La pollution environnementale

La matière organique du sol (MOS) joue un rôle important dans la qualité du sol. Elle est composée principalement de substances humiques (SH) et de substances non-humiques (Stevenson, 1994 ; Zech et al., 1997). Les SH peuvent être fractionnées en humine de couleur noire insoluble dans l’eau à n’importe quel pH, en acide humique (AH) de couleur brune soluble en milieu basique et insoluble en milieu acide (pH < 2) et en acide fulvique (AF) de couleur jaunâtre soluble dans l’eau à n’importe quel pH (Kononova, 2013). Des études ont montré que la MOS est le sorbant principal des composés organiques peu solubles et donc elle joue un rôle important dans le transport, la réactivité et la biodisponibilité des polluants organiques dans la colonne du sol. La MOS présente une structure interne de nanopores qui constitue des sites de sorption spécifiques aux composés organiques quelle que soit leur polarité (Pignatello, 1998). Il a été également montré que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) s’associaient aux régions hydrophobes de la matière organique du sol parce qu’ils présentaient une faible solubilité dans l’eau (Qiu et al., 1994). L’affinité de liaison des HAP a été trouvée corrélée avec l’aromaticité de la matière organique (McCarthy et al., 1989). Ainsi, l’hydrophobicité du polluant et la qualité de la MOS déterminent la nature des interactions qui se produisent entre polluants et MOS et définissent le degré de biodisponibilité et de toxicité du polluant (Landrum et al., 1987 ; Haitzer et al., 1999). Étant donné que la MOS a une structure complexe difficile à caractériser, des études ont utilisé les propriétés physico-chimiques telles que les propriétés spectrales pour caractériser et définir les SH, AF, AH (Chen et al., 2002) et en particulier la spectroscopie de fluorescence (Ohno et Bro, 2006).

Depuis la révolution industrielle au XIXe siècle jusqu’à nos jours, l’homme participe à
la dégradation de l’environnement. La destruction de l’écosystème est souvent irréversible, ce qui met en danger la vie de tout être vivant sur la planète. La pollution se définit par l’introduction de polluants dans un environnement à un seuil au-delà duquel leurs effets deviennent nuisibles aux êtres vivants (humains, animaux, végétaux) et à l’environnement global. L’impact néfaste de la pollution touche tous les compartiments environnementaux. Les effets de la pollution sont divers : augmentation des maladies et des mortalités humaines et animales, dégradations et mutations des végétaux, destruction de l’habitat naturel, détérioration des conditions de vie etc… La pollution d’origine humaine, directe ou indirecte est la cause de nombreuses maladies et se trouve responsable chez certaines espèces de leur migration voire même de leur extinction si elles s’avèrent incapables à s’adapter aux nouvelles conditions environnementales. Plusieurs types de pollutions existent selon l’origine des polluants : chimique, sonore, lumineuse, etc.

Selon leurs propriétés physico-chimiques, des polluants sont capables de parcourir des distances importantes et atteindre des écosystèmes sensibles. Certains polluants transportés dans l’atmosphère tels que le dioxyde d’azote et le dioxyde de soufre issus des rejets industriels et des rejets liés aux transports peuvent être à l’origine des pluies acides qui altèrent les sols et les cours d’eau.

La pollution chimique est due à la présence en grande concentration d’une substance chimique anthropogène qui normalement est absente ou présente en faible concentration dans un compartiment environnemental donné. Il existe des seuils pour chaque substance chimique au-delà desquels la présence de cette substance est nocif pour le compartiment environnemental donné. La pollution chimique intéresse plusieurs compartiments : eau, sol, air. La communauté internationale a mis en place des normes concernant les teneurs de résidus dans les aliments et les eaux (CEE,1980), alors que pour le sol ces normes n’existent pas mais on trouve seulement des valeurs guides pour la gestion des sols contaminés (Gourdon et al, 1994).

Il existe également des pollutions d’origine naturelle, qui sont moins fréquentes et qui ont souvent des conséquences plus ou moins négligeables. Une pollution de l’air, par exemple, peut être due aux éruptions volcaniques, ou aux feux de forêts. D’autres sources naturelles de pollution peuvent être liées aux érosions, aux pluies acides, à l’altération de la roche-mère, etc.

Le sol constitue une interface d’échange entre l’atmosphère, l’hydrosphère et la lithosphère. Il joue un rôle très important dans le cycle de l’eau et il constitue une réserve de carbone et d’azote provenant de la dégradation de la matière organique. Il héberge des végétaux et divers organismes qui maintiennent sa fertilité, règlent le cycle de l’eau, luttent contre l’érosion et participent à la décontamination. Le sol participe donc à la diminution ou l’élimination des impacts des polluants et en conséquence il constitue un filtre physique et chimique pour les eaux s’y infiltrant.

Tout type de sol (agricole, urbain etc.) peut être pollué de manière directe ou indirecte et, à son tour, peut lui-même constituer une source de pollution. Les causes directes sont liées aux rejets directs ou accidentels de polluants issus de l’agriculture, des rejets industriels et des déchets ménagers. Les causes indirectes sont dues aux conséquences de la pollution atmosphérique et de la pollution des eaux : infiltration d’une décharge, infiltration d’eau polluée, infiltration des déchets solides, déversement ou fuites de déchets et d’hydrocarbures, retombées atmosphériques, etc.

Le comportement des polluants va définir leur dispersion vers d’autres compartiments (Barriuso et al., 1996). Des polluants présents dans un sol peuvent soit diffuser dans l’environnement par l’intermédiaire de l’eau, des envols de poussières, des émanations gazeuses ou soit entrer dans la chaîne trophique par bioaccumulation dans les organismes qui vivent dans le sol. Le sol peut constituer un vrai milieu de stockage de polluants. Un sol pollué met en danger les végétaux, les animaux et les humains (DalCorso et al., 2008). Le sort des polluants est largement contrôlé par leurs interactions avec la matière organique du sol (Ahangar et al., 2008). Les interactions des polluants hydrophobes avec les substances humiques pourraient changer leur sort dans l’environnement (Caron et al., 1985). Ils peuvent affecter la biodisponibilité et la toxicité vis-à-vis des organismes vivants (Landrum et al., 1987) dont la végétation (Dell’ Agnola et al., 1981).

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Table des matières

Chapitre I. Introduction
Chapitre II. ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE
II.1. La pollution environnementale
II.1.1. La pollution des sols
II.1.2. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques
II.1.3. Le devenir des HAP dans le sol
II.2. Le Benzo(a)pyrène
II.3. Les matières organiques
II.3.1. Définition de la matière organique naturelle
II.3.2. Rôle de la matière organique du sol (MOS)
II.3.3. Substances Humiques
II.3.4. Les Acides Fulviques (AF) et les Acides Humiques (AH)
II.3.5. Études des SH, AF, AH et du BaP par la technique de fluorescence
Chapitre III. Conclusion