LA POLLUTION DES EAUX
Depuis au moins deux millénaires, l’eau naturelle a vu sa qualité se dégrader peu à peu et elle est aujourd’hui contaminée au point que ses usages sont extrêmement restreints ou qu’elle peut même être nocive à l’être humain. Certes, cette dégradation est liée au développement socio-économique d’un bassin fluvial, mais le transport de contaminants dans l’atmosphère sur de grandes distances a changé la donne: désormais, des régions éloignées peuvent aussi être indirectement polluées (Meybeck et Helmer, 1989).
Les récits et les griefs qui nous ont été transmis du Moyen Age concernant le dépôt sauvage d’excréments, ou les cours d’eau nauséabonds qui traversaient des villes surpeuplées, constituent, parmi d’autres problèmes semblables, les premières manifestations de la pollution des eaux urbaines. C’est en 1854 que l’on a établi pour la première fois un lien de cause à effet évident entre la mauvaise qualité de l’eau et des problèmes de santé humaine, lorsque John Snow attribua à une source d’eau de consommation bien localisée l’épidémie de choléra qui sévissait à Londres.
Depuis le milieu du XXe siècle, et parallèlement à l’accélération de la croissance industrielle, différents problèmes de pollution des eaux sont apparus à un rythme élevé. La figure 53.8 illustre le genre de problèmes que les eaux douces posent en Europe.
Figure 53.8 Problèmes dus à la pollution de l'eau
Pour résumer la situation européenne, on peut dire que: 1) les problèmes du passé (agents pathogènes, bilan de l’oxygène, eutrophisation, métaux lourds) ont été établis et étudiés et que les moyens de lutte nécessaires ont été définis et plus ou moins appliqués; 2) les problèmes actuels sont d’une nature différente, car on a, d’un côté, des sources de pollution ponctuelles et non ponctuelles «classiques» (nitrates) et des contaminants présents partout dans l’environnement (produits organiques synthétiques) et, de l’autre, des facteurs «de la troisième génération» qui perturbent les cycles planétaires (acidification, changement climatique).
Autrefois, la pollution des eaux dans les pays en développement s’expliquait principalement par le déversement d’eaux usées non traitées. Elle est aujourd’hui plus complexe, résultant de la production de déchets dangereux par des industries et du développement rapide de l’usage de pesticides en agriculture. De fait, actuellement, la pollution des eaux dans certains pays en développement, et en tout cas dans les pays en voie d’industrialisation, est pire que dans les pays industriels (Arceivala, 1989). Malheureusement, les pays en développement dans leur ensemble accusent un très grand retard en ce qui concerne l’élimination des principales sources de pollution. En conséquence, la qualité de leur environnement se détériore progressivement (OMS/PNUE, 1991).
Les types et les sources de pollution
Un grand nombre d’agents microbiens, d’éléments et de composés peuvent polluer l’eau; on peut les classer comme suit: organismes microbiologiques, composés organiques biodégradables, particules en suspension, nitrates, sels, métaux lourds, nutriments et micropolluants organiques.
Les organismes microbiologiques
Les organismes microbiologiques sont courants dans les cours d’eau pollués essentiellement par le déversement d’eaux ménagères non traitées. Ces agents microbiens comprennent les bactéries pathogènes, virus, helminthes, protozoaires et plusieurs organismes multicellulaires plus complexes qui peuvent provoquer des maladies gastro-intestinales. D’autres organismes, par nature plus opportunistes, infectent les individus fragiles par contact du corps avec de l’eau contaminée ou par inhalation de gouttes d’eau de mauvaise qualité avec divers aérosols.
Les composés organiques biodégradables
Des substances organiques d’origine naturelle (détritus terrestres allochtones ou débris autochtones de plantes aquatiques) ou de source humaine (déchets ménagers, agricoles et certains déchets industriels) sont décomposées par des microbes aérobies, tandis que la rivière poursuit son cours. Il en résulte un abaissement de la teneur en oxygène en aval du point de déversement des eaux usées, ce qui nuit à la qualité de l’eau et à la survie du biote aquatique, notamment des poissons nobles.
Les particules en suspension
Les particules sont un important vecteur de polluants organiques et inorganiques. La plupart des métaux lourds toxiques, des polluants organiques, des pathogènes et nutriments, comme le phosphore, sont présents dans les particules en suspension. On trouve aussi dans ces particules une quantité appréciable de matières organiques biodégradables qui consomment l’oxygène dissous dans les cours d’eau. Ces particules proviennent de l’urbanisation et de la construction de routes, du déboisement, de l’exploitation minière, du dragage de rivières, de sources naturelles liées à l’érosion terrestre ou de catastrophes naturelles. Des particules plus grosses se déposent dans les lits des cours d’eau, les réservoirs, les plaines d’inondation, ainsi que dans les marais et dans les lacs.
Les nitrates
La concentration de nitrates dans les eaux superficielles non polluées varie entre moins de 0,1 et 1 mg par litre (exprimé en azote), de sorte qu’un taux de nitrate supérieur à 1 mg/l est le signe d’une intervention humaine: déversement de déchets municipaux, écoulement d’origine urbaine ou agricole, etc. Les précipitations atmosphériques sont aussi une importante source de nitrates et d’ammoniac dans les bassins versants, notamment dans les zones où il n’existe pas de sources de pollution directes, par exemple dans certaines régions tropicales. La forte concentration de nitrates dans l’eau de consommation peut intoxiquer gravement les nouveau-nés alimentés au biberon pendant leurs premiers mois, ou encore les personnes âgées, par un phénomène appelé méthémoglobinémie.
Les sels
La salinisation de l’eau peut avoir des causes naturelles, comme l’interaction géochimique des eaux avec des sols salins, ou des causes humaines: irrigation des terres agricoles, apport d’eau de mer provoqué par un pompage excessif des eaux souterraines dans certaines îles et zones côtières, élimination de déchets industriels et de la saumure de champs de pétrole, salage des routes, lixiviat de décharges et fuites d’égouts.
Bien qu’elle empêche d’utiliser l’eau pour l’irrigation des cultures fragiles ou pour la consommation en particulier, la teneur en sel, même très élevée, n’a en soi pas d’effets directement nocifs sur la santé, mais elle peut s’accompagner d’effets indirects catastrophiques. La disparition de terres agricoles fertiles et la diminution des récoltes dues à la saturation hydrique et à la salinisation des sols irrigués privent des villages entiers de leur moyen de subsistance et peuvent aller jusqu’à entraîner des pénuries alimentaires.
Les métaux lourds
Les métaux lourds tels que le plomb, le cadmium et le mercure sont des micropolluants qui présentent un intérêt particulier, car ils ont une incidence sur la santé et l’environnement à cause de leur rémanence, de leur forte toxicité et de leur accumulation biologique.
Les métaux lourds qui polluent l’eau proviennent en général de cinq sources: l’altération géologique, qui représente la pollution de fond; la transformation industrielle de minerais et de métaux; l’utilisation de métaux et de composés métalliques, comme les sels de chrome dans les tanneries, des composés du cuivre en agriculture et le tétraéthylplomb employé comme agent antidétonant dans l’essence; les métaux lourds qui fuient des ordures ménagères et des décharges de déchets solides; et les métaux lourds contenus dans les excréments humains et animaux, notamment le zinc. Les métaux rejetés dans l’air par les automobiles, la combustion de carburants et les activités industrielles peuvent se déposer sur les sols et finir par ruisseler jusqu’à atteindre les eaux superficielles.
Les nutriments
L’eutrophisation est le phénomène de l’enrichissement des eaux par des nutriments végétaux, surtout du phosphore et de l’azote, qui accélère la croissance des plantes (des algues comme des macrophytes) et qui provoque en conséquence l’apparition de fleurs d’eau visibles à l’œil nu, de tapis d’algues ou de macrophytes en surface, une accumulation d’algues benthiques et des concentrations macrophytiques submergées. Lorsqu’ils pourrissent, ces végétaux entraînent un épuisement des réserves d’oxygène contenues dans l’eau qui donne lieu à toutes sortes d’autres problèmes secondaires, tels que la mort de poissons et le relargage de gaz corrosifs et autres substances indésirables, comme du gaz carbonique, du méthane, du sulfure d’hydrogène, des substances organoleptiques (qui donnent un goût et une odeur aux choses), des toxines, etc.
Les composés du phosphore et de l’azote proviennent principalement des eaux ménagères non traitées, mais d’autres sources, comme le drainage de terres agricoles fertilisées artificiellement, les ruissellements de surface engendrés par un élevage intensif et certaines eaux industrielles usées peuvent aussi accroître sensiblement la quantité de matières nutritives dans les lacs et réservoirs, notamment dans les pays tropicaux en développement.
Les principaux problèmes liés à l’eutrophisation des lacs, réservoirs et retenues sont les suivants: épuisement de l’oxygène dans la couche aquatique du fond; diminution de la qualité de l’eau, qui entraîne des difficultés de traitement, notamment lorsqu’on veut retirer les substances responsables du goût et de l’odeur; limitation des usages récréatifs, augmentation des risques pour la santé des baigneurs et enlaidissement des sites; baisse des activités de pêche due à la mortalité du poisson et à la prolifération d’espèces indésirables et de mauvaise qualité; vieillissement des lacs et réservoirs et diminution de leur volume utile du fait de l’ensablement; aggravation de la corrosion des tuyaux et autres structures.
Les micropolluants organiques
Les micropolluants organiques peuvent être rangés en groupes de produits chimiques en fonction de leur usage et, par conséquent, de leur mode de dispersion dans l’environnement:
• Les pesticides sont des substances généralement synthétiques que l’on utilise délibérément dans la nature pour protéger les cultures ou éliminer les vecteurs de maladies. Ils se répartissent en plusieurs familles, comme les insecticides organochlorés, les insecticides organophosphatés, les herbicides du type des hormones végétales, les triazines, les urées substituées et autres. • Les substances à usage domestique et industriel courant comprennent les substances organiques volatiles comme les solvants d’extraction, les solvants servant au dégraissage des métaux et au nettoyage à sec des vêtements et les gaz propulseurs utilisés dans les bombes aérosols auxquels viennent s’ajouter les dérivés halogénés du méthane, de l’éthane et de l’éthylène. Comme on en fait grand usage, leurs coefficients de dispersion dans la nature, comparativement aux quantités produites, sont généralement élevés. Font aussi partie de ce groupe les hydrocarbures aromatiques polycycliques, dont la présence dans l’environnement s’explique par l’extraction, le transport et le raffinage des produits pétroliers et par la dispersion des matières résultant de leur combustion (essence et mazout). • Les substances employées essentiellement dans l’industrie comprennent les agents de synthèse chimique directe ou indirecte, comme le tétrachlorure de carbone utilisé pour la synthèse des fréons, le chlorure de vinyle pour la polymérisation du PVC, et les dérivés chlorés du benzène, du naphtalène, du phénol et de l’aniline pour la fabrication de teintures. Ce groupe comporte aussi des produits finis utilisés en circuit fermé, comme les fluides servant aux échanges de chaleur et les appareils diélectriques.
Les micropolluants organiques proviennent de sources fixes ou diffuses, urbaines ou rurales et, pour la plupart, d’activités industrielles majeures, comme le raffinage du pétrole, l’extraction du charbon, la synthèse organique et la fabrication de produits synthétiques, les industries du fer et de l’acier, le textile et le secteur des pâtes et papiers. Les effluents de fabriques de pesticides peuvent renfermer d’énormes quantités de ces produits de synthèse. Une forte proportion de polluants organiques aboutit dans le milieu aquatique à cause des ruissellements urbains; dans les campagnes, les pesticides répandus sur les cultures peuvent atteindre les eaux superficielles, entraînés par le ruisselement de l’eau de pluie et par le drainage artificiel ou naturel. Il arrive enfin que des déversements accidentels causent de graves dommages écologiques et obligent à fermer temporairement des sources d’approvisionnement en eau.
La pollution urbaine
Vu l’expansion continue, l’intensité et la très grande diversité de la pollution, le maintien de la qualité des ressources hydriques est devenu un grave problème, en particulier dans les zones les plus urbanisées du monde en développement. Il y a à cela deux raisons: l’impossibilité d’appliquer les mesures antipollution aux sources principales, notamment les industries, et les insuffisances des systèmes d’assainissement, ainsi que des méthodes de collecte et d’élimination des déchets (OMS, 1992c). On trouvera en encadré quelques cas de pollution des eaux observés dans différentes villes de pays en développement.
Les incidences de la pollution microbienne sur la santé
Les maladies provoquées par l’ingestion d’agents pathogènes dans de l’eau contaminée sont celles qui ont la plus forte incidence dans le monde. On estime que 80% des maladies, et plus du tiers des décès survenant dans les pays en développement sont causés par la consommation d’eau contaminée et que, en moyenne, chaque personne perd un dixième de son temps de production à cause de maladies liées à l’eau (CNUED, 1992b). Les maladies provoquées par l’eau représentent la plus importante catégorie de maladies transmissibles dont meurent les nouveau-nés dans les pays en développement et elles viennent au second rang après la tuberculose pour ce qui est de la mortalité des adultes, avec un million de décès par an.
Le nombre annuel de cas de choléra déclarés à l’Organisation mondiale de la santé (OMS) par ses Etats membres a atteint un record pendant la septième pandémie, avec une pointe de 595 000 cas en 1991 (OMS, 1993). Le tableau 53.6 donne les taux globaux de morbidité et de mortalité en rapport avec les principales maladies transmises par l’eau. Souvent, ces chiffres sont nettement sous-évalués du fait que les déclarations de cas sont loin d’être effectuées de manière systématique dans beaucoup de pays.
Tableau 53.6 Taux globaux de morbidité et de mortalité attribuables aux principales
Tableau en cours de préparation ...
Les effets de la pollution chimique sur la santé
Les problèmes de santé associés à la présence de substances chimiques dissoutes dans l’eau tiennent principalement au fait que les effets se manifestent après une longue période d’exposition; sont particulièrement à craindre les contaminants ayant des effets toxiques cumulatifs, tels que les métaux lourds et certains micropolluants, les substances cancérogènes et celles qui peuvent perturber la reproduction et le développement. D’autres substances dissoutes dans l’eau sont un élément essentiel du régime alimentaire, tandis que d’autres encore sont neutres eu égard aux besoins d’un être humain. Compte tenu de leur incidence sur la santé, on peut classer les produits chimiques présents dans l’eau, notamment dans l’eau de consommation, en trois grandes catégories (Galal-Gorchev, 1986):
• Les substances qui, une fois consommées, présentent une toxicité aiguë ou chronique . La gravité de leurs effets augmente avec leur concentration dans l’eau de consommation. En revanche, au-dessous d’un certain taux de concentration, on n’observe aucun effet sur la santé, ce qui signifie que le métabolisme humain peut absorber ces substances sans qu’il y ait d’effets mesurables à long terme. Divers métaux, nitrates, cyanures et autres entrent dans cette catégorie. • Les substances génotoxiques, qui peuvent être cancérogènes, mutagènes ou provoquer des malformations à la naissance. Dans l’état actuel des connaissances scientifiques, il n’est pas possible de fixer un seuil qui pourrait être considéré comme sûr, car n’importe quelle quantité de substances ingérée entraîne une augmentation des risques de cancer et autres. Pour déterminer ces risques, on utilise des modèles complexes d’extrapolation mathématique puisqu’on possède très peu de preuves épidémiologiques. Les substances organiques synthétiques, beaucoup de microsubstances organiques chlorées, certains pesticides et l’arsenic entrent dans cette catégorie. • Certains éléments contenus dans l’eau de consommation, comme le fluor, l’iode et le sélénium sont essentiels, et leur carence éventuelle peut avoir sur la santé des effets plus ou moins graves. Toutefois, une concentration élevée de ces mêmes substances entraîne des effets tout aussi graves, mais d’une nature différente.
L’impact sur l’environnement
Les effets de la pollution de l’environnement sur la qualité des eaux douces sont multiples et existent depuis longtemps. L’essor industriel, le développement de l’agriculture intensive, l’augmentation exponentielle de la population, ainsi que la production et l’utilisation de dizaines de milliers de produits chimiques synthétiques, figurent parmi les principales causes de détérioration de la qualité de l’eau à l’échelle locale, nationale et mondiale. Le principal problème que pose cette détérioration est le risque qu’elle ne compromette l’usage que l’on fait de l’eau aujourd’hui et celui que l’on voudrait en faire à l’avenir.
L’une des causes les plus graves et les plus répandues de la dégradation de l’environnement est le déversement de déchets organiques dans les cours d’eau (voir ci-dessus «Les composés organiques biodégradables»). Cette pollution est surtout inquiétante dans le milieu aquatique où de nombreux organismes, entre autres les poissons, ont besoin de concentrations élevées d’oxygène. L’anoxie de l’eau a pour effet secondaire sérieux celui de libérer des substances toxiques à partir de particules et de sédiments de fond que l’on trouve dans les rivières et les lacs. Le rejet d’eaux ménagères dans les cours d’eau et les nappes aquifères entraîne aussi une accumulation de nitrates dans les rivières et les eaux souterraines, et l’eutrophisation de lacs et réservoirs (voir ci-dessus «Les nitrates» et «Les sels»). Dans les deux cas, la pollution est le résultat d’une synergie entre les effluents d’eaux usées et le ruissellement ou l’infiltration d’eaux issues de l’agriculture.
Les incidences économiques
Les conséquences économiques de la pollution des eaux peuvent être assez importantes étant donné ses effets nocifs sur la santé humaine ou sur l’environnement. Une mauvaise santé entraîne souvent une baisse de la productivité humaine, et une dégradation de l’environnement diminue la productivité des ressources en eau directement utilisées par la population.
Le poids économique des maladies peut s’exprimer non seulement en frais de traitement, mais aussi en manque à gagner pour les entreprises. Il suffit de penser aux maladies extrêmement invalidantes comme la diarrhée ou le vers de Guinée. En Inde, par exemple, on estime à 73 millions le nombre de journées de travail perdues chaque année à cause de maladies transmises par l’eau (Arceivala, 1989).
Les carences de l’hygiène publique et les épidémies qui en résultent peuvent aussi pénaliser lourdement l’économie. C’est ce qui est apparu très clairement lors d’une épidémie de choléra survenue en Amérique latine. Ainsi, au Pérou, la diminution des exportations agricoles et du tourisme s’est traduite par des pertes estimées à 1 milliard de dollars E.-U. C’est plus de trois fois les sommes investies par le pays dans les services d’approvisionnement en eau et d’assainissement durant les années quatre-vingt (Banque mondiale, 1992).
Une fois polluée, l’eau devient impropre à l’approvisionnement des villes. En conséquence, celles-ci doivent se doter d’installations de traitement coûteuses ou acheminer de l’eau propre par des canalisations sur de longues distances, ce qui revient beaucoup plus cher.
Dans les pays en développement de l’Asie et du Pacifique, le coût des dommages écologiques a été estimé en 1985 par la Commission économique et sociale pour l’Asie et le Pacifique (CESAP) à environ 3% du PNB, soit 250 milliards de dollars E.-U., tandis que pour réparer ces dommages il en coûterait approximativement 1%.
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