortalité des poissons et au développement de stocks de poissons indésirables et de mauvaise qualité ; vieillissement et réduction de la capacité de rétention des lacs et réservoirs par envasement; et augmentation des problèmes de corrosion dans les tuyaux et autres structures.

Micropolluants organiques

Les micropolluants organiques peuvent être classés en groupes de produits chimiques en fonction de leur mode d'utilisation et par conséquent de leur dispersion dans l'environnement :

Pesticides sont des substances, généralement synthétiques, introduites délibérément dans l'environnement pour protéger les cultures ou lutter contre les vecteurs de maladies. On les retrouve dans différentes familles distinctes telles que les insecticides organochlorés, les insecticides organophosphorés, les herbicides de type hormone végétale, les triazines, les urées substituées et autres.

Matériaux à usage domestique et industriel généralisés comprennent des substances organiques volatiles utilisées comme solvants d'extraction, des solvants pour le dégraissage des métaux et le nettoyage à sec des vêtements et des propulseurs destinés à être utilisés dans des contenants aérosols. Ce groupe comprend également les dérivés halogénés du méthane, de l'éthane et de l'éthylène. Comme ils sont largement utilisés, leurs taux de dispersion dans l'environnement, rapportés aux quantités produites, sont généralement élevés. Le groupe comprend également les hydrocarbures aromatiques polycycliques, dont la présence dans l'environnement résulte de l'extraction, du transport et du raffinage des produits pétroliers et de la dispersion des produits de combustion résultant de leur utilisation (essence et mazout).

Matériaux utilisés essentiellement dans l'industrie comprennent les substances qui sont des agents directs ou intermédiaires de la synthèse chimique, comme le tétrachlorure de carbone pour la synthèse des fréons ; le chlorure de vinyle pour polymériser le PVC ; et les dérivés chlorés du benzène, du naphtalène, du phénol et de l'aniline pour la fabrication de matières colorantes. Le groupe comprend également des produits finis utilisés dans les systèmes fermés, tels que les fluides caloporteurs et les diélectriques.

Les micropolluants organiques sont générés à partir de sources ponctuelles et diffuses, urbaines ou rurales. La plus grande partie provient des grandes activités industrielles telles que le raffinage du pétrole, l'extraction du charbon, la synthèse organique et la fabrication de produits synthétiques, les industries sidérurgiques, l'industrie textile et l'industrie du bois et de la pâte à papier. Les effluents des usines de pesticides peuvent contenir des quantités considérables de ces produits manufacturés. Une part importante des polluants organiques est rejetée dans le milieu aquatique sous forme de ruissellement des surfaces urbaines ; et dans les zones agricoles, les pesticides appliqués sur les cultures peuvent atteindre les eaux de surface par le ruissellement des eaux de pluie et le drainage artificiel ou naturel. De plus, les rejets accidentels ont entraîné de graves dommages écologiques et la fermeture temporaire des approvisionnements en eau.

Pollution urbaine

En raison de ce scénario de pollution en constante expansion, agressif et multiforme, le problème du maintien de la qualité des ressources en eau est devenu aigu, en particulier dans les zones les plus urbanisées du monde en développement. Le maintien de la qualité de l'eau est entravé par deux facteurs : l'absence de contrôle de la pollution aux principales sources, en particulier les industries, et l'insuffisance des systèmes d'assainissement et de collecte et d'élimination des ordures (OMS 1992b). Voir quelques exemples de pollution de l'eau dans différentes villes de pays en développement.

Exemples de pollution de l'eau dans certaines villes

Karachi (Pakistan)

La rivière Lyari, qui traverse Karachi, la plus grande ville industrielle du Pakistan, est un drain à ciel ouvert tant du point de vue chimique que microbiologique, un mélange d'eaux usées brutes et d'effluents industriels non traités. La plupart des effluents industriels proviennent d'une zone industrielle comptant quelque 300 grandes industries et près de trois fois plus de petites unités. Les trois cinquièmes des unités sont des usines textiles. La plupart des autres industries de Karachi rejettent également des effluents non traités dans le plan d'eau le plus proche.

Alexandrie, Egypte)

Les industries d'Alexandrie représentent environ 40% de toute la production industrielle égyptienne et la plupart rejettent des déchets liquides non traités dans la mer ou dans le lac Maryut. Au cours de la dernière décennie, la production de poisson dans le lac Maryut a diminué d'environ 80 % en raison du rejet direct d'effluents industriels et domestiques. Le lac a également cessé d'être un site récréatif de choix en raison de son mauvais état. Une dégradation similaire de l'environnement se produit le long du front de mer en raison du rejet d'eaux usées non traitées à partir d'exutoires mal situés.

Shanghai (Chine)

Quelque 3.4 millions de mètres cubes de déchets industriels et domestiques se déversent principalement dans le ruisseau Suzhou et la rivière Huangpu, qui coule au cœur de la ville. Ceux-ci sont devenus les principaux égouts (à ciel ouvert) de la ville. La plupart des déchets sont industriels, car peu de maisons possèdent des toilettes à chasse d'eau. Le Huangpu est pratiquement mort depuis 1980. Au total, moins de 5 % des eaux usées de la ville sont traitées. La nappe phréatique normalement élevée signifie également qu'une variété de toxines provenant des usines industrielles et des rivières locales se retrouvent dans les eaux souterraines et contaminent les puits, qui contribuent également à l'approvisionnement en eau de la ville.

São Paulo, Brésil)

La rivière Tiete, qui traverse le Grand São Paulo, l'une des plus grandes agglomérations urbaines du monde, reçoit chaque jour 300 tonnes d'effluents provenant de 1,200 900 industries situées dans la région. Le plomb, le cadmium et d'autres métaux lourds sont parmi les principaux polluants. Elle reçoit également 12.5 tonnes d'eaux usées chaque jour, dont seulement XNUMX % sont traitées par les cinq stations d'épuration situées dans la zone.

Source : D'après Hardoy et Satterthwaite 1989.

Impacts sur la santé de la pollution microbienne

Les maladies résultant de l'ingestion d'agents pathogènes dans l'eau contaminée ont le plus grand impact dans le monde. "On estime que 80% de toutes les maladies et plus d'un tiers des décès dans les pays en développement sont causés par la consommation d'eau contaminée, et en moyenne jusqu'à un dixième du temps productif de chaque personne est sacrifié aux maladies liées à l'eau" (CNUED 1992). Les maladies d'origine hydrique constituent la plus grande catégorie de maladies transmissibles contribuant à la mortalité infantile dans les pays en développement et la deuxième après la tuberculose en termes de contribution à la mortalité adulte, avec un million de décès par an.

Le nombre annuel total de cas de choléra signalés à l'OMS par ses États membres a atteint des niveaux sans précédent lors de la septième pandémie, avec un pic de 595,000 1991 cas en 1993 (OMS 1). Le tableau XNUMX montre les taux mondiaux de morbidité et de mortalité des principales maladies liées à l'eau. Ces chiffres sont, dans de nombreux cas, largement sous-estimés, car la notification des cas de maladie est faite de manière assez erratique par de nombreux pays.

Tableau 1. Taux mondiaux de morbidité et de mortalité des principales maladies liées à l'eau

	Nombre/année ou période de déclaration
Maladie	Exemples de projets	Des morts
Choléra - 1993	297,000	4,971
Typhoïde	500,000	25,000
La giardiase	500,000	Faible
Amibiase	48,000,000	110,000
Maladie diarrhéique (moins de 5 ans)	1,600,000,000	3,200,000
Dracunculose (ver de Guinée)	2,600,000	-
Schistosomiase	200,000,000	200,000

Source : Galal-Gorchev 1994.

Impacts sur la santé de la pollution chimique

Les problèmes de santé associés aux substances chimiques dissoutes dans l'eau proviennent principalement de leur capacité à provoquer des effets indésirables après des périodes d'exposition prolongées ; les contaminants qui ont des propriétés toxiques cumulatives, comme les métaux lourds et certains micropolluants organiques, les substances cancérigènes et les substances qui peuvent avoir des effets sur la reproduction et le développement, sont particulièrement préoccupants. D'autres substances dissoutes dans l'eau sont des ingrédients essentiels de l'apport alimentaire et d'autres encore sont neutres par rapport aux besoins humains. Les produits chimiques dans l'eau, en particulier dans l'eau potable, peuvent être classés en trois catégories typiques aux fins d'impact sur la santé (Galal-Gorchev 1986):

Substances exerçant une toxicité aiguë ou chronique lors de la consommation. La gravité de l'atteinte à la santé augmente avec l'augmentation de leur concentration dans l'eau potable. En revanche, en dessous d'un certain seuil de concentration, aucun effet sur la santé ne peut être observé, c'est-à-dire que le métabolisme humain peut supporter cette exposition sans effets mesurables à long terme. Divers métaux, nitrates, cyanures, etc. entrent dans cette catégorie.

Substances génotoxiques, qui provoquent des effets sur la santé tels que la cancérogénicité, la mutagénicité et les malformations congénitales. Selon la pensée scientifique actuelle, il n'y a pas de seuil qui pourrait être considéré comme sûr, puisque toute quantité de substance ingérée contribue à une augmentation du cancer et des risques similaires. Des modèles mathématiques complexes d'extrapolation sont utilisés pour déterminer ces risques, car il existe très peu de preuves épidémiologiques. Les matières organiques synthétiques, de nombreux micropolluants organiques chlorés, certains pesticides et l'arsenic entrent dans cette catégorie.

Pour certains éléments, comme le fluor, l'iode et le sélénium, l'apport de l'eau potable est crucial et, en cas de carence, provoque des effets plus ou moins graves sur la santé. Cependant, à des concentrations élevées, ces mêmes substances provoquent des effets tout aussi graves sur la santé, mais de nature différente.

Impacts environnementaux

Les impacts de la pollution environnementale sur la qualité de l'eau douce sont nombreux et existent depuis longtemps. Le développement industriel, l'avènement de l'agriculture intensive, le développement exponentiel des populations humaines et la production et l'utilisation de dizaines de milliers de produits chimiques de synthèse figurent parmi les principales causes de la détérioration de la qualité de l'eau à l'échelle locale, nationale et mondiale. Le problème majeur de la pollution de l'eau est l'interférence avec les utilisations réelles ou prévues de l'eau.

L'une des causes les plus graves et les plus répandues de la dégradation de l'environnement est le rejet de déchets organiques dans les cours d'eau (voir « Composés organiques biodégradables » ci-dessus). Cette pollution est principalement préoccupante dans le milieu aquatique où de nombreux organismes, par exemple les poissons, ont besoin de niveaux d'oxygène élevés. Un effet secondaire grave de l'anoxie hydrique est la libération de substances toxiques à partir de particules et de sédiments de fond dans les rivières et les lacs. D'autres effets de pollution provenant des rejets d'eaux usées domestiques dans les cours d'eau et les aquifères comprennent l'accumulation de niveaux de nitrates dans les rivières et les eaux souterraines, et l'eutrophisation des lacs et des réservoirs (voir ci-dessus, « Nitrates » et « Sels »). Dans les deux cas, la pollution est un effet synergique des effluents d'eaux usées et du ruissellement ou de l'infiltration agricole.

Impacts économiques

Les conséquences économiques de la pollution de l'eau peuvent être assez graves en raison des effets néfastes sur la santé humaine ou sur l'environnement. Une mauvaise santé réduit souvent la productivité humaine et la dégradation de l'environnement réduit la productivité des ressources en eau utilisées directement par les populations.

Le fardeau économique de la maladie peut être exprimé non seulement en coûts de traitement, mais aussi en quantifiant la perte de productivité. Cela est particulièrement vrai pour les maladies principalement invalidantes, telles que la diarrhée ou le ver de Guinée. En Inde, par exemple, on estime qu'environ 73 millions de journées de travail par an sont perdues en raison de maladies liées à l'eau (Arceivala 1989).

Les carences en matière d'assainissement et les épidémies qui en résultent peuvent également entraîner de graves sanctions économiques. Cela est devenu plus évident lors de la récente épidémie de choléra en Amérique latine. Lors de l'épidémie de choléra au Pérou, les pertes dues à la réduction des exportations agricoles et du tourisme ont été estimées à un milliard de dollars américains. C'est plus de trois fois le montant que le pays avait investi dans les services d'approvisionnement en eau et d'assainissement au cours des années 1980 (Banque mondiale 1992).

Les ressources en eau affectées par la pollution deviennent moins appropriées comme sources d'eau pour l'approvisionnement municipal. En conséquence, un traitement coûteux doit être installé ou de l'eau propre provenant de loin doit être acheminée vers la ville à des coûts beaucoup plus élevés.

Dans les pays en développement d'Asie et du Pacifique, les dommages environnementaux ont été estimés par la Commission économique et sociale pour l'Asie et le Pacifique (CESAP) en 1985 à environ 3 % du PNB, soit 250 milliards de dollars EU, tandis que le coût de réparation de ces les dégâts seraient d'environ 1%.

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Publié dans 53. Dangers environnementaux pour la santé

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Table des matières

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